Фрагмент документа "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ МОСКОВСКИХ ГОРОДСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ НОРМ "ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРОДСКИХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ" (РЕДАКЦИЯ НА 29.03.2005)".
МЕТОДИКА
РАСЧЕТА ПРЕДЕЛЬНОЙ ДЛИНЫ СЕКЦИИ СУХОТРУБА
(введена изменениями и дополнениями N 1
к МГСН 5.02-99 от 29.03.2005)
Определение предельной (максимальной допустимой) длины секции
сухотруба следует проводить по двум критериям:
- обеспечение незамерзания головной части потока;
- обеспечение требуемого напора на пеногенераторах на проезжей
части мостового сооружения с учетом гидравлического сопротивления.
Определение предельной длины сухотруба из условия
обеспечения незамерзания головной части потока
Определение предельной длины сухотруба по критерию обеспечения
незамерзания головной части потока проводится по методике, приведенной
в работе [1].
Предельная длина сухотруба, L определяется по формуле:
пр1
WC "ро" d t
ж ж ж, вх
L = --------- ln ------,
пр1 4"альфа" t
ж, пр
где:
величина местного коэффициента теплоотдачи от жидкости к
-2 -1
стенке трубы "альфа", Вт x м x K определяется по формуле:
"ламбда" 0,8
ж Wd 0,68
"альфа" = 0,011 ---------- (-----) Pr ,
d "ни" ж
ж
-1
W - линейная скорость течения жидкости в сухотрубе (м x с ),
вычисляемая по формуле:
W = 4Q/"пи"d2,
-1
Q - массовая скорость течения жидкости в сухотрубе, куб. м x с ;
d - диаметр сухотруба, м;
-1 -1
C - удельная теплоемкость жидкости, Дж x кг x K ;
ж
"ро" - плотность жидкости, принимаемая для воды равной 1000 кг x
ж
-3
м ;
t - температура жидкости на входе в сухотруб, град. C;
ж, вх
t - предельная температура жидкости, принимаемая для воды
ж, пр
равной 1 град. C;
ж
-1 -1
"ламбда" - коэффициент теплопроводности жидкости, Вт x м x K ;
Pr - критерий Прандтля для жидкости;
ж
"ни" - коэффициент кинематической вязкости жидкости
ж
-1
(кв. м x с ), определяемый по формуле:
"ни" = "ми" /"ро" ,
ж ж ж
где: -2
"ми" - динамическая вязкость жидкости, Н x с x м .
ж
Значения теплофизических величин C , "ламбда" , "ми" , "ни" ,
ж ж ж ж
Pr для воды принимаются в соответствии с таблицей при значении
ж
температуры t = (t + t )/2.
ж ж, вх ж, пр
Таблица
------------------------------------------------------------------
|t , |C , |"ламбда" , | -6 |"ни" x |Pr |
| ж | ж | ж |"ми" x 10 ,| ж | ж |
|град.| -1 | -1 | ж | -6 | |
|C |Дж x кг x |Вт x м x | -2 |x 10 , | |
| | -1 | -1 |Н x с x м | -1| |
| |x K |x K | |кв. м x с | |
|-----|------------|------------|-------------|-----------|------|
| 0 | 4212 | 0,551 | 1788 | 1,789 | 13,67|
|-----|------------|------------|-------------|-----------|------|
| 10 | 4191 | 0,574 | 1306 | 1,306 | 9,52|
|-----|------------|------------|-------------|-----------|------|
| 20 | 4183 | 0,599 | 1004 | 1,004 | 7,02|
|-----|------------|------------|-------------|-----------|------|
| 30 | 4174 | 0,618 | 801,5 | 0,805 | 5,42|
|-----|------------|------------|-------------|-----------|------|
| 40 | 4174 | 0,635 | 653,3 | 0,659 | 4,31|
------------------------------------------------------------------
Определение предельной длины сухотруба из условия
обеспечения требуемого напора на пеногенераторах
на проезжей части мостового сооружения с учетом
гидравлического сопротивления
Определение предельной длины сухотруба для обеспечения требуемого
напора на пеногенераторах на проезжей части мостового сооружения
проводится из условия:
h - h = Z + h , (1)
пнс пеног гидр
где:
h - напор, обеспечиваемый пожарной насосной станцией, м;
пнс
h - необходимый напор на пеногенераторе, м;
пеног
Z - высота вертикального столба жидкости в сухотрубе, м;
h - потеря напора в сухотрубе из-за гидравлического
гидр
сопротивления, определяемая по зависимости [2]:
2
h = "ламбда"L W /(2gd),
гидр пр2
где:
"ламбда"- гидравлический коэффициент трения, определяемый из
рисунка в зависимости от числа Рейнольдса (Re = Wd/"ни" ), диаметра
ж
трубопровода d и шероховатости трубы "Дельта" [2].
Предельная длина сухотруба (L , м) определяется по формуле:
пр2
2gd
L = (h - h - Z)----------,
пр2 пнс пеног 2
"ламбда"W
где:
-2
g = 9,8 м x с - ускорение свободного падения.
Пример. Определить предельную длину секции сухотруба для подачи
воды (раствора пенообразователя) на мостовое сооружение из условия
обеспечения требуемого напора на пеногенераторах на проезжей части
мостового сооружения, а также незамерзания головной части потока для
следующих значений исходных данных:
-1
Q = 60 л x с ; d = 0,1 м; t = 9 град. C; h = 100 м;
ж, вх пнс
h = 60 м; Z = 10 м.
пеног
Значение эквивалентной абсолютной шероховатости для труб "Дельта"
= 0,05.
Расчет. Из таблицы для t = 5 град. C определяем значения
ж
-1 -1
теплофизических величин C = 4202 Дж x кг x K ; "ламбда" =
ж ж
-1 -1 -6 -1
= 0,563 Вт x м x K ; "ни" = 1,55 x 10 кв. м x с ;
ж
Pr = 11,6.
ж
Рассчитываем значения линейной скорости течения жидкости в
сухотрубе W и числа Рейнольдса Re:
2 -3 2 -1
W = 4Q/"пи"d = 4 x 60 x 10 /("пи" x 0,1 ) = 7,64 м x с ;
-6 5
Re = Wd/"ни" = 7,64 x 0,1/1,55 x 10 = 4,9 x 10 .
ж
Определяем значение "альфа":
"ламбда" 0,8
ж Wd 0,68
"альфа" = 0,011 --------- (-----) Pr =
d "ни" ж
ж
0,8
0,563 7,64 x 0,1 0,68
= 0,011 ----- (-----------) 11,6 =
0,1 -6
1,55 x 10
-2 -1
= 11747,4 Вт x м x K .
Определяем значение предельной длины сухотруба из условия
обеспечения незамерзания головной части потока L .
пр1
WC "ро" d t
ж ж ж, вх
L = ------------ ln ------ =
пр1 4"альфа" t
ж, пр
3
7,64 x 4202 x 10 x 0,1 9
= ----------------------- ln - = 150 м.
4 x 11747,4 1
5
Из рисунка для Re = 4,9 x 10 и d/"Дельта" = 2000 определяем
значение гидравлического коэффициента трения сухотруба "ламбда" =
0,017.
Рассчитываем значение предельной длины сухотруба из условия
обеспечения требуемого напора на пеногенераторах на проезжей части
мостового сооружения с учетом гидравлического сопротивления L .
пр2
2gd
L = (h - h - Z) ---------- =
пр2 пнс пеног 2
"ламбда"W
2 x 9,8 x 0,1
= (100 - 60 - 10) ------------- = 60 м.
2
0,017 x 7,64
Таким образом, для приведенных значений исходных данных
предельная длина секции сухотруба определяется из условия обеспечения
требуемого напора на пеногенераторах на проезжей части мостового
сооружения и составляет 60 м.
Список литературы к приложению П
1. Тушение нефти и нефтепродуктов: Пособие/Безродный И.Ф.,
Гилетич А.Н. и др. - М.: ВНИИПО, 1996 - 216 с.
2. Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент:
Справочник/Е.В. Аметистов, В.А. Григорьев и др. - М.: Энергоиздат,
1982.
3. Исаченко В.П. и др. Теплопередача. Учебник для вузов. Изд. 3-е
перераб. и доп. М., "Энергия", 1975. 17.
|
Фрагмент документа "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ МОСКОВСКИХ ГОРОДСКИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ НОРМ "ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГОРОДСКИХ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ" (РЕДАКЦИЯ НА 29.03.2005)".