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自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)的水力計算及程序?qū)崿F(xiàn)
摘要：本文介紹了自動噴水滅火系統(tǒng)管網(wǎng)水力計算的幾種方法,并提出了一種用簡單的計算機程序?qū)崿F(xiàn)精確計算的方法。
關(guān)鍵詞：自動噴水滅火系統(tǒng) 水力計算 水頭損失 程序 算法 二分法
能有效的撲滅絕大部分火災(zāi), 由于其介質(zhì)(水)取用方便, 價廉, 因而該系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于各類建筑中. 而要合理, 經(jīng)濟地完成管網(wǎng)設(shè)計, 主要是進行水力計算, 以便能確定合適的管徑, 準(zhǔn)確的水頭損失, 選擇匹配的加壓穩(wěn)壓系統(tǒng).
目前水力計算方法有二類:
一.面積計算法: 首先確定最不利位置作用面積, 然后按各出水量(按最不利點出水量計)均相等計算作用面積內(nèi)的噴水量, 作用面積后的管段流量不再增加, 僅計算管道的水頭損失.
二.特性系數(shù)法: 作用面積內(nèi)每個噴水量按處的水壓計算確定. 具體計算步驟參見有關(guān)技術(shù)書籍, 本文不作詳細(xì)討論.
當(dāng)采用特性系數(shù)法, 不同方向計算至同一點出現(xiàn)不同壓力時, 低壓力方向管段的流量應(yīng)根據(jù)該點的高壓值進行修正.
實際工程中, 面積計算法適用于初步設(shè)計或一些不需要精確數(shù)據(jù)的場合; 而特性系數(shù)法適用于絕大多數(shù)場合, 且能得到較為精確的數(shù)據(jù). 從現(xiàn)有的資料看, 特性系數(shù)法的誤差主要來自于其修正過程. 手冊中提供的修正式是:
H1/H2=Q12/Q22 Q2=Q1√(H2/H1) (1)
式中 Q2 ---- 所求低壓方向管段的修正后的流量(l/s).
H1 ---- 低壓方向管段計算至此點的壓力(mH2O).
Q1 ---- 低壓方向管段計算至此點的流量(l/s).
H2 ---- 高壓方向管段計算至此點的壓力(mH2O).
也有的把這種修正式變化為“管道特性系數(shù)法”(具體見有關(guān)參考書). 這種方法把流量的平方和壓力看成是簡單的線性關(guān)系, 顯然有一定的誤差. 倘若各管段采用了不同口徑不同類型的時, 誤差更大.
因此, 有人提出了另一種修正方法, 即“倒推法”:
Q12=B1H1
Q22=B2H2
.
.
.
Qn2=BnHn (2)
式中 Q ---- 低壓方向管段上某流量(l/s)
B ---- 低壓方向管段上某特性系數(shù)
H ---- 低壓方向管段上某處壓力(mH2O)
設(shè)該修正點高壓為Hm ,低壓方向管段最后一段管長為ln ,管道比阻為An ,則可得
Hm=Hn AnlnQn2 (3)
將(3)式, (2)式結(jié)合公式
Hn=Hn-1 An-1ln-1Qn-12
倒推至H1 ,即可得在修正點高壓為Hm時, 低壓方向管段最不利點的確切水壓H1 .最終可得到修正后的精確流量. 該方法用手工計算極為繁瑣, 一般通過計算機編程, 選用有效的算法加以解決.
針對倒推法的復(fù)雜, 筆者認(rèn)為: 若手算, 要得到精確的結(jié)果, 采用手冊提供的特性系數(shù)修正式(1)便可滿足要求; 若是計算機編程實現(xiàn)精確計算, 不妨采用以下思路:
1. 確定精度;
2. 將修正點的高壓值與低壓值比較;
3. 若比較后達到精度要求, 則完成計算, 可得出精確的流量, 否則進行下一步;
4. 在高壓值與低壓方向最不利點壓力值之間取一個值賦予低壓方向管段的最不利點;
5. 循環(huán)至 2.
源程序段(C )如下:
while(fabs(hh[i][nsj[i]] hhf[i][nsj[i]]-h[i])
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