소방 호스 계수 설명: 마찰 손실 값 및 실제 펌프 압력

두 명의 펌프 운전자가 동일한 3층 건물에 도착하여 동일한 설정에서 동일한 노즐을 흐르게 합니다. 하나는 방전 게이지에 약 50psi를 더 유지하는데 둘 다 그 이유를 설명할 수 없습니다. 대부분의 경우 대답은 펌프나 엔진이 아닙니다. 그것은 호스, 특히 호스에 할당된 계수입니다.

먼저 결론은 이렇습니다. 소방 호스 계수는 물이 분당 100갤런의 속도로 호스를 통과할 때 호스의 100피트 부분이 소비하는 압력의 양을 나타내는 단일 숫자입니다. 그 숫자에 흐름의 제곱과 수백 피트 단위의 길이를 곱하면 마찰 손실이 발생합니다. 1.75인치 대 2인치 공격 라인에 대한 모든 차트, 필드 단축키 및 인수는 그 하나의 관계에서 나옵니다.

실제적인 결과는 간단합니다. 실제로 운반하는 호스의 계수를 모른다면 펌프 압력을 추측하는 것입니다. 그 추측은 라인이 길어지거나, 유량이 증가하거나, 호스가 오래될 때까지 유지됩니다.

호스 계수가 실제로 알려주는 것

북미 소방서 전반에 걸쳐 사용되는 마찰 손실 공식은 기억할 수 있을 만큼 짧습니다. FL은 C에 Q 제곱을 곱하고 L을 곱한 것과 같습니다. FL은 마찰 손실(psi)입니다. Q는 분당 수백 갤런의 흐름이므로 250gpm은 2.5가 됩니다. L은 수백 피트 단위의 길이이므로 200피트는 2가 됩니다. C는 계수이며 호스를 사용하는 방법보다는 호스 자체를 설명하는 방정식의 유일한 용어입니다.

유량과 길이는 펌프 패널에서 결정되는 반면 계수는 베드에 있는 호스의 속성이기 때문에 이는 중요합니다. 내부 직경, 라이너의 상태, 물에 닿는 재킷의 거칠기, 라인을 따라 구부러지고 연결될 때마다 생성되는 난기류를 전달합니다.

2.5인치로 표시된 두 라인은 서로 다른 계수를 전달할 수 있습니다. 새 고무 라이닝 호스와 동일한 공칭 크기의 15년 된 호스는 재킷의 인쇄가 동일하더라도 동일하게 작동하지 않습니다.

호스 크기별 표준 계수 값

미국의 대부분의 교육 자료는 IFSTA와 National Fire Academy에서 발표한 값을 사용합니다. 이는 합리적인 출발점이며, 현장에 있는 모든 사람이 동일한 숫자로 작업할 수 있을 만큼 널리 인용됩니다.

마지막 두 열은 실제로 계수가 수행하는 작업을 보여줍니다. Q가 제곱되기 때문에 흐름을 두 배로 늘리는 것은 손실을 두 배로 늘리는 것이 아니라 4를 곱하는 것입니다. 200gpm의 2인치 라인은 100피트당 32psi를 잃는 반면, 100gpm의 동일한 라인은 8psi만 잃습니다.

Fireground에서 반복할 수 있는 실제 사례

250gpm의 200피트 길이의 2인치 호스를 사용합니다. Q는 2.5, L은 2, C는 8입니다.

FL은 8 x 2.5 x 2.5 x 2와 같으며, 이는 100psi에 해당합니다.

이제 시스템의 나머지 부분을 추가합니다. 100psi 등급의 포그 노즐은 팁에 100psi가 필요합니다. 10피트 높이의 비용은 대략 4.3psi이므로 3층 노즐은 약 13psi를 추가합니다. Y 또는 분배기는 기기 및 유량에 따라 10~25psi를 추가합니다.

펌프 토출 압력은 100 + 100 + 13 + 10, 즉 223psi입니다.

2.5인치 호스로 전환하면 연산이 완전히 변경됩니다. 동일한 200피트에 대한 동일한 250gpm은 2 x 6.25 x 2 또는 25psi를 잃습니다. 이는 한 라인에서 75psi를 절약하는 것이며 단일 계산에서 대구경 호스의 전체 사례입니다.

계수가 표류하기 시작하는 곳

게시된 표는 새롭고 깨끗하며 완전히 라이닝된 호스를 가정합니다. 필드 호스는 다르며 여러 요인으로 인해 실제 손실이 표 값보다 높아집니다.

• 호스 수명 및 라이너 상태. 라이너 분리, 곰팡이 및 마모는 모두 유효 거칠기를 높입니다. 구형 1.75인치 라인에 대한 20% 페널티는 드문 일이 아닙니다.
• 실제 내부 직경. 공칭 크기는 대략적인 것이며 압력 손실은 대략 직경의 5승에 반비례하므로 약간 작은 크기의 호스는 대부분의 작업자가 예상하는 것보다 더 많은 비용이 듭니다.
• 수온. 찬물은 점성이 더 높으며 긴 라인에서는 몇 psi가 더 필요합니다.
• 공들여 나열한 것. 꼬임, 모서리 주변의 빡빡한 굴곡, 문 아래에 끼인 호스는 측정 결과에 전혀 나타나지 않는 추가 길이처럼 작용합니다.

연결 지점에는 고유한 메모가 필요합니다. 정확하게 일치하는 커플링은 작은 국부적 손실을 추가하며, 꼬인 개스킷이나 부분적으로 안착된 헤드로 조립된 조인트는 훨씬 더 많은 손실을 추가합니다. 접힌 개스킷은 호스 자체가 괜찮은 경우에도 게이지에 계수 문제처럼 표시됩니다. 이 가이드에서는 올바른 조립에 대해 다룹니다. 소방 호스 조인트를 연결하는 방법 .

커플링, 어댑터 및 기기가 숨겨진 손실을 추가하는 방법

펌프와 노즐 사이의 모든 장치에는 자체 손실이 있으며 계수 방법에는 이를 포함하지 않습니다. 표에서는 호스에 대해 설명합니다. 끝부분에 나사로 고정된 하드웨어에 대해서는 아무 말도 하지 않습니다.

어댑터는 가장 놀라운 일을 야기합니다. 예를 들어 Storz 라인을 Machino 흡입구에 연결하는 등 한 국가 표준에서 다른 국가 표준으로 이동하려면 자체 내부 구조를 갖춘 어댑터가 필요합니다. 좋은 어댑터는 짧고 매끄럽고 풀 보어입니다. 가난한 사람은 단면을 따라 내려가고 그 계단은 더 작은 호스의 길이처럼 행동합니다. 500gpm 공급 라인에서 보어를 1/4인치만큼 줄이는 어댑터는 연결된 호스의 50피트보다 더 많은 압력을 가할 수 있습니다.

실용적인 규칙은 두 개의 호스 중 작은 것과 일치하는 구멍의 어댑터를 선택하고 하나의 호스에 두 개의 어댑터를 쌓지 않는 것입니다.

Storz 어댑터 커플링 – 표준 인터페이스 변환을 위한 Male Machino Male Machino 어댑터 커플 링은 피팅 표준을 연결하거나 변환합니다. 더 작은 호스의 보어를 선택하고 어댑터 하나로 충분할 곳에 어댑터를 쌓지 마십시오. 제품보기 →

수학을 정직하게 유지하는 현장 규칙

계수 아이디어가 명확해지면 몇 가지 규칙이 대부분의 실제 상황을 다룹니다.

1. 합계를 적어보세요. 펌프 토출 압력은 노즐 압력 + 마찰 손실 + 높이 + 기기 손실과 같습니다. 누락된 용어는 약한 스트림의 가장 일반적인 원인입니다.
2. 광장을 존중하세요. 흐름의 변화는 마찰 손실을 비율의 제곱으로 이동시킵니다. 라인을 150gpm에서 200gpm으로 높이면 손실이 약 78% 증가합니다.
3. 계산하기 전에 평행선을 분할하세요. 두 개의 동일한 샴 라인은 각각 전체 흐름의 절반을 전달하며 각각은 전체 흐름을 전달하는 단일 라인이 손실하는 압력의 1/4을 잃습니다.
4. 각 크기뿐만 아니라 재고의 각 호스 유형에 대한 작업 계수를 유지하십시오.
5. 하드웨어 변경 후 다시 계산하십시오. 새로운 기기, 노즐 또는 어댑터는 호스뿐만 아니라 시스템을 변경합니다.

노즐이 흐름을 설정하기 때문에 노즐 선택은 이 산술에 속합니다. 과도하게 펌핑하기 쉬운 노즐이나 작업자가 패널에 있는 누구에게도 알리지 않고 흐름을 변경할 수 있는 노즐은 다른 어떤 단일 결정보다 마찰 손실 기간을 더 많이 이동시킵니다. 흐름 설정이 명확하게 표시된 조정 가능한 패턴은 이러한 모호함을 대부분 제거합니다.

유량 제어 및 스프레이 패턴을 갖춘 조정 가능한 노즐-Storz 소방 노즐 소방용 조절식 노즐은 다양한 스프레이 패턴, 빠른 온/오프 밸브, 반동 없는 사용 및 다중 인터페이스 호환성을 제공합니다. 표시된 흐름 설정은 패널 모호성을 줄이는 데 도움이 됩니다. 제품보기 →

계수 수학을 예측 가능하게 유지하는 하드웨어

펌프 패널에서 수정할 수 있는 부분에는 제한이 있습니다. 나머지는 하드웨어에 내장되어야 하며, 여기서 보어 제어 및 제조 허용 오차가 유지됩니다.

진정한 풀 보어를 유지하고 내부 전환이 원활하며 접히지 않고 안착되는 개스킷을 사용하는 커플링은 직경에 대한 이론적인 값에 가까운 손실을 제공합니다. 크기가 작거나 둥글지 않거나 거친 주조로 장착된 커플링은 차트에서 예측할 수 없는 압력 강하를 추가합니다.

이는 표준화된 커플링 제품군이 중요한 이유이기도 합니다. Storz 헤드, Machino 커플링, NH 스레드 또는 John Morris 커플링은 각각 정의된 보어와 프로파일을 가지므로 엔지니어는 시스템을 계산하고 하드웨어가 계산과 일치할 것으로 기대할 수 있습니다. 표준 혼합은 때로는 피할 수 없는 일이지만 즉석에서 피팅을 쌓아두기보다는 목적에 맞게 제작된 어댑터를 사용하여 수행해야 합니다.

직경이 큰 공급 및 릴레이 라인에서는 계수 항이 전체 펌프 압력 계산을 지배하므로 잘 가공된 커플링과 한계 커플링 간의 차이가 게이지에 직접 표시됩니다. 그런 종류의 라인에 대한 압력 강하가 우려된다면 그럴만한 가치가 있습니다. 공급업체와 레이아웃에 대해 논의 1차 드릴 이후가 아닌 주문 전.

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소방 호스 계수는 복잡하지 않습니다. 호스 유형당 하나의 숫자이며 세 가지 용어가 포함된 공식을 통해 적용됩니다. 경험이 필요한 것은 그 숫자가 사실이 아닌 때를 아는 것입니다. 이는 일반적으로 호스가 오래되었거나 직경이 재킷이 주장하는 것과 다르거나 펌프와 노즐 사이의 하드웨어가 조용히 흐름을 제한하는 경우입니다.

실제로 운반하는 호스에 대한 올바른 계수를 얻고 노즐, 높이 및 기기 용어를 정직하게 추가하면 펌프 압력이 추측이 아닙니다. 게이지는 여전히 가끔씩 여러분을 놀라게 할 것이지만, 여러분이 찾을 수 있는 이유 때문에 여러분을 놀라게 할 것입니다.