소방 호스 마찰 손실 공식: 계수, 예 및 펌프 압력

분당 150갤런을 흐르는 1.75인치 호스의 200피트 공격 라인은 물이 노즐에 도달하기 전에 약 70psi를 연소시킵니다. 해당 숫자를 건너뛰는 펌프 운전자는 일반적으로 짧고 약한 흐름과 스로틀에 대한 많은 추측을 통해 알아냅니다. 이를 예측하는 도구는 하나의 곱셈입니다. FL = C x Q^2 x L, 여기서 FL은 마찰 손실(psi), C는 호스 직경과 라이닝에 의해 설정된 계수, Q는 분당 수백 갤런의 흐름, L은 수백 피트의 호스 길이입니다.

다음은 공식이 단위별로 작동하는 방식, 일반적인 호스 크기에 적용되는 계수, 결과가 펌프 배출 압력이 되는 방식, 어댑터, 리듀서 및 분배기가 답을 조용히 변경하는 방식입니다.

소방 호스 마찰 손실 공식, 단위별

마찰 손실은 물이 호스 라이닝을 따라 미끄러질 때 난류와 항력에 소비되는 압력입니다. 이는 길이와 흐름의 제곱에 따라 직선으로 상승하므로 분당 갤런이 약간 증가하면 펌프 출력의 큰 부분을 소비할 수 있습니다.

• FL은 계산되는 호스 섹션의 마찰 손실(psi)입니다.
• C는 마찰 손실 계수로, 호스 직경 및 구조와 관련하여 공개된 값입니다.
• Q는 분당 수백 갤런의 흐름이므로 150gpm은 1.5가 되고 250gpm은 2.5가 됩니다.
• L은 길이(100피트)이므로 200피트는 2가 됩니다.

작업 예: 150gpm에서 200피트의 1.75인치 호스. Q는 1.5이므로 Q 제곱은 2.25이고 L은 2입니다. FL = 15.5 x 2.25 x 2, 이는 69.75psi, 즉 대략 70psi가 됩니다.

두 가지 행동이 그 산술에서 바로 나옵니다. 호스 길이를 두 배로 늘리면 손실도 두 배로 늘어납니다. 흐름항이 제곱되기 때문에 흐름은 두 배, 손실은 네 배로 늘어납니다.

일반적인 호스 크기에 대한 마찰 손실 계수

공개된 C 값은 특정 호스 구성에 대한 흐름 테스트에서 나온 것입니다. 아래 그림은 라이닝된 소방 호스에 널리 사용되는 계획 값이며 레이아웃 계산의 출발점으로 잘 작동합니다.

표는 대구경 호스가 공급 작업을 지배하는 이유를 설명합니다. 1.75인치 호스를 통해 200gpm을 이동하는 데 드는 비용은 100피트당 약 62psi입니다. 4인치 호스를 통해 동일한 흐름을 이동하는 데 드는 비용은 1psi 미만입니다.

마찰 손실을 펌프 토출 압력으로 전환

펌프 패널 수치는 간단한 합계를 따릅니다. 토출 압력은 노즐 압력 + 마찰 손실 + 상승 이득 + 기기 손실과 같습니다.

1. 노즐 압력: 일반적으로 부드러운 보어의 경우 50psi이고 포그 또는 조정 가능한 노즐의 경우 100psi입니다.
2. 마찰 손실: 위 공식은 레이아웃의 모든 호스 섹션에 적용됩니다.
3. 고도: 높이 1피트당 약 0.5psi 또는 일반적인 건물의 층당 약 5psi입니다.
4. 기기 손실: 와이 또는 분배기당 약 10psi, 스탠드파이프 연결의 경우 25psi인 경우가 많습니다.

예 1: 평지에서 100psi의 안개 노즐이 있는 150gpm의 200피트 1.75인치 호스는 패널에서 10070 또는 170psi를 제공합니다.

예 2: 2.5인치 호스의 200피트를 통과하는 동일한 흐름. FL = 2 x 2.25 x 2 = 9psi이므로 패널 수치는 1009, 즉 109psi입니다.

동일한 흐름, 펌프에서 61psi 더 적음. 차이점은 노즐이나 펌프가 아닙니다. 그것은 물을 운반하는 호스의 구멍입니다.

어댑터, 리듀서 및 커플링이 답을 바꿉니다

마찰 손실은 호스 내부에 존재하지만 연결부에서 제어됩니다. 수로를 좁히는 모든 구성 요소는 국지적인 압력 강하를 추가하고 호스 섹션 전체의 유효 직경을 줄이는 모든 구성 요소는 해당 섹션에 사용되는 C 값을 변경합니다.

1 3/4인치에서 1 1/2인치로 단계적으로 낮아지면 계수가 15.5에서 24로 증가하며, 이는 동일한 흐름에서 대략 55% 더 많은 손실을 의미합니다. 따라서 펌프 패널 출구 또는 노즐 입구에 있는 감소 어댑터는 압력 중립 하드웨어가 아닙니다. 이는 인터페이스 호환성을 위해 의도적으로 압력을 가한 것입니다.

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배포자가 흐름을 분할하는 경우

양방향 분배기는 마찰 손실을 절반으로 줄이지 않습니다. 분할의 상류에서 공급 라인은 두 흐름의 합계를 전달하며 그 합계가 공식에 포함됩니다. 하나의 공급 라인에서 공급되는 두 개의 150gpm 공격 라인은 공급 계산에서 300gpm 또는 Q의 3을 의미합니다. 200피트의 2.5인치 공급 호스의 경우 공격 라인을 고려하기 전에 손실은 2 x 9 x 2 또는 36psi입니다. 분배기의 기기 손실을 추가하면 패널 압력이 더욱 높아집니다.

화재 현장에 나타나는 5가지 마찰 손실 오류

1. 수백 gpm 대신 gpm을 사용합니다. 1.5가 아닌 150을 입력하면 결과가 100배로 부풀려지고 패널 압력이 의미 없는 수치로 보내집니다.
2. 고도를 잊어버렸습니다. 40피트 상승하면 대략 20psi가 추가되고 스탠드파이프 또는 그 이하의 레이아웃은 해당 용어의 부호를 변경합니다.
3. 발표된 계수를 정확한 것으로 취급합니다. 오래된 호스, 꼬인 호스, 손상된 라이닝 및 제한된 커플링으로 인해 실제 손실이 계산된 값보다 높기 때문에 많은 부서에서 긴 레이에 10~15%의 마진을 추가합니다.
4. 기기 손실을 무시합니다. 펌프와 노즐 사이의 모든 장치는 마찰 공식에 포함되지 않은 압력을 소비합니다.
5. 다른 레이아웃의 펌프 설정을 재사용합니다. 1.75인치 호스의 200피트에 적용되는 설정은 300피트에는 잘못되고, 노즐을 바꾸면 다시 잘못된 설정이 됩니다.

노즐 압력은 동일한 예산에 속합니다.

노즐 압력은 마찰 손실이 아니지만 두 압력은 동일한 펌프 출력을 놓고 경쟁합니다. 100psi 등급의 노즐은 입구에서 100psi가 필요하며 호스에서 손실된 모든 psi는 스트림 도달 범위와 침투 범위를 벗어나게 됩니다.

조정 가능한 노즐은 일반적으로 100psi에서 작동하며 직선 흐름, 좁은 안개 및 넓은 안개 패턴 사이를 이동합니다. 각 패턴은 유효 흐름을 변경하므로 상류의 마찰 손실이 발생합니다. 이는 직선 스트림 드릴에서 복사한 펌프 설정이 일단 패턴이 열리면 실망스러울 수 있는 이유입니다. 이러한 패턴이 어떻게 작동하는지에 대한 배경 정보는 다음을 참조하세요. 조정 가능한 노즐의 스프레이 모드 .

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직선 흐름 및 평활 보어 장치는 조정 가능한 패턴보다는 노즐 직경과 입구 압력에 따라 흐름이 설정되기 때문에 이 효과에 덜 민감합니다.

필드 바로가기 및 번호 확인 방법

펌프 운전자는 아침 3시에 머리가 거의 늘어나지 않습니다. 1.75인치 호스에 대한 유용한 지름길은 기억해 둘 가치가 있습니다. 100gpm에서 100피트당 약 15psi, 150gpm에서 35psi, 200gpm에서 62psi입니다. 2.5인치 호스의 경우 동일한 흐름의 비용은 100피트당 대략 2, 4.5 및 8psi입니다.

훈련장에서는 검증이 간단합니다. 인라인 유량계를 사용하여 알려진 유량을 설정하고, 펌프와 노즐 입구의 압력을 읽고 빼십시오. 고도를 조정한 후 차이점은 해당 흐름에서 해당 호스의 실제 마찰 손실입니다. 이를 계산된 값과 비교하면 게시된 계수가 여전히 사용 중인 호스에 맞는지 여부가 표시됩니다.

1년에 한 번씩 점검을 실시하면 라이닝 마모, 결합 길이 변경, 검토 없이 교체한 커플링이나 어댑터로 인한 제한 사항을 찾아낼 수 있습니다.

압력을 염두에 두고 호스, 커플링 및 어댑터 지정

이 공식은 세 가지 사양 습관을 보상합니다. 작동이 허용하는 한 작업 보어를 크게 유지하고, 펌프와 노즐 사이의 불필요한 감소를 피하고, 모든 커플링과 어댑터가 사용 중인 호스와 스레드 또는 잠금 표준과 모두 일치하는지 확인하십시오.

마지막 사항은 Storz, Machino, NH 및 기타 패턴이 나란히 나타나는 국제 프로젝트에서 가장 중요합니다. 표준을 넘는 어댑터는 수로가 연결되는 호스와 일치하는 경우에만 유용합니다. 제한된 구멍은 계산에서 더 작은 호스와 똑같이 작동하기 때문입니다.

현장에서 압력 예산을 유지해야 하는 경우 하드웨어를 주문하기 전에 치수와 유량 요구 사항을 확인하는 것이 좋습니다. 엔지니어링 팀과 작동 조건 공유 일반 테이블이 아닌 실제 구성 요소와 비교하여 숫자를 확인하십시오. 공식은 동일하게 유지됩니다. 입력만 변경됩니다.