1. Обоснованиеи выбор составасистемы водяногопожаротушения

1.1.Выбор пожарныхнасосов

Суммарнаяподача насосовопределяетсяпо формуле:

где

– суммарнаяподача стационарныхпожарных насосов,м³/ч;

– приведенныйпараметр судна,м;

– длина, ширинаи высота бортасудна, м;

– коэффициентподачи длянефтеналивныхсудов.

Далее необходимоопределитьминимальнуюподачу каждогостационарногонасоса и подобратьнасосы с необходимымипоказателями.

где

– минимальнаяподача насоса,м³/ч;

– количествостационарныхпожарных насосов.

Выбираемдва насоса НЦВ63/100. Их основныепоказателиприведены втабл. 1.

Таблица1

Основныепоказателисудовых насосов

Наименованиепараметранасоса, размерность

НасосНЦВ 63/100

Подача, м³/ч

Напор,м. вод. ст.

Высотавсасывания,м

Частотавращения, мин^-1

КПДнасоса, %

Потребляемаямощность, кВт

Массанасоса сэлектродвигателем,

кг

100

2885

28.4

463

1.2. Обоснованиеи выбор конструктивныхпараметровтруб

По ПравиламРегистра длянапорныхтрубопроводовнеобходимоприменятьстальные трубы,скорость движенияводы по которымне должна превышать3 м/с. Поэтомувнутреннийдиаметр труб

в м должен бытьне менее

где

– расходводы черезрассчитываемыйучасток трубопровода,м³/ч.

Для принятойсхемы трубопроводаопределениевнутреннихдиаметров трубрациональновыполнять втабличной форме(табл.2). При расчетерасходов необходимоисходить изтого, что рядрасходов известны:

– из задания,расход второгонасоса

– выбран, а

принимаетсяравным наибольшемузначению израсходов

На каждомучастке трубопроводаминимальныйвнутреннийдиаметр трубопределяетсяпо формуле, аконструктивноеего значение

принимаетсяравным ближайшемубольшему типоразмерутруб по ОСТ5.9586-75 с учетом ихтолщины и требованийпо унификации.

Скоростьпотока водына участкеопределяетсяпо формуле:

где

– расчетнаяскорость потокаводы на рассматриваемомучастке трубопровода,м/с.

Таблица2

Расчетпараметровтруб

Участок

Расходводы, м³/ч

Внутреннийдиаметр труб,м

Скоростьпотока воды

Формула

Значение

1 – 3

2 – 3

3 – 4

4 – 5

5 – 6

4 – 7

7 – 8

145

123

0,0906

0,0794

0,120

0,05

0,111

0,0480

0,1

0,15

0,065

0,125

0,065

2,87

2,21

2,26

2,07

2,76

1,91

2.Гидравлическийрасчет судовойсистемы водяногопожаротушения

Цельюрасчета являетсяпроверка соответствиядавления водыу пожарныхклапанов требованиямРегистра ипоказателейвыбранныхнасосов конкретнымусловиям работысистемы.

2.1. Расчетгидравлическихпотерь напорав трубопроводах

Расчетгидравлическихпотерь напорав трубопроводахсистемы выполняетсяв два этапа: напервом – производитсярасчет местныхсопротивленийучастковтрубопровода,а на втором –расчет потерьнапора в трубопроводахприменительнок наиболееудаленномуи высоко расположенномупожарным клапанамсистемы.

Призаполнениитабл.3 сопротивлениена участке отсоответствующегоэлемента следуетприниматьравным произведениюкоэффициентасопротивленияи количествасоответствующегоэлемента научастке, а общееместное сопротивлениена участке

равно суммесопротивленийот всех элементов,имеющихся научастке.

Таблица3

Расчетместных сопротивленийтрубопровода

Параметрыэлементовтрубопровода	Показателиучастковтрубопровода
Параметрыэлементовтрубопровода	1 –3	2 –3	3 –4	4 –5	5 –6	4 –7	7 –8
Колено ( ): количествоn₁ сопротивление0,11n₁ Тройник( ): количествоn₂ сопротивление0,1n₂ Тройник ( ): количествоn₃ сопротивление2n₃ Тройник ( ): количествоn₄ сопротивление1,2n₄ Четверник( ): количествоn₅ сопротивление1,7n₅ Компенсирующийпатрубок ( ): количествоn₆ сопротивление0,1n₆ Клапан запорный( ): количествоn₇ сопротивление4,8n₇ Клапанневозвратнозапорный ( ): количествоn₈ сопротивление5,1n₈	0 0 4 0,4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5,1	0 0 3 0,3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5,1	4 0,44 5 0,5 1 2 1 1,2 0 0 0 0 1 4,8 0 0	2 0,22 6 0,6 0 0 0 0 1 1,7 0 0 0 0 0 0	1 0,11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0	6 0,66 1 0,1 0 0 1 1,2 1 1,7 3 0,3 5 24 0 0	1 0,11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Общееместное сопротивлениена участке	5,5	5,4	8,94	2,52	0,11	27,96	0,11

В табл. 4общие потеринапора в трубопроводеи давление упожарных клапанов6 и 8 определяютсядля двух вариантов:соответственно

при работепервого пожарногонасоса с напором

– второго пожарногонасоса с напором

.В нашем случаепри однотипныхнасосах

Полученныетаким образомзначения давленийдолжны бытьне менее, указанныхв ПравилахРегистра. Впротивномслучае состави показателиэлементовсистемы (преждевсего насосов)должны бытьсоответственноизменены.

В расчетахпринимаем:

°С– температураводы;

кг/м³ – плотностьводы;

м²/с – кинематическаявязкость воды.

Таблица4

Расчет гидравлическихпотерь напорав трубопроводе

Наименованиепараметра,размерность	Обозначение,формула илиисточник	Показателиучастковтрубопровода
Наименованиепараметра,размерность	Обозначение,формула илиисточник	1 –3	2 –3	3 –4	4 –5	5 –6	4 –7	7 –8
Расходводы, м³/ч	из табл. 2	82	63	145	145	25	123	23
Длинаучастка трубопровода,м	из задания	5,5	4,0	2,7	7,8	5,0	70	3,2
Высотаподъема научастке, м	из задания	1,3	1,3	7,8	10,0	1,0	1,1	1,5
Внутреннийдиаметр труб,м	из табл. 2	0,1	0,1	0,15	0,15	0,065	0,125	0,065
Скоростьпотока воды,м/с	из табл. 2	2,87	2,21	2,26	2,26	2,07	2,76	1,91
ЧислоРейнольдса10^-6		0,221	0,17	0,261	0,261	0,104	0,265	0,0955
Коэффициентсопротивлениятрения		0,0153	0,0162	0,0149	0,0149	0,0179	0,0148	0,0182
Общееместное сопротивление	из табл. 3	5,5	5,4	8,94	2,52	0,11	27,96	0,11
Потеринапора динамические, м вод.ст.		2,61	1,48	2,35	0,841	0,319	13,81	0,183
Суммарнаяпотеря напора,м вод. ст.		3,91	2,78	10,15	10,84	1,32	14,91	1,68
Общие потеринапора, м вод.ст.: точка6 точка6 точка8 точка8 Давление упожарногоклапана, МПа: точка6 точка 6 точка 8 точка 8

2.2. Обоснованиерабочего режимасистемы водотушения

Результатыгидравлическогорасчета системыиспользуютсядля определенияпоказателейработы насосовв условияхпроектируемойсистемы.

Для определенияпараметровнасосов наустановившемсярежиме их работыстроятся совмещенныехарактеристикинасосов и системыв соответствиисо следующималгоритмом.

На координатнуюсетку

переносятсяпаспортныехарактеристикивыбранныхпожарных насосов(кривая I).В нашем случаекривая одна,т. к. выбранныенасосы однотипны.
На этомже рисункестроятсяхарактеристикиучастков 1 – 3и 2 – 3 (кривые IIи III).
Для каждогонасоса строятсяих реальныехарактеристики(кривые IV иV) путемгеометрическоговычитанияхарактеристикучастков изсоответствующихпаспортныххарактеристикнасосов покоординате

.
Строитсясуммарнаяхарактеристикадвух параллельноработающихпожарных насосов(кривая VI)путем геометрическогосуммированияих реальныххарактеристикпо координате

.
Строитсяхарактеристикатрубопровода(кривая VII).
Аппроксимируя(при необходимости)характеристикутрубопроводадо пересеченияс суммарнойхарактеристикойнасосов, получаемрабочую точкусистемы

,координатыкоторой (
;
)являются параметрамирабочего режимасистемы.
Проецируяточку

в направленииоси
через реальныехарактеристикина паспортные,находят рабочиепоказателиих работы (
;
)и по уровнюпоследнихоцениваютстепень использованиявыбранныхпожарных насосовв составепроектируемойсистемы.

3.Проектированиенасосов системыводяногопожаротушения.

Проектированиенасосов системыводяногопожаротушениярекомендуетсявыполнять спомощью графоаналитическогометода. В аналитическойчасти осуществляетсярасчет параметроврабочего колесаи спиральногоканала насосов,а в графической– построениетреугольникаскоростей сопределениемнеизвестныхвеличин и схемрабочего колеса,профилей лопатоки спирально-отливногоканала насосов.

Исходнымиданными припроектированиинасосов являютсянайденные впредыдущемразделе значениярабочих параметроводного из насосов

м³/ч и

м вод. ст.

3.1. Расчетпараметровнасосов.

Расчетнасосов рациональновыполнять втабличной форме(табл. 5).

Таблица 5

Расчетпараметровнасосов

Наименованиепараметра,размерность	Обозначение,формула илиисточник	Численноезначение
Подачанасоса, м³/с		0,022
Напорнасоса, м вод.ст.		93,5
Частотавращения валанасоса, мин^-1		2885
Коэффициентбыстроходности,мин^-1		100
Плотностьводы, кг/м³		1000
ОбщийКПД насоса		0,7
Мощностьнасоса, кВт		28,74
Диаметрвала насоса,мм		34
Диаметрвтулки насоса,мм		50
Осеваяскорость водына входе внасос, м/с		3
Диаметрвхода насоса,м		0,156
ГидравлическийКПД		0,86
Переноснаяскорость водына выходелопастей, м/с		41,71
Проекцияабсолютнойскорости навыходе, м/с		20,85
Уголустановкилопасти навыходе, град		15
Радиальнаясоставляющаяскорости навыходе, м/с		5,59
Относительнаяскорость водына выходе, м/с		21,59
Абсолютнаяскорость водына выходе, м/с		21,59
Радиальнаясоставляющаяскорости навходе, м/с		5,59
Уголустановкилопасти навходе, град		14
Переноснаяскорость водына входе лопастей,м/с		22,41

Продолжениетабл. 5

Наименованиепараметра,размерность	Обозначение,формула илиисточник	Численноезначение
Относительнаяскорость водына входе, м/с		23,10
Выходнойдиаметр рабочегоколеса, м		0,276
Диаметрсредних точекна входе лопастей,м		0,140
ОбъемныйКПД насоса		0,96
Ширинамеридианногоканала на входе,м		0,027
Ширинамеридианногоканала навыходе, м		0,015
Числолопастей колеса		6
Значениецентральногоугла, град		60
Диаметрспиральногоканала в сечении,м 0 1 2 3 4 5 6 7 8		0 0,025 0,035 0,043 0,050 0,056 0,061 0,066 0,071

Результатырасчета параметровнасоса уточняютсяграфическипри построениитреугольникаскоростей исхем рабочегоколеса, профилейлопаток и спиральногоканала насоса.

Библиографическийсписок

ЧиняевИ. А. Судовыесистемы. Учебник.М.: Транспорт,1984. 216 с.
ЧиняевИ. А. Судовыевспомогательныемеханизмы.Учебник. М.:Транспорт,1989. 295 с.
ГрицайЛ. Л. Справочниксудового механика(в 2-х т.). Т.1. М.: Транспорт,1973. 696 с.

Введение

Пожарна судне являетсябольшим бедствием.Он уничтожаетматериальныеценности, аиногда приводитк гибели людей.Особенно большойущерб причиняютпожары напассажирских,грузопассажирскихи нефтеналивныхсудах. В частности, при пожаре нанефтеналивномсудне возможенвзрыв, и путьк спасениюлюдей и суднамогут преградитьгорящие наповерхностиводы нефтепродукты.

Каждоесудно должнобыть снабженоэффективнымисредствамипротивопожарнойзащиты (средствамипожарнойсигнализации,средствамиограниченияраспространенияи тушения пожара,а также противопожарнымснабжением).Для обеспеченияпожарной безопасностина судах внутреннегоплавания необходиморуководствоватьсяПравиламиРечного Регистра.В них содержатсятребованияк средствамконструктивнойпротивопожарнойзащиты и средствамборьбы с возникшимпожаром. Конструктивныепротивопожарныемероприятияпозволяютпредотвратитьопасностьвозникновенияпожара и ограничитьраспространениедыма и огня, атакже создаютусловия длябезопаснойэвакуации людейс судна и тушенияпожара.

Дляборьбы с пожарамисуда оборудуютпротивопожарнымисистемам, которыеделят на сигнальныеи тушащие. Первыеслужат длявыявления очагапожара, вторые– для его ликвидации.

Противопожарныесистемы по родуиспользуемогоогнегасительноговещества подразделяютна водяныепротивопожарные(водотушения,спринклерная,водораспыления),паротушения,пенотушения,газотушения(углекислотнаяи инертныхгазов), и жидкостноготушения.

Поспособу тушенияпожара системыможно разделитьна поверхностныеи объемные.Первые служатдля подачи наповерхностьочага пожаравещества, котороеохлаждает илипрекращаетдоступ кислородав зону горения.К ним относятсяводяные системыи системыпенотушения.В группу системобъемноготушения входятсистемы, заполняющиесвободный объемпомещения неподдерживающимигорения парами,газами иливесьма легкойпеной.

Привыборе типасистемы пожаротушениядля помещенийсудов внутреннегоплавания следуетруководствоватьсяПравиламиРечного Регистра.

Спомощью системыводотушенияпожар тушатмощными струямиводы. Эта системапроста, надежнаи получилаширокое распространениекак на речных,так и на морскихсудах. Основнымиее элементамиявляются: пожарныенасосы, магистральныйтрубопроводс отросткамипожарные краны(рожки) и шланги(рукава) со стволами(брандспойтами).При тушениипожара шлангисо стволамиприсоединяютсяк пожарнымкранам.

Системуводотушенияприменяют длятушения пожарав грузовыхтрюмах сухогрузныхсудов, в машинныхотделениях,в жилых, служебныхи общественныхпомещениях,на открытыхучастках палуб,платформ, рубоки надстроек.Кроме того, ееможно использоватьдля подачи водык пенообразующимустановками системе орошенияпалубы, длямытья палуб,помещений,устройств ит. д.

Тушитьгорящие нефтепродуктыс помощью системыводотушениянельзя, так какчастицы ихразбрызгиваютсяструями воды,что способствуетраспространениюпожара. Мощнымиструями водытакже не тушатпожары электрооборудования(вследствиеэлектропроводностиводы), лаков икрасок.

Вкачестве пожарныхнасосов насудах обычноприменяютодноколесныецентробежныенасосы.

Напассажирскихсудах длиной65 м и более, а такжена самоходныхнефтеналивныхсудах грузоподъемностью2000 т и выше следуетустанавливатьне менее двухпожарных насосов.Один из этихнасосов долженнаходитьсявне машинногоотделения ииметь источникэнергии, работакоторого независит отсостоянияоборудованияи источниковэнергии, расположенныхв машинномотделении.

Приемныетрубопроводыпожарных насосовобычно присоединяютк кингстонамили ящикамзабортной воды,причем пожарныйнасос должениметь возможностьпринимать водуне менее чемиз двух мест.

Если системыорошения,пенотушения,водораспыленияи другие питаютсяот автономногонасоса, то подачупожарногонасоса определяютбез учета работыэтих систем.

Напорпожарногонасоса определяютрасчетом полногосопротивлениятрубопроводаот наиболееудаленной еготочки до насоса.

Всоответствиис требованиемРечного Регистраистечение водыдолжно происходитьпри давленииу каждого пожарногокрана не менее0,26 МПа.

Давлениев пожарномтрубопроводене должно превышать1 МПа, а скоростьдвижения водыв нем – 3 м/c.

Выводы

Таким образом,в курсовомпроекте произведенполный расчетсудовой системыводяногопожаротушенияполностьюудовлетворяющейПравилам Регистра.

Обоснованиеи выбор составасистемы водяногопожаротушения 6
Гидравлическийрасчет системыводяногопожаротушения 8
Проектированиенасосов системыводяногопожаротушения 11

Выводы 17

Библиографическийсписок 18


					Лист


Изм.	Лист	№ докум.	Подп.	Дата

Санкт-Петербургскийгосударственныйуниверситет

водныхкоммуникаций

КафедраСудовых энергетическихустановок

Курсовойпроект

по дисциплине “Судовыевспомогательныемеханизмы,устройстваи системы”.

(специальность– 240500)

Тема: Проектированиесудовой системыводяногопожаротушения.

Выполнилстудент ЖдановД. А.

Группа: СЭ-31

Шифр: 975134

Руководитель ЕрёминА. И.

Санкт-Петербург

2000

Проектирование судовой системы водяного пожаротушения