附录五 管网压力损失计算举例

  一、非均衡管网压力损失计算举例。
    贮存了90kg卤代烷1301的灭火系统，由附图5.1所示的非均衡管网喷出，贮存压力为4.20MPa、充装密度为800kg/m?，管网末端的喷嘴（5）、（6）、（7）在10s内需喷出的卤代烷1301分别为40kg、30kg和20kg，求管网末端压力。

附图5.1  非均衡管网图

    1．计算各管段的平均设计流量：
          q（1）－（2）＝4.5kg/s 
          q（2）－（3）＝9.0kg/s 
          q（3）－（5）＝4.0kg/s 
          q（3）－（4）＝5.0kg/s 
          q（4）－（6）＝3.0kg/s 
          q（4）－（7）＝2.0kg/s
    2．初定管径，按本规范第4.2.1条规定初选。 
          D（3）－（4）：选公称通径25mm，第一种壁厚系列的钢管 
          D（2）－（3）：选公称通径32mm，第一种壁厚系列的钢管 
          D（3）－（5）：选公称通径25mm，第一种壁厚系列的钢管 
          D（3）－（4）：选公称通径25mm，第一种壁厚系列的钢管 
          D（4）－（6）：选公称通径20mm，第一种壁厚系列的钢管 
          D（4）－（7）：选公称通径20mm，第一种壁厚系列的钢管
    3．计算管网总容积。
          V（1）－（2）＝2×0.5×0.556×10－3＝0.556×10－3m? 
          V（2）－（3）＝9.5×0.968×10－3＝9.196×10－3m?
          V（3）－（5）＝3.0×0.556×10－3＝1.668×10－3m?
          V（3）－（4）＝4.5×0.556×10－3＝2.502×10－3m?
          V（4）－（6）＝4.5×0.343×10－3＝1.544×10－3m?
          V（4）－（7）＝3.0×0.343×10－3＝1.029×10－3m?
          Vp＝16.495×10－3m?
    4．计算各管段的当量长度。 
          Ｌ（1）－（2）＝6.8m（实际管长加一个容器阀与软管的当量长度） 
          Ｌ（2）－（3）＝12.7m（实际管长加一个三通与一个弯头的当量长度） 
          Ｌ（3）－（5）＝5.5m（实际管长加一个三通与一个弯头的当量长度） 
          Ｌ（3）－（4）＝4.5m（实际管长加一个三通的当量长度）
          Ｌ（4）－（6）＝7.1m（实际管长加一个三通与一个弯头的当量长度）
          Ｌ（4）－（7）＝5.6m（实际管长加一个三通与一个弯头的当量长度）
    5．估算管网内灭火剂的百分比。

    6．确定中期容器压力。根据本规范第4.2.9条规定，当贮存压力为4.20MPa，充装密度为800kg/m?，管网内灭火剂的百分比为18.8％时，中期容器压力为2.98MPa。
    7．求管段（1）—（2）的终端压力Pi（2）。

    8．求管段（2）—（3）的末端压力Pi（3）。

    9．求管段（3）—（5）的末端压力Pi（5）。

    10．求管段（3）—（4）的末端压力Pi（4）。

    11．求管段（4）—（6）的末端压力Pi（6）。

    12．求管段（4）—（7）的末端压力Pi（7）。

    将主要计算结果归纳于下表。

                                     管网压力损失计算结果                                     附表5.1

    从以上计算结果可以看出，所计算的各管段的压力损失均很小，管网末端压力大大高于中期容器压力的一半，这是不经济的，故各管段的直径可以选择更小一些，也可以选用较低的贮存压力，只有通过对管网内灭火剂百分比进行验算和反复调整计算，才能得到一个较为经济合理的计算结果。
    二、均衡管网压力损失计算举例。
    贮存了35kg卤代烷1301的灭火系统，由附图5.2所示的均衡管网喷出，卤代烷1301的贮存压力为2.50MPa，充装密度为1000kg/m?，末端喷嘴（3）和（4）在10s内喷放量相等，试用图表法计算管网末端压力。

附图5.2  均衡管网图

    1．计算各管段的平均设计流量。 
        q（1）－（2）＝3.5kg/s 
        q（2）－（3）＝1.75kg/s 
        q（2）－（4）＝1.75kg/s
    2．初定管径，按本规范第4.2.1条规定初选。 
        D（1）－（2）：选公称通径25mm，第一种壁厚系列的钢管 
        D（2）－（3）和D（2）－（4）：选公称通径25mm，第一种壁厚系列的钢管
    3．计算管网总容积Vp总。 
        Vp总＝8×0.556×10－3＋2×5.5×0.343×10－3
                ＝8.22×10－3m?
    4．计算各管段的当量长度。
        Ｌ（1）－（2）＝22．5m（包括实际管长加容器阀、三个弯头和一个三通的当量长 度）
        Ｌ（2）－（3）＝Ｌ（2）－（4）
                                 ＝6.8m（包括实际管长加二个弯头的当量长度）
    5．计算管网内灭火剂的百分比。

    6．确定中期容器压力。根据管网内灭火剂的百分比25％，贮存压力2.50MPa和充装密度1000kg/m?，从本规范第4.2.9条表4.2.9中计算出中期容器压力为1.79MPa。
    7．求单位管长的压力降。根据平均设计流量和管径从本规范附录四中附图4.1查得未修正的单位管长的压力降为： 
        P′（1）－（2）＝0.0165MPa/m 
        P′（2）－（3）＝P（2）－（4） 
                                 ＝0.014MPa/m
    根据充装密度和管网内灭火剂的百分比，从本规范附录四中附图4．3查得压力损失修正系数为：1.08，则修正后的单位管长的压力降为： 
        P′（1）－（2) ＝0.0165×1.08＝0.0178MPa/m 
        P′（2）－（3）＝P（2）－（4） 
                                 ＝0.014×1.08＝0.0151MPa/m
    8．计算管段（1）—（2）的末端压力Pi（2）。 
    管段（1）—（2）的压力降为 
        P（1）－（2）＝Ｌ（1）－（2）·P′（1）－（2）
                                ＝22.5×0.0178 
                                ＝0.40MPa
    根据本规范第4.2.13条表4.2.13，在压力为1.79MPa、充装密度为1000kg/m?时，管道内卤代烷1301的密度为1310kg/m?，而Hh为2m，故高程压力损失为
    Ph＝10－3ρ ·Hh·gn 
        ＝10－3 ×1310×2×9.81 
        ＝25.7kPa

    故得：
        Pi（2）＝1.79－0.4－0.0257 ＝1.36MPa
    9．计算管段（2）—（3）与（2）—（4）的末端压力Pi（3）或Pi（4）。
        Pi（3）＝Pi（4） 
                    ＝Pi（2）－Ｌ（2）－（3）·P′（2）－（3） 
                    ＝1.36－6.8×0.0151 
                    ＝1.26MPa

    将主要计算结果归纳于下表：

                                                           管网压力损失计算结果                                             附表5.2

    所计算的结果表明，管道末端压力达1.26MPa，超过中期容器压力1.79MPa的50％，故所选的各管段的管径可以满足设计要求，只有通过对管网内灭火剂百分比进行验算和反复调整计算后，才能得到一个较为经济合理的计算结果。