Расчёт гидроэлеваторных систем.

Для забора воды из естественных водоисточников, имеющих неблагоприятные условия для подъезда к ним пожарных автомобилей (крутые или заболоченные берега), можно использовать гидроэлеваторы типа Г-600 (Г-600А). Они применяются для забора воды из открытых водоисточников при высоте подъёма до 20 м или расположенных на расстоянии до 100 м. Гидроэлеватор позволяет забирать воду пожарным автомобилем при толщине слоя воды не менее 0.05 м. Схемы забора воды гидроэлеваторными системами показаны на рисунке 11. Величины напоров на насосах пожарных автомобилей (автоцистерн) при работе с гидроэлеваторами Г-600 указаны в таблице 157.

Таблица 157

Определение напора на насосе при заборе воды гидроэлеватором Г-600 и работе стволов по соответствующим схемам подачи воды на тушение пожара

Высота подъема воды, м	Напор на насосе, м	Высота подъема воды, м	Напор на насосе, м
Один ствол А или три ствола Б	Два ствола Б	Один ствол Б	Один ствол А или три ствола Б	Два ствола Б	Один ствол Б
					–
					–
					–	–
					–	–

Таблица 158

Тактико-техническая характеристика гидроэлеватора Г-600А

Параметры	Значение
Подача при напоре в линии перед гидроэлеватором 80 м, л/мин
Рабочий расход воды при напоре 80 м, л/мин
Рабочий напор, м	20...120
Напор за гидроэлеватором при подаче 600 л/мин, м
Наибольшая высота подъема подсасываемой воды, м, при рабочем напоре:
120 м
20 м	1,5
Условный проход, мм, патрубка:
напорного (входного)
напорного (выходного)
Габаритные размеры, мм:
длина
ширина
высота
Масса, кг	5,6

Рисунок 14. Схема забора воды гидроэлеваторными системами

Для проверки возможности приведения в работу гидроэлеваторной системы необходимо иметь определенный запас воды в ёмкости пожарной автоцистерны (АЦ).

Количество воды, необходимое для запуска в работу гидроэлеваторной системы, определяется по формуле:

.(87)

где

– коэффициент запаса воды для одногидроэлеваторной системы, равен двум, а для двухэлеваторной системы – 1,5.

– соответственно, объёмы воды в подводящих и отводящих от гидроэлеватора рукавных линиях, л.

Требуемое количество воды для запуска гидроэлеваторных систем приведено в таблице 159.

Таблица 159

Количество воды, необходимой для запуска гидроэлеваторных систем

Водоструйный аппарат	Длина рукавных линий от автоцистерны до Г-600, м
Объем рукава, л	Объем воды для запуска, л	Объем рукава, л	Объем воды для запуска, л	Объем рукава, л	Объем воды для запуска, л	Объем рукава, л	Объем воды для запуска, л	Объем рукава, л	Объем воды для запуска, л
Одногидроэлеваторные системы
Г-600А
Двухгидроэлеваторные системы
Г-600А									-	-

Примечание. Во всех гидроэлеваторных системах используют прорезиненные рукава диаметром 77 мм.

Определив величину по формуле (87) и сравнив её с ёмкостью водобака автоцистерны, делается вывод о возможности запуска в работу гидроэлеваторной системы.

Далее определяется возможность совместной работы насоса пожарной автоцистерны с гидроэлеваторной системой подачи воды.

Для этих целей служит коэффициент использования насоса , который определяется соотношением расхода воды гидроэлеваторной системы к подаче насоса при рабочем напоре. Совместная работа насоса АЦ и гидроэлеваторной системы возможна, если К_и меньше единицы:

(88)

где

– расход воды гидроэлеваторной системы (л/с), который определяется по формуле:

(89)

где

– количество гидроэлеваторов в системе, шт;

Q₁ – рабочий расход воды одного гидроэлеватора, л/с;

Q₂ – подача одного гидроэлеватора, л/с;

Q_H – подача насоса, л/с.

При заборе воды одним гидроэлеватором Г-600 (Г600А) и обеспечении работы водяных стволов, напор на насосе (при длине рукавной линии, диаметром 77 мм, от автомобиля до гидроэлеватора не более 30 м) определяется по таблице 158. Если длина рукавных линий превышает 30 м, то необходимо учитывать дополнительные потери напора в рукавной линии ( ); высоту от уровня воды до оси насоса или уровня горловины цистерны определив условную высоту подъёма воды по формуле:

(90)

По величине и таблице 158 определяется требуемый напор на насосе автоцистерны для обеспечения работы гидроэлеваторной системы.

Предельное расстояние, на которое автоцистерна обеспечит работу определённого количества стволов, определяется по формуле:

(91) или(80)

где

– напор на насосе, определённый для данной гидроэлеваторной схемы по таблице 158, м. вод. ст.

– напор у стволов, необходимый для их нормальной работы м.вод.ст.

– подъём местности от гидроэлеватора до оси насоса или горловины цистерны, м;

– высота подъёма ствола, м.

Необходимое количество пожарных рукавов для данной схемы забора воды и подачи стволов определяется по формуле:

(92)

где

– количество пожарных рукавов, необходимых для работы гидроэлеваторной системы, шт;

– количество пожарных рукавов в магистральной линии, шт.

Пример 1.

На тушение пожара необходимо подать три ствола РС-50 на крышу дома высотой 7 м. Расстояние от разветвления до автоцистерны 200 м, подъём местности 6 м. Подъезд автоцистерны до водоисточника возможен на расстояние не ближе 60 м., а расстояние от поверхности воды до оси насоса составляет 8 м.

Определить схему развёртывания, требуемый напор на насосе автоцистерны для подачи требуемого количества и типа стволов на тушение, необходимое количество рукавов.

1. Принимаем следующую схему забора воды гидроэлеватором (рисунок 15):

Рисунок 15. Схема забора воды гидроэлеватором с подачей стволов

2. Определим количество рукавов, проложенных к гидроэлеватору с учётом неровности местности по формуле:

где – длина пожарного рукава, м.

Принимаем четыре рукава от автоцистерны к гидроэлеватору и столько же обратно .

3. Определим требуемый объём воды для запуска гидроэлеваторной системы в работу:

Запас воды у автоцистерны АЦ-2,5/40 составляет 2500л. (больше 1440 л.) и достаточен для запуска гидроэлеваторной системы в работу.

4.Определим возможность совместной работы гидроэлеваторной системы и насоса автоцистерны (из технической характеристики Г-600- ):

Следовательно, работа системы при данной схеме забора воды будет устойчивой.

5. Определим требуемый напор на насосе автоцистерны для забора воды из водоёма гидроэлеватором Г-600. Так как длина рукавной линии от автомобиля к гидроэлеватору превышает 30 м, то определим условную высоту подъёма воды по формуле 90:

По табл.158 находим, что требуемый напор на насосе автоцистерны будет 110 м, а возможный напор на насосе 100 м, следовательно, система не будет работать на обеспечение работы трёх стволов РС-50. Необходимо уменьшить количество подаваемых стволов до двух.

В этом случае, с учётом высоты подъёма воды, по табл. 158 определяем, что требуемый напор на насосе будет 85 м. вод.ст.

6. Определим предельное расстояние при подаче от автоцистерны двух стволов РС-50:

Следовательно, насос обеспечит устойчивую работу двух стволов РС-50.

7. Необходимое количество пожарных рукавов для обеспечения работы напорно-рукавной системы:

Следовательно, вывозимых на автоцистерне пожарных рукавов, диаметром 77 мм, недостаточно для сборки указанной выше схемы подачи стволов.

Для определения расхода воды в небольшой реке, где будет строиться пирс для пожарных автомобилей или запруда, надо знать среднюю скорость течения воды (м/с), которая на карте указывается в виде числа над стрелкой, обозначающая направление течения реки. Ширина и глубина реки приводиться в виде дроби, числитель-ширина (м), а знаменатель-глубина реки.

Поперечное сечение реки (ручья) представляет собой вид трапеции, поэтому площадь этажа сечения определяется по формуле:

(93)

где

- ширина реки по верху воды, м;

- ширина реки по дну, м; (b=0,7а);

– глубина реки, м.

Расход воды в реке (ручье) определяется по формуле:

(94)

где

- средняя скорость течения воды в реке, м/с.

Пример 2. Определить расход воды в реке, если её ширина по поверхности воды 4 м, а по дну – 3 м, глубина 0,5 м. Скорость течения воды в реке 0,6 м/с.

1. Определим площадь поперечного сечения речки по формуле:

2. Определим расход воды в речке, который можно использовать при тушении пожара