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混合氣體滅火系統(tǒng)(IG541)的管網流動計算方法
發(fā)布日期:2021-04-26     瀏覽量:641
  IG541混合氣體對大氣臭氧層沒有損耗,也不會對地球的“溫室效應”產生影響,而且混合氣體無毒、無色、無腐蝕、不導電,既不支持燃燒,又不與大部分物質產生反應,臭氧耗損潛能值ODP=0,溫室效應潛能值GWP=0,其在大氣中存留的時間很短,其滅火機理是將燃燒區(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用,并且列入CB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》中。筆者結合消防監(jiān)督實踐,研究了該滅火系統(tǒng)滅火劑在其噴射過程中的可壓縮流體釋放過程,噴射介質在管網流動過程為亞音速減壓膨脹流動、音速減壓膨脹流動過程等相關工況,經過計算發(fā)現(xiàn)一些值得商椎的問題。

  1可壓縮氣體流動

  GB50370-2005中計算方法總體思路是,選定一初始壓力A(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對應,代入氣體管道流動方程(公式3.4.8-7)計算管網中指定段管道(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),進而確定管網系統(tǒng)中氣體流動時有否符合第3.4.9條所列條件的流動工況點,以一組數(shù)據(jù)(Pi,gr,2)表示,認為在3.4.9條所列條件下流動的此工況點即為管網系統(tǒng)不穩(wěn)定釋放流動整個過程的平均工況點,有此工況點的管網系統(tǒng)就是滅火藥劑釋放速度合格的系統(tǒng),即可以據(jù)此設計建造管網。暫時不討論該計算所得的工況點可否作為平均工況點的問題。

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

  不可壓縮流體管道流動方程見式(1):

  由式(1)可知,不可壓縮流體在一個確定的管道系統(tǒng)內流動,壓力P與流量2具有任意一一對應的特點,因而其計算可以選定一進口壓力P1,指定一9與其對應,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,這個工況點(P1,Q.P2)就是一個描述不可壓縮流體管道內實在流動的工況點,據(jù)此可以設計管道系統(tǒng),液化氣滅火劑管網的流動計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也具有該特點,即,可以選定一進口壓力PA(對氣體還得有密度21或溫度Ti),指定一9,再代入氣體流動等方程計算2Q2,則這個工況點(1Q1,9,2Q2)也是氣體在管道內客觀實在流動的工況點;而另一種條件范圍內的流動,P1Q1與g任意一一對應的這個特點則不復存在,這時用指定參數(shù)互相對應的算法確定的流動工況點就是一個虛構的工況點,描述的將不是氣體的實際流動。這個條件范圍中的氣體流動就不能再用這種指定參數(shù)互相對應的算法確定流動工況點了。
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