Визначення фактичної кількості води при використанні квартирних пожежних кран-комплектів
Ознайомлення з одержаними математичними моделями фактичних витрат води з квартирного пожежного кран-комплекту за результатами проведення трифакторного експерименту з дворівневим варіюванням факторів. Розрахунок дисперсії адекватності та критерію Фішера.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 03.05.2019 |
| Размер файла | 220,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПНС НП, УЦЗУ
Визначення фактичної кількості води при використанні квартирних пожежних кран-комплектів
УДК 614.8
О.А. Петухова, к.т.н., заступник начальника кафедри
С.А. Горносталь, викладач кафедри
Анотація
Одержані математичні моделі фактичних витрат води з квартирного пожежного кран-комплекту (КПК) за результатами проведення трифакторного експерименту з дворівневим варіюванням факторів.
Вступ
Постановка проблеми. З 1 січня 2006 року вступив в дію ДБН В.2.2-15-2005, що регламентує застосування квартирних пожежних кран-комплектів діаметром 19, 25 та 33 мм в житлових будівлях висотою понад 47 м, але дослідження щодо фактичних витрат води, напорів та довжини струменю, які можливо отримати від пристроїв, відсутні.
Аналіз останніх досліджень та публікацій. На теперішній час квартирні пожежні кран-комплекти широко використовуються багатьма європейськими країнами. В Україні протягом 2007 року УкрНДІПБ були проведені ряд досліджень з можливості використання КПК не лише в будівлях житлового призначення. За результатами проведених досліджень була розроблена Тимчасова інструкція, яка встановлює вимоги до проектування та влаштування КПК з напівжорстким рукавом діаметром 25 мм в системах внутрішнього протипожежного водопроводу, які відповідають ДСТУ 4401-1:2005 (EN671-1:2005). Але вимоги до робочих характеристик КПК частково викладені лише в СТО 02494733 5.2-01-2006 пункт 7.7, згідно якого мінімальний напір в системі господарчо-питного водопостачання у верхнього приладу повинний бути не менш 7,5 м. Для викладених в ДБН В.2.2-15-2005 вимог фактичні витрати води з приладу знаходяться в межах (0,5 ч 0,9) л/с, але цього недостатньо для успішної ліквідації пожежі. Інші документи не містять відповіді на проблемні питання щодо робочих характеристик КПК.
Постановка задачі та її розв'язання
Для ефективного використання КПК, необхідно проаналізувати особливості їх встановлення, витрати води, напори та довжини струменів, які можливо фактично отримати від них для пожежогасіння за умовою їх розміщення відповідно до вимог ДБН В.2.2.15-2005. Визначення залежності фактичних витрат води з КПК від основних факторів (тиск водопровідної мережі, довжина рукава, діаметр насадка ствола) доцільно виконувати експериментально з використанням теорії планування експерименту. При проведенні експерименту КПК приєднувався до трубопроводу господарчо-питного призначення. Для забезпечення можливості дослідження фактичних витрат води в залежності від тиску в мережі, до схеми був включений насос. Для виміру витрат води використовувалась водомірна ємність. Замір показників проводився для рукавів діаметром 19 мм, 25 мм та 33 мм.
Для визначення фактичних значень витрат води з КПК при всіх можливих комбінаціях рівнів факторів (тиск в мережі, діаметр насадку ствола, довжина пожежного рукава при його діаметрах 19 мм, 25 мм та 33 мм) при проведенні експерименту використовується поліноміальна залежність другого порядку [1 - 3], центральний, композиційний, рототабельний уніформ-план. На першому етапі кодуються змінні за стандартними залежностями [1], будується план - матриця експерименту. Для визначення коефіцієнтів при квадратичних членах інформації, отриманої при використанні план-матриці повного факторного експерименту (ПФЭ), недостатньо. Необхідну інформацію одержують у зоряних точках. При цьому зоряне плече =1,682 у дворівневому експерименті для трьох факторів [1].
Необхідна кількість дослідів N=20, при кількості факторів k=3 та кількості дослідів в центрі плану n0=6 [1 - 3].
У табл. 1 наведені дані про рівні варіювання факторів.
Таблиця 1 - Рівні варіювання факторів
|
Інтервал варіювання й рівень факторів |
Тиск в мережі, м |
Діаметр насадка ствола, мм |
Довжина рукава, м |
|
|
Нульовий рівень xі = 0 |
31 |
8 |
14 |
|
|
Інтервал варіювання |
17 |
2 |
4 |
|
|
Нижній рівень xі = -1 |
14 |
6 |
10 |
|
|
Верхній рівень xі = +1 |
48 |
10 |
18 |
|
|
Зоряні точки: xі =-1,682 |
2 |
4 |
8 |
|
|
xі =+1,682 |
60 |
12 |
20 |
|
|
Кодове позначення |
x1 |
x2 |
x3 |
При проведенні експерименту використовується стандартна план матриця [1 - 3].
Для даного експерименту результати наведені в табл. 2.
Таблиця 2 - Результати дослідів
|
Дослід |
№ досліду |
Фактичні витрати води з КПК, л/с при діаметрі рукава |
|||
|
19 мм |
25 мм |
33 мм |
|||
|
Планування типу 23 |
1 |
2,35 |
2,69 |
3,2 |
|
|
2 |
4,40 |
5,03 |
5,99 |
||
|
3 |
2,29 |
2,6 |
3,06 |
||
|
4 |
4,29 |
4,87 |
5,72 |
||
|
5 |
1,83 |
2,09 |
2,5 |
||
|
6 |
3,42 |
3,92 |
4,68 |
||
|
7 |
1,80 |
2,05 |
2,43 |
||
|
8 |
3,36 |
3,84 |
4,55 |
||
|
Зоряні точки |
9 |
0,77 |
0,88 |
1,04 |
|
|
10 |
4,22 |
4,82 |
5,73 |
||
|
11 |
3,08 |
3,53 |
4,24 |
||
|
12 |
2,96 |
3,35 |
3,93 |
||
|
13 |
3,95 |
4,49 |
5,3 |
||
|
14 |
2,56 |
2,92 |
3,49 |
||
|
Центр плана |
15 |
3,03 |
3,64 |
3,68 |
|
|
16 |
2,71 |
3,18 |
4,12 |
||
|
17 |
3,02 |
3,45 |
4,32 |
||
|
18 |
3,05 |
3,48 |
4,09 |
||
|
19 |
3,19 |
3,47 |
4,15 |
||
|
20 |
2,78 |
3,1 |
3,79 |
За результатами експериментів були визначені коефіцієнти регресії відповідно до виражень [1 - 3]
; (1)
; (2)
; (3)
, (4)
де прийняті позначення
; (5)
; (6)
. (7)
Значення коефіцієнтів регресії, визначені за формулами (1) - (7) зведені до таблиці 3.
Таблиця 3 - Коефіцієнти регресії
|
Коефіцієнти регресії |
Значення, при діаметрі рукава |
|||
|
19 мм |
25 мм |
33 мм |
||
|
B0 |
2,96 |
3,38 |
4,03 |
|
|
B1 |
0,95 |
1,09 |
1,29 |
|
|
B2 |
-0,03 |
-0,05 |
-0,084 |
|
|
B3 |
-0,39 |
-0,43 |
-0,5 |
|
|
B12 |
-0,009 |
-0,014 |
-0,02 |
|
|
B13 |
-0,111 |
-0,125 |
-0,145 |
|
|
B23 |
0,011 |
0,016 |
0,027 |
|
|
B11 |
-0,156 |
-0,178 |
-0,21 |
|
|
B22 |
0,028 |
0,0312 |
0,034 |
|
|
B33 |
0,112 |
0,125 |
0,144 |
З метою перевірки значимості коефіцієнтів, отримані статистичні оцінки дисперсії коефіцієнтів по формулах [1 - 3]. Коефіцієнт моделі вважається значимим, якщо виконується наступне співвідношення
, (8)
де - значення коефіцієнта моделі;
- відповідна оцінка дисперсії коефіцієнта;
ts кр = 2,57 - критичне значення критерію Ст`юдента при кількості ступенів вільності та рівні значимості 5% [1].
Остаточно моделі фактичних витрат води з КПК при різних діаметрах рукавів (19 мм, 25 мм та 33 мм) прийняли вигляд:
(9)
(10)
(11)
Перевірка адекватності отриманої моделі здійснюється за критерієм Фішера. Значення критерію Фішера (F), розраховане за допомогою моделі, не повинне перевищувати його критичного значення (Fкр) [1]. Результати розрахунку дисперсії адекватності та значення критерію Фішера зведені в таблицю 4. кран пожежний математичний
Таблиця 4 - Результати розрахунку дисперсії адекватності та критерію Фішера
|
Показник |
Значення, при діаметрі рукава |
|||
|
19 мм |
25 мм |
33 мм |
||
|
Дисперсія адекватності |
0,025 |
0,032 |
0,044 |
|
|
Критерій Фішера F |
0,8 |
0,76 |
0,75 |
|
|
Fкр |
4.6 |
Очевидно, що умова виконується, отже, моделі є адекватними реальним процесам у рамках прийнятих умов і допущень.
Аналізуючи моделі (9) - (11), можна зробити висновок, що фактичні витрати води з КПК знаходяться у межах (0,5 ч 7,2) л/с, але в залежності від тиску в мережі, до якій приєднаний КПК. фактичні витрати можуть мати зовсім інші значення. В умовах будівель підвищеної поверховості - на останніх поверхах реальний тиск не перебільшує 3 - 4 м, тоді фактичні витрати будуть не більше (0,8 ч 2,3) л/с (рис.1), що не може забезпечити відвід необхідної кількості теплоти для припинення горіння.
Рис.1 - Залежність фактичних витрат води з КПК від діаметра насадка ствола х2 = (4 ч 12) мм та довжини рукава х3 = (8 ч 20) м при мінімальних значеннях напору в водопровідній мережі: y1- для рукавів діаметром 19 мм, y2- для рукавів діаметром 25 мм, y3- для рукавів діаметром 33 мм
Висновки
Таким чином, експериментально визначені фактичні витрати води з КПК змінюються в межах (0,5 ч 7,2) л/с. Найбільший вплив на величину витрат оказує тиск в мережі, до якій приєднаний КПК. Для забезпечення необхідної довжини компактної частини струменя, величина тиску повинна бути не менш 6 м, або характеристики складових КПК повинні забезпечувати найменший опір, тобто мати максимальний діаметр рукава, насадка ствола, мінімальну довжину рукава, що не для всіх квартир забезпечить зрошення кожної точки від КПК. Тому, при значній площі квартири виникає необхідність у встановленні декількох КПК, з підключенням їх до різних стояків системи водопостачання квартири.
Література
1. Винарский М.С., Лурье М.В. Планирование эксперимента в технологических исследованиях. - К.: Техніка, 1975, 168 с.
2. Большев Л.Н., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. - М.: Наука, 1965. - 465 с.
3. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. - М.: Металлургия, 1969. - 158 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Залежність надійної та економічної роботи котельних установок від якості води для підживлення котлів. Природні води, домішки, які вони містять. Докотлова та внутрішньокотлова обробка води. Сепараційний пристрій відбійно-щитового типу для сепарації води.
реферат [2,0 M], добавлен 25.09.2009Типи водоспоживачів і режим водоспоживання. Визначення кількості води, що споживається, і режиму її витрачання на перспективний (розрахунковий) період. Системи та схеми водопостачання. Добування води, поліпшення її якості, зберігання і транспортування.
реферат [977,6 K], добавлен 26.09.2009Огляд проблем, спричинених твердістю води. Аналіз фізико-хімічних властивостей води та забезпечення оцінювання якості. Дослідження імітансу води як багатоелементного двополюсника. Опис залежності параметрів імітансу комірки від частоти тестового сигналу.
презентация [470,5 K], добавлен 07.12.2015Визначення розмірів барабана, вихідних даних до розрахунку привода. Перевірка електродвигуна на перевантаження в період пуску. Опір пересуванню при гальмуванні кран-балки без вантажу. Розрахунок механізму повороту. Прискорення візка в період пуску.
курсовая работа [968,5 K], добавлен 14.08.2012Розрахунок поверхневого протитечійного теплообмінника для підігріву водопровідної води скидною водою. Визначення середньологарифмічного температурного напору, числа і компоновки пластин в апараті. Особливості конструювання добового бака-акумулятора.
контрольная работа [172,3 K], добавлен 06.08.2013Вибір конструктивної схеми і розмірів основних частин крана. Орієнтовний розрахунок ваги крана та окремих його елементів. Загальний розрахунок механізму підіймання вантажу. Розрахунок статичного моменту на валу гальмівного шківа та підбір гальм.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 15.12.2017Визначення витрат часу і відрядної розцінки на одиницю продукції. Розрахунок потрібної кількості устаткування, визначення коефіцієнту його завантаження. Розрахунок чисельності промислово-виробничого персоналу. Розрахунок площі дільниці та вартості ОВФ.
курсовая работа [124,6 K], добавлен 19.08.2012Назначение машины, краткое описание ее устройства и работ. Основные параметры козлового крана. Расчет балки. Определение внешних нагрузок на кран: ветровых, инерционных. Вычисление опорных давлений, сварных швов, подшипников ходового колеса, тормоза.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 07.08.2012Фізико-хімічні основи процесу очищення води методом озонування. Технологічна схема очищення з обґрунтуванням вибору основного обладнання. Принцип дії апаратів, їх розрахунок. Екологічне та економічне обґрунтування впровадження нового устаткування.
дипломная работа [635,2 K], добавлен 10.04.2014Тепловий і гідравлічний розрахунок кожухотрубного теплообмінника. Визначення теплового навантаження та орієнтовної площі. Розрахунок коефіцієнтів тепловіддачі для органічної рідини, води. Визначення сумарного термічного опору стінок, швидкості теплоносія.
курсовая работа [253,7 K], добавлен 10.10.2014