技技 术术 装装 备备 教教 研研 室室 主主 讲讲: : 王王 忠忠 波波 Tel: 2068569(O); Email: wangzhongbo@ 火场供水的要求 1、作业 2、实验报告 （前两项占总成绩10%） 3、期末考试占总成绩90% 火场供水解决的问题 1、制定灭火预案 2、火灾现场供水指挥 3、灭火总结 本书讲解共有六章 第一章 压力损失计算 第二章 火场供灭火剂器材常用技术数据 第三章 火场供水方法 第四章 火场供灭火剂力量的计算 第五章 火场供水组织指挥 第六章 信息技术在火场供水中的应用 实际主要解决 1 火场消防车数量 火场战斗车数量 火场供水车数量 2 火场供水计划 火场供水课程地位 消防技术装备 火场供水 战术 火场供水课程的学习方法 1.火场供水课程的特点 (1) 实践性强 (2) 理论性强 (3) 专业性强 2.学习方法 (1) 掌握基本概念、公式 (2) 理论与实践相结合 一、流动形态的判别标准—雷诺数 §1-1 管道、水带水头损失计算 二、能量损失的两种形式 三、能量损失的计算公式 四、水带系统水头损失计算 水在管道内流动，由于水分子之间、水分 子与管壁之间有摩擦，造成水的能量损失。
在 层状态下，水的摩擦损失（水头损失）较小， 水头损失与流速的一次方成正比当水流的流 速超过临界流速，处于紊流状态时，水头损失 大大增加，此时水头损失与流速的二次方成正 比雷诺通过试验得知，由层流变成紊流的原 因，同管内的流速、管道（水带）的直径和液 体的粘滞系数有关 一、流动形态的判别标准—雷诺数 一、流动形态的判别标准—雷诺数 式中：Re——雷诺数，由层流变紊流时的雷诺数 称为临界雷诺数，其值为2300； v——流速，m/s； d——管道直径，m； V——液体的粘滞系数（见表1-1-1） 二、能量损失的两种形式 把液体的能量损失分为沿程能量损失和局部能量损失 两种形式 1、沿程能量损失 液体在过水断面的大小、形状、方向都不改变的管道 中作均匀流动时，液体所受的阻力只有沿程不变的切应力 ，克服这种阻力做功而产生的能量损失为沿程能量损失， 用hf表示 2、局部能量损失 液体流动的固体边界如果在局部发生急剧的变化（大 小、形状、方向等）， 将产生相对集中的能量损失，称 之为局部能量损失，用hj表示 恒定流能量方程(伯努利方程) P1V12 Z1 2g + r += P2V22 Z2 2g + r ++ h1-2 z是对基准面的位置高程，称为位置水头 p/γ表示测压管高度，习惯上称为压强水头 v2/2g 称为流速水头 z+(p/γ)＋（v2/2g）称为总水头 h1－2称为水头损失 三、能量损失的计算公式 三、能量损失的计算公式 1、沿程能量损失的计算公式 消防管道、水带内的水头损失与下述因素有 关。
设水在截面积相等的管道内作稳定流动；如 图所示 假定： v——水的平均流速，m/s; F——截面积，m2，常数; S——截面上湿周长度，m； L——管段长度，m（即I、II两断面间的 距离）； R——水的容重，Kg /m3 Α——管轴与水平面成的角度，度； Z1——截面I重心的高度，m； Z2——截面II重心的高度，m； 三、能量损失的计算公式 由于截面面积为恒定，同时水流是连续的， 即：v＝常数 按力学分析可知，当一物体在静止时或作等 速运动时，作用在这物体上的力处于平衡状态 取截面I至II间的管段，设作用于截面I上的 平均压力为p1，则作用于截面I左方的总压力为： P1＝p1F P1与截面I垂直，即与管轴平行，方向与水流方向 相反 三、能量损失的计算公式 设作用于截面II上的平均压力为p2，则作 用于截面II右方的总压力为： P2＝p2F P2与管轴平行，但方向与水流方向相同 水流的体积等于FL，其重量W（Kg）为： W=rFL 力作用于液柱的重心，方向系垂直向下 三、能量损失的计算公式 当水流动时，由于水的粘滞性及管壁的粗糙 度，而有阻力产生以τ0代表水与管壁每单位接 触面上的阻力（Kg /cm2）。
接触表面等于周长与 长度的乘积以T表示阻力（Kg），则 T=τ0SL 式中S为周长 此力与管轴平行，但与流动方向相反 三、能量损失的计算公式 上述作用于水柱上所有的力均处于平衡 状态，即沿管轴方向所有的力的投影等于零 P1-P2-T-Wsinα=0 （p1-p2）F=τ0SL-rFLsinα=0 三、能量损失的计算公式 但sinα＝ ，代入上式，则得： （p1-p2）F+rF(Z1-Z2)= τ0SL 两边除以rF，则 对I、II两断面作伯诺里方程式，得： 由于两断面是等断面，故，v1=v2，则： 将公式（1）与（2）比较，并将hf代入公式（1），得： 三、能量损失的计算公式 水流截面积与湿周之比为水力半径R， 即： ，由此得 ，代入公式(3) 消防管道为圆形截面，则 圆形管的水头损失： 三、能量损失的计算公式 试验证明： 而 ，则 代入公式（4） 则得管道和水带（圆形截面）的水头损失为： 式中：λ——摩擦系数，取决于管道、水带壁的粗糙度； D——管道和水带的直径，米； 三、能量损失的计算公式 三、能量损失的计算公式 公式（5）指出，水带和管道的压力损失与管道 、水带的粗糙度、长度、直径以及水的流速有关。
与管道、水带内的水压大小无关 式中：λ——摩擦系数，取决于管道、水带壁的粗糙度； D——管道和水带的直径，米； v——平均流速，米/秒； g——重力加速度，米/秒； L——水带长度，米； ——流速水头，米水柱 2、局部能量损失的计算公式 局部能量损失的计算公式在这里不做推导 ，但为计算方便，人们把局部能量损失的计算 公式也写成了流速水头倍数的形式，即 三、能量损失的计算公式 3、能量损失的计算公式 一个恒定流动的总机械能损失应等于 各流段沿程能量损失和所有局部能量损失 之河，即 三、能量损失的计算公式 （一） 水带水头损失 若在消防水带两端安上压力表，当水流过水 带时，可以观测到进口处压力表上指示的压力大 ，末端压力表上指示的压力小，可见水流过水带 有水头损失（压力损失）实验说明，水带的压 力损失大小与水带的内壁光滑程度、长度、直径 以及流量有密切关系 水带压力损失可按公式 （8）计算 水带内的流速为 四、水带系统水头损失计算 式中：v——水在水带内的流速，米/秒； Q——水在水带内的流量，米3/秒； ω——水带截面积，米2 将上式v和ω代入公式 得 四、水带系统水头损失计算 四、水带系统水头损失计算 从公式（9）中可以看出，水带的压 力损失与水带的粗度、水带长度成正比 例，与流量平方成正比例，水带直径的5 次方成正比例。
设 ，则公式（9）成为 以α代替 ，则 若αL =S，则水带水头损失公式为 四、水带系统水头损失计算 水头损失 —— 水流流过水带的能量变化 1、单条水带水头损失的计算公式 ① 水平铺设 Pdx = Pd + Px Pdx —— 每条水平铺设的水带的水头损失，104Pa 四、水带系统水头损失计算 1、Pdx = Pd + Px Pd = SQ2 S是水带的阻抗系数 Q是水带内的流量，单位 L/s Px 是水平铺设水带的修正系数 中压时取 0.5×104 Pa 常压时取 0 四、水带系统水头损失计算 直径 类型 50658090 胶里水带 0.150.0350.0150.008 麻质水带 0.300.0860.030.016 四、水带系统水头损失计算 例：D65mm胶里水带，流量6.5L/s， 水带阻抗系数0.035，计算其水头损 失？ 解：Pdx=Pd+Px =0.035×6.52+0=1.48(104pa) 四、水带系统水头损失计算 垂直铺设低压水带，每条水带的，可按下式 计算 ② 垂直铺设 Pdy = Pd + Py 式中：Pdy是每条水带的压力损失104pa ； Py 是垂直铺设水带修正系数。
仅适于中低 压消防车，一般取值为1×104pa 四、水带系统水头损失计算 例：沿窗口垂直铺设D65mm胶里水带，铺设水带 系数0.8，流量6.5L/s，水带阻抗系数0.035，计 算其水头损失 解： Pdy= Pd+Py = 0.0035×6.52+0 =1.48(104pa) 四、水带系统水头损失计算 水带 系统 的水 头损 失 串联 系统 并联 系统 ①水平铺设 ②垂直铺设 ①水平铺设 ②垂直铺设 压力损失叠加法 阻力系数叠加法 混联 系统 四、水带系统水头损失计算 2、水带串联系统水头损失的计算方法 PD = Pdx1 + Pdx2 + ……+Pdxn ① 水平铺设的串联系统 PD = i=1 n Pdxi 四、水带系统水头损失计算 PD = i=1 n Pdxi = Pdx1 + Pdx2 + ……+Pdxn = ( ) Q2 + i=1 n K i i=1 n Px 四、水带系统水头损失计算 PD = i=1 n Pdxi = ( ) Q2 + i=1 n K i i=1 n Px = nkQ2 +npx 阻力系数叠加法 压力损失叠加法 =npdx = k总Q2 +npx 四、水带系统水头损失计算 ① 水平铺设的串联系统 PD = i=1 n Pdxi = ( ) Q2 + i=1 n K i i=1 n PxPD 四、水带系统水头损失计算 水平铺设 1盘 D65胶里水带，1 盘D80胶里水带， 水带过水流量6.5 L/s，计算其水头损失。
D65 胶里D80胶里 PD = i=1 2 Pdxi = K1Q2+Px+K2Q2+Px = 0.035×6.52+0+0.015×6.52+0 = 2.11 (104Pa) （K1+K2）Q2 ② 垂直铺设的串联系统 PD = i=1 n Pdyi 四、水带系统水头损失计算 PD = i=1 n Pdyi =K1Q2+Py+K2Q2+Py+…… +KnQ2+Py =( )Q2+nPy i=1 n K i 四、水带系统水头损失计算 沿窗口垂直串联铺设1盘 D65 胶里水带，1盘D65 麻质水带，过水流量 6.5L/s，计算其水头损失 D65 胶里 D65 麻质 PD = i=1 2 Pdyi =K1Q2+Py+K2Q2+Py =0.035×6.52+0+0.086×6. 52+0 = 5.11 (104Pa) 3、水带并联系统水头损失的计算方法 ① 水平并联铺设 四、水带系统水头损失计算 3、水带并联系统水头损失的计算方法 ① 水平并联铺设 ⑴ 各支线铺设情况完全相同 各支线铺设的是同型、同材质、等长的水带 ql支 = Q / n 此时，整个并联系统的水头损失等于任意 一条支线的水头损失。
⑴ 各支线铺设情况完全相同 此时，整个并联系统的水头损失等于任意 一条支线的水头损失 K支1 = K支2 = K支3 PD= PD支1= PD支2= PD支3 ql支 = Q / n 四、水带系统水头损失计算 消防车两侧水泵出口各水平铺设 1 条 3×D65 胶里水 带支线，合并后接 QJ32 移动式带架水枪，水枪工作 压力 55×104 Pa，流量 26L/s，计算并联系统的水头 损失 3×D65 胶里 3×D65 胶里 PD= PD支1= PD支2K支1 = K支2 = K支1ql支2+Px1 3×D65 胶里 3×D65 胶里 PD= PD支1= PD支2K支1 = K支2 ql支 = Q / n = 26 / 2 = 13 (L/s) PD= PD支1 = 17.745 (104Pa) 四、水带系统水头损失计算 ⑵ 各支线铺设情况不完全相同 把各支路组成的整个并联系统看作一个整体来计算 PD = KDQ2+ i=1 n Pxi KD是整个并联系统 总的阻抗系数 PD = KDQ2+ i=1 n Pxi KD是整个并联系统 总的。