[發明專利]一種滅火系統自段管道的沿程壓力損失確定方法

在審

• 申請號: 201710163656.9
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107122516A
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 陳建;李鑫;王建勇;胡俊康;陳琨
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司33241
• 代理人: 王利強

技術領域

本發明屬于滅火系統領域，涉及一種滅火系統自段管道的沿程壓力損失確定方法。

背景技術

目前，大多研究集中在水、空氣、氮氣、液壓系統、汽車消聲器、排氣催化器、三氟甲烷等方面的管網壓力損失計算，采用常規的滅火系統管網壓力損失的計算方法和計算公式進行設計和計算式，由于滅火劑在噴放過程中，存在氣化、高壓氮氣融入、管網參數及溫變、速變等問題，所以其管網壓力損失計算是一個多因素耦合、動態變化的復雜過程，導致理論計算結果和實際總是存在較大的誤差。

發明內容

為了克服已有滅火系統管網壓力損失計算方法的計算復雜、精度較低的不足，本發明提供了一種計算便捷、精度較高的滅火系統自段管道的沿程壓力損失確定方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種滅火系統自段管道的沿程壓力損失確定方法，包括以下步驟：

步驟①：選定滅火劑滅火管網系統；

步驟②：根據熱傳遞和伯努利方程推導滅火系統管道壓力損失計算公式；

步驟③：根據管網管道參數和設計流量計算對應的最小雷諾數Re；

步驟④：根據雷諾數Re確定對應管道的沿程壓力損失系數λ；

步驟⑤：修正沿程壓力損失計算公式；

步驟⑥：求解壓力損失修正系數α的值。

進一步，所述步驟②中，滅火系統管道壓力損失計算公式如下：

式中，ΔP為壓力損失，λ為沿程壓力損失系數；ρ為滅火劑的密度；β為熱量傳遞系數，d為管道直徑；v為流體流速，l為管段長度，d為管直徑，g為重力加速度，c為滅火劑比熱容，T₁、T₂分別為管兩端溫度。

所述步驟③中，雷諾系數Re的計算公式為：

式中，d為管道直徑；v為流體流速；_ρ為七滅火劑的密度；μ為滅火劑的動力粘度。

更進一步，所述步驟④中，沿程壓力損失系數計算公式為：

式中，λ為沿程壓力損失系數；d為管道直；Δ為管道的絕對粗糙度；

所述步驟⑤中，將公式(12)帶入公式(6)得沿程壓力損失計算公式為：

將公式(13)中的熱量傳遞部分與管道摩阻損失整合在一起，通過設置系數α，進而得到如公式(14)所示的滅火劑滅火系統管網壓力損失計算公式的修正公式：

式中，α為管網壓力損失計算修正系數；

再進一步，所述步驟⑥中，變換滅火劑速度進行計算，得到壓力損失值△P，根據公式(14)計算的壓力損失修正系數α。

本發明的技術構思為：確定滅火劑系統后，結合熱量傳遞和伯努利方程，根據管網管道參數和設計流量確定最小雷諾(Re)，進而確定沿程壓力損失系數λ，獲得修正沿程壓力損失計算公式和修正系數α，以達到理論計算和實際中的高精度和高效率。

本發明的有益效果主要表現在：計算便捷、精度較高。

附圖說明

圖1是本發明確定方法的流程圖；

圖2是建立模型管道中管流示意圖；

圖3是管道管徑選取原則圖；

圖4是管道流量、流速和雷諾系數關系數值結果圖；

圖5是建立管道實際模型圖；

圖6是不同流速條件下的壓力損失ΔP及修正系數α的數值圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。

參照圖1～圖6，一種滅火系統自段管道的沿程壓力損失確定方法，包括以下步驟：

步驟①：選定滅火劑滅火管網系統；

步驟②：根據熱傳遞和伯努利方程推導滅火系統管道壓力損失計算公式；

步驟③：根據管網管道參數和設計流量計算對應的最小雷諾數(Re)；

步驟④：根據雷諾數(Re)確定對應管道的沿程壓力損失系數計算值λ；

步驟⑤：修正沿程壓力損失計算公式；

步驟⑥：求解壓力損失修正系數α的值。

基于上述方法，本實施例以七氟丙烷滅火劑為例，一種基于修正系數的自段管道的沿程壓力損失確定方法；

參照圖2所示，步驟②中，建立模型管道中管流示意圖，由伯努利方程可得：