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混合氣體滅火系統(tǒng)(IG541)的管網(wǎng)流動(dòng)計(jì)算方法
發(fā)布日期:2021-04-26     瀏覽量:571
  IG541混合氣體對(duì)大氣臭氧層沒(méi)有損耗,也不會(huì)對(duì)地球的“溫室效應(yīng)”產(chǎn)生影響,而且混合氣體無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)腐蝕、不導(dǎo)電,既不支持燃燒,又不與大部分物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng),臭氧耗損潛能值ODP=0,溫室效應(yīng)潛能值GWP=0,其在大氣中存留的時(shí)間很短,其滅火機(jī)理是將燃燒區(qū)中氧的濃度降低到維持燃燒所需最低氧濃度以下,實(shí)現(xiàn)窒息滅火,是純物理滅火,是一種十分理想的環(huán)保型滅火劑。該型滅火劑已被廣泛應(yīng)用,并且列入CB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中。筆者結(jié)合消防監(jiān)督實(shí)踐,研究了該滅火系統(tǒng)滅火劑在其噴射過(guò)程中的可壓縮流體釋放過(guò)程,噴射介質(zhì)在管網(wǎng)流動(dòng)過(guò)程為亞音速減壓膨脹流動(dòng)、音速減壓膨脹流動(dòng)過(guò)程等相關(guān)工況,經(jīng)過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)一些值得商椎的問(wèn)題。

  1可壓縮氣體流動(dòng)

  GB50370-2005中計(jì)算方法總體思路是,選定一初始?jí)毫(公式3.4.8-4),指定一流量2。(公式為3.4.8-1、3.4.8-2),令其與P1對(duì)應(yīng),代入氣體管道流動(dòng)方程(公式3.4.8-7)計(jì)算管網(wǎng)中指定段管道(孔板以后)沿程各截面的壓力及出口壓力P2(注:P2專指管道出口流體壓力,與規(guī)范中P2的意義不同),進(jìn)而確定管網(wǎng)系統(tǒng)中氣體流動(dòng)時(shí)有否符合第3.4.9條所列條件的流動(dòng)工況點(diǎn),以一組數(shù)據(jù)(Pi,gr,2)表示,認(rèn)為在3.4.9條所列條件下流動(dòng)的此工況點(diǎn)即為管網(wǎng)系統(tǒng)不穩(wěn)定釋放流動(dòng)整個(gè)過(guò)程的平均工況點(diǎn),有此工況點(diǎn)的管網(wǎng)系統(tǒng)就是滅火藥劑釋放速度合格的系統(tǒng),即可以據(jù)此設(shè)計(jì)建造管網(wǎng)。暫時(shí)不討論該計(jì)算所得的工況點(diǎn)可否作為平均工況點(diǎn)的問(wèn)題。

  這種算法對(duì)于不可壓縮流體管道流動(dòng)在任何情況下都是正確的,所算得的工況點(diǎn)按設(shè)想條件也是會(huì)出現(xiàn)的工況點(diǎn)。但是這種算法是否也適合可壓縮氣體流動(dòng),則要具體情況具體分析。

  不可壓縮流體管道流動(dòng)方程見式(1):

  由式(1)可知,不可壓縮流體在一個(gè)確定的管道系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng),壓力P與流量2具有任意一一對(duì)應(yīng)的特點(diǎn),因而其計(jì)算可以選定一進(jìn)口壓力P1,指定一9與其對(duì)應(yīng),代入該方程就可算得下游管道任一截面上的壓力,如管道出口壓力2,這個(gè)工況點(diǎn)(P1,Q.P2)就是一個(gè)描述不可壓縮流體管道內(nèi)實(shí)在流動(dòng)的工況點(diǎn),據(jù)此可以設(shè)計(jì)管道系統(tǒng),液化氣滅火劑管網(wǎng)的流動(dòng)計(jì)算方法一般是按這種思路做出的;可壓縮氣體在某種條件范圍的管道流動(dòng)也具有該特點(diǎn),即,可以選定一進(jìn)口壓力PA(對(duì)氣體還得有密度21或溫度Ti),指定一9,再代入氣體流動(dòng)等方程計(jì)算2Q2,則這個(gè)工況點(diǎn)(1Q1,9,2Q2)也是氣體在管道內(nèi)客觀實(shí)在流動(dòng)的工況點(diǎn);而另一種條件范圍內(nèi)的流動(dòng),P1Q1與g任意一一對(duì)應(yīng)的這個(gè)特點(diǎn)則不復(fù)存在,這時(shí)用指定參數(shù)互相對(duì)應(yīng)的算法確定的流動(dòng)工況點(diǎn)就是一個(gè)虛構(gòu)的工況點(diǎn),描述的將不是氣體的實(shí)際流動(dòng)。這個(gè)條件范圍中的氣體流動(dòng)就不能再用這種指定參數(shù)互相對(duì)應(yīng)的算法確定流動(dòng)工況點(diǎn)了。
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