소방 호스 압력 설명: 작동 압력, 테스트 압력 및 마찰 손실

승무원이 1-3/4인치 공격 라인을 돌격합니다. 펌프 패널은 150psi를 표시하고 노즐 근처의 인라인 게이지는 95psi를 표시하며 라인을 잡고 있는 소방관은 여전히 ​​스트림을 소프트라고 부릅니다. 아무것도 깨지지 않았습니다. 두 게이지 사이에 있는 55psi는 마찰 손실이며, 이는 모든 부품이 검사를 통과했음에도 불구하고 호스 시스템의 성능이 저하되는 대부분의 경우를 설명합니다.

짧은 대답 먼저: 소방 호스 압력은 호스 번호가 아니라 시스템 번호입니다. 라인은 작동 압력, 마찰 손실, 노즐 압력, 커플링 및 어댑터의 압력 등급이 모두 정렬된 경우에만 사용 가능한 스트림을 전달합니다. 그 중 하나가 누락되면 가장 약한 구성 요소가 전체 어셈블리의 한계를 설정합니다.

혼동되는 압력 수치

호스 성능에 관한 거의 모든 대화에는 5가지 압력 용어가 등장하며 동일한 의미인 것처럼 일상적으로 사용됩니다.

작동 압력 대 테스트 압력

작동 압력은 연속 듀티 등급입니다. 테스트 압력은 통제된 조건에서 단기간 동안 적용되는 비정기적 의무 등급입니다. 그것들은 서로 바꿔 사용할 수 없으며 단일 숫자로 취급하면 많은 혼란이 시작됩니다.

최신 호스의 정격은 종종 재킷에서 300~400psi인 반면 공격 라인의 일반 작동 압력은 노즐에서 약 100~150psi입니다. 그 격차는 의도적인 것입니다. 이는 재킷과 하드웨어에 서지, 수격 현상 및 가끔씩 발생하는 꼬임을 흡수할 수 있는 공간을 제공합니다.

서비스 테스트는 일반 밴드보다 훨씬 높은 길이를 제공합니다. 1-1/2인치 및 1-3/4인치 호스의 경우 테스트 압력은 종종 300psi 근처로 제한됩니다. 그 이유는 더 낮은 압력에서 눈에 띄지 않는 꼬임이 그 지점 이상에서는 실제로 위험해지기 때문입니다. 결과는 간과하기 쉽습니다. 작동 압력이 150psi인 길이는 테스트 베이의 압력의 약 두 배로 가압되며, 래치, 나사산 또는 고정된 모든 것이 동일한 압력을 견뎌야 합니다. 재킷보다 등급이 낮은 커플링은 호스 라벨에 표시된 내용에 관계없이 300psi 어셈블리를 150psi 어셈블리로 바꿉니다.

마찰 손실: 펌프 게이지와 노즐 게이지가 일치하지 않는 이유

마찰 손실은 호스를 통해 물을 밀어내는 것만으로도 소비되는 압력입니다. 이는 펌프 패널 판독값이 노즐이 실제로 수신하는 값과 일치하지 않는 가장 큰 이유입니다.

필드 공식은 FL = C x Q 제곱 x L입니다. 여기서 Q는 분당 수백 갤런의 유량이고 L은 수백 피트의 길이입니다. C 값은 직경과 라이닝을 반영합니다. 1인치 호스의 경우 약 150, 1-3/4인치의 경우 약 15.5, 2-1/2인치의 경우 거의 2입니다.

실제 예제는 산술을 구체적으로 만듭니다. 입구에서 100psi가 필요한 조합 노즐에 150gpm을 흐르는 200피트의 1-3/4인치 호스를 가져옵니다. 마찰 손실은 15.5 x 1.5 x 1.5 x 2 또는 약 70psi입니다. 노즐 요구사항에 기기 손실에 대한 작은 허용치를 추가하면 펌프는 팁에서 100psi를 유지하기 위해 대략 175~180psi를 생성해야 합니다. 2-1/2인치 호스를 통해 동일한 150gpm을 실행하면 마찰 손실이 약 9psi로 떨어지며, 이것이 바로 공급 라인의 크기가 넉넉하고 공격 라인이 짧게 유지되는 이유입니다.

계산은 측정이 아니라 추정입니다. 유량 테스트는 호스, 펌프, 기기 및 노즐이 하나의 시스템으로 함께 작동하는 방식을 확인하는 것이며, 보정된 피토 게이지 또는 유량계는 숫자가 장치에 유효한지 여부를 알 수 있는 유일한 방법입니다.

커플링 및 어댑터 내부에서 압력이 손실되어 막히는 곳

커플링은 마찰 손실에 기여하고 어셈블리의 압력 한도를 설정하지만 선택 시트는 호스에만 초점을 맞추는 경우가 많습니다. 다섯 가지 세부 사항이 압력 하에서 커플링의 작동 방식을 결정합니다.

• 수로 직경. 보어가 제한된 공칭 2-1/2인치 커플링은 전체 라인에서 마찰 손실을 높입니다.
• 내부 마감. 거친 주조물과 잘못 정렬된 개스킷은 고유량에서 압력 손실로 나타나는 난류를 추가합니다.
• 압력 등급. 커플링 등급은 호스 작동 압력을 충족하거나 초과해야 하며 그 반대의 경우는 안 됩니다.
• 씰링 얼굴. 개스킷 재질과 압축에 따라 조인트가 울기 시작하는 압력이 결정됩니다.
• 잠금 방법. 압력이 상승하고 라인이 끌리면 래치 조인트와 나사 조인트가 다르게 동작합니다.

커플링은 현장 실수가 가장 빨리 나타나는 곳이기도 합니다. 비뚤어진 상태로 장착된 개스킷, 완전히 맞물리지 않은 래치 또는 왼손으로 단단히 고정된 나사형 조인트는 낮은 압력에서 유지되고 100psi 이상에서 누출됩니다. 소방 호스 연결부가 어떻게 올바르게 연결되어야 하는지 검토하는 것은 고장 직후가 아니라 매 시즌 10분 전에 검토하는 것이 좋습니다. 서로 다른 표준의 장비가 충족되어야 하는 경우 교차 표준 어댑터가 전환을 처리하지만 각 어댑터는 확인해야 할 또 다른 보어 변경 및 다른 압력 등급을 도입합니다.

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노즐과 노즐 반응

노즐 압력은 전체 시스템이 조정되는 목표입니다. 조합 노즐은 일반적으로 실행 가능한 안개 패턴과 도달 범위를 생성하기 위해 입구에서 약 100psi를 원합니다. 스무스 보어 노즐은 일반적으로 약 50psi로 더 낮게 작동하며 펌프 설정의 작은 오류에 훨씬 덜 민감합니다.

노즐 압력을 높이면 노즐 반응도 높아지는데, 그 숫자는 이론적인 수치가 아닙니다. 파운드 단위의 반력은 대략 0.0505 x 유량(gpm) x 노즐 압력의 제곱근입니다. 150gpm 및 100psi에서는 승무원에게 약 76파운드의 압력이 가해집니다. 200gpm에서 동일한 계산을 하면 100파운드가 넘는데, 이는 한 사람이 사다리나 계단통에서 잡을 수 있는 양을 훨씬 초과합니다.

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조정 가능한 노즐을 사용하면 작업자가 펌프 설정을 변경하지 않고도 흐름 모양을 도달 범위에 맞게 바꿀 수 있지만 흡입구의 압력 목표는 동일하게 유지됩니다. 노즐의 게이지가 낮게 표시되면 패턴을 더 열지 말고 공급측을 먼저 고정하십시오.

유통업체는 콘센트를 추가하고 손실을 추가합니다.

분배기는 하나의 들어오는 라인을 2개, 3개 또는 4개의 나가는 라인으로 분할하고 각 출구에는 자체 마찰 손실과 자체 노즐 요구 사항이 있습니다. 각각 150gpm으로 두 개의 1-3/4인치 라인에 공급하는 양방향 장치는 단일 라인의 약 두 배에 달하는 물을 필요로 하며, 그 뒤에 있는 공급 라인의 크기는 한 가지가 아닌 전체에 맞게 조정되어야 합니다.

잠금 버전은 더 높은 압력에서 중요합니다. 일반적으로 충전 라인이 자갈을 가로질러 끌려가거나 모퉁이를 돌 때 흐름 용량이 아닌 래치 보안이 가장 먼저 실패하기 때문입니다.

압력 문제를 일으키는 사양 및 구매 실수

• 동일한 어셈블리에 있는 커플링, 어댑터 및 노즐의 압력 등급을 무시하고 작동 압력으로 호스를 선택합니다.
• 공칭 크기를 실제 수로로 취급합니다. 동일한 크기로 표시된 두 개의 커플링은 보어와 흐름 성능이 상당히 다를 수 있습니다.
• 각 어댑터가 도입하는 보어 감소를 확인하지 않고 한 라인에서 표준을 혼합합니다.
• 개스킷 재료 요구 사항을 건너뜁니다. 니트릴, EPDM 및 기타 화합물은 온도 범위와 화학 물질 노출에 따라 다르게 작용합니다.
• 호스가 사용 중에 보게 될 테스트 압력을 확인하지 않고 교체용 커플링을 구입합니다.
• 스레드 유형, 시트 각도 또는 잠금 스타일을 지정하지 않고 부품 이름만으로 주문합니다.

압력 문제를 조기에 파악하는 빠른 현장 점검

1. 라인을 충전하고 걸어보세요. 일반적으로 호스 문제보다는 개스킷이나 시트 문제를 의미하는 커플링에서 울음 소리가 나는지 주의하십시오.
2. 매번 사용하기 전에 개스킷과 밀봉면에 절단, 경화 또는 부풀어오름이 있는지 검사하십시오.
3. 라인이 고정된 상태에서 손으로 압력을 가하여 1/4 회전 커플링의 래치 맞물림을 확인하십시오.
4. 흐르는 동안 잔압을 읽습니다. 유량이 증가함에 따라 급격하게 떨어지면 공급이 제한 요인이 됩니다.
5. 노즐 입구 게이지를 펌프 패널 판독값과 비교하고 차이점을 기록하십시오. 해당 숫자가 갑자기 변경되면 새로운 제한 사항이나 장비 오류가 발생했음을 나타냅니다.
6. 모든 길이와 모든 커플링 어셈블리에 대한 서비스 테스트 날짜와 압력을 기록해 두십시오.

소방 호스의 압력은 체인이며 체인의 강도는 가장 낮은 등급만큼만 강합니다. 작동 압력, 마찰 손실, 노즐 목표 및 하드웨어 등급이 서로 일치하는지 확인하고, 계산이 아닌 흐름 테스트로 수치를 검증하면 소프트 스트림 불만 사항이 대부분 노즐에 도달하기 전에 사라집니다.