Пропускная способность пожарных рукавов

Невозможно представить себе пожарного, тушащего пожар, без пожарного рукава. Это трубопровод или попросту шланг, который доставляет воду или другое средство для тушения огня да очага возгорания. Первый пожарный рукав был придуман в Голландии одним брандмейстером в 1672 году. Современные трубопроводы для ликвидации возгораний уже совсем иные. Но главная характеристика по-прежнему — пропускная способность рукавов.

Важные технические параметры рукавов для пожаротушения

Сегодня применяют три вида пожарных рукавов:

• напорные;
• всасывающие;
• напорно-всасывающие.

Напорные

Являются самыми используемыми и распространенными. Ими оборудованы все ПА, по ним транспортируют воду под давлением от двух до восьми атмосфер. Они имеют стандартный размер — 20 метров. Напорное оборудование с диаметром 51 мм имеет пропускную способность 11 литров в секунду, d 66 мм пропускает уже 17 л/с, d 77 мм пропускает 23,5 л/с, размер диаметра в 89 мм – 40 л/с и 150 миллиметров дает каждую секунду по сто литров. Давление рабочее у ПР с первыми тремя диаметрами — 16 атмосфер, у самого широкого — 12 атмосфер и у рукава с сечением 89 мм — 14 атмосфер.

Основа рукава сделана из армирующего каркаса из ткани, покрытым гидроизоляционной оболочкой и внешней пропиткой. Рукав обязательно дополнен манжетами и полугайками, которые соединяют оборудование. Новый рукав, который ставится на баланс, должен пройти тестирование. Его испытывают на давление, установив рабочие показатели, в течение трех минут. Шланги, которые уже были в использовании, проходят технические испытания один раз в шесть месяцев и обязательно тестируются после ремонта, если таковой был. Затем их сушат и скатывают. Также на имущество наносят информацию: номер ПЧ и номер самого ПР, имеются пометки о диаметре, его рабочем давлении, информация о заводе-изготовителе.

Всасывающие

Применяют для забора воды из водоемов. Стандартная длина всасывающего ПР составляет 4 метра, а d 12.5 см. Они работают как с водой, так и со специальными растворами кислот и щелочей для тушения огня. Этот шланг имеет более сложную структуру. Он состоит из внутренней камеры из резины, затем оплетка из текстиля, затем оплетка из стальной проволоки, еще один резиновый слой, поверх него второй слой из волокон ткани и верхний защитный слой из текстиля для ПР класса В (вода) и резиновый слой, защищающий оборудование класса КЩ (кислотные или щелочные растворы). Фитинги и манжеты в комплекте.

Эти рукава также ждут эксплуатационные тесты при постановке на учет и при техобслуживании. Их испытывают в течение 10 минут на давление и три минуты на растяжение. При визуальном осмотре обращают внимание на вздутия, различные неровности, уплотнения, пузыри и отслаивания. Это считается дефектами.

Напорно-всасывающие

Применяют для подачи воды из ПГ. Стандартный размер – 4 метра, d – от 50 до 200 мм. Эти рукава по своему устройству такие же, как всасывающие и имеют сэндвич из тех же слоев: камера из резины внутренняя, текстиль, оплетка из стальной проволоки, еще один слой из резины, текстиль и завершающий прорезиненный слой для ПР класса КЩ и текстильный верхний слой для классификации В. Напорно-всасывающие рукава проходят обязательные испытания при покупке и после ТО на давление и разрыв. При обнаружении дефектов (вздутий, пузырей, трещин) подлежат замене.

Показатель рабочего давления — важная характеристика пожарного оборудования. При тестировании ПР их проверяют на разрыв и рабочее давление. Разрывное давление обычно в два раза выше, чем рабочее. Для напорных ПР рабочая зона давления колеблется в пределах 1.6 МПа, для всасывающего оборудования — 3 МПа.

При рабочем состоянии напор жидкости изменяет внутренний диаметр пожарного шланга. Под сильным напором жидкости внутренний слой деформируется и оказывает сопротивление водяному напору. Коэффициент сопротивления можно проследить по таблице. Потери напора вычисляют по формуле: h=n*Sp*Q², где n – кол-во рукавов в линии, Sp- коэффициент сопротивления ПР, Q – расход жидкости, л/с

Как видно из таблицы, пропускная способность и объем возрастает с увеличением диаметра, а сопротивление уменьшается. В толстом ПР ниже скорость и давление жидкости, и, соответственно трение. Но для заполнения толстого шланга нужно много воды.

Зачастую источник водоснабжения находится на удаленном расстоянии от возгорания, либо подъезд к очагу пожара невозможен. Тогда используют перекачку воды прорезиненным рукавам по схеме из насоса в насос, через АЦ пожарного автомобиля или через промежуточную емкость. Пожарные могут использовать комбинацию трех методов.

Тактико-техническая характеристика и основные особенности эксплуатации регламентируются государственными стандартами. К дополнительным характеристикам ПР относят возможность использования в определенном климате. ПР маркируются аббревиатурой:

• У1 (для умеренного климата);
• УХЛ 1 (для холодного и умеренного климата);
• ТУ 1 (для тропического и умеренного).

температуры при эксплуатации:

• ТУ 1 от минус 30 градусов до плюс 40;
• У1 от минус 45 до +40;
• УХЛ 1 от минус 60 до плюс 40.

Рукава должны обладать прочностью, сопротивляемостью к высоким температурам, агрессивным средам, к истиранию.

Пропускная способность рукавов при соответствующих расчетных длинах и типах насосов

Этот показатель влияет на эффективность тушения. Он зависит от корректного, правильно подобранного соответствия характеристик насосного оборудования, стволов, длины проложенной магистральной линии и количества ответвлений. Показатели пожарных стволов и насосного оборудования известны, а показатели ПР меняться от диаметра, типа, длины линии и потерь в напоре.

На схеме показана структура соответствия этих показателей для двух моделей ПН (пожарных насосов). Под цифрами обозначены магистральные линии с ПР разного сечения и с различным количеством стволов. Кривыми обозначены рабочие зоны ПН (насосов), а горизонтальная пунктирная линия – допустимое давление для ПР, 90 м. Заштрихованный участок показывает увеличение рабочей зоны насоса. Выше пунктирной линии увеличение нерационально.

Также на графике можно увидеть схемы подачи воды. Кривая под номером 1 показывает самую популярную схему: две магистральные линии, напорные пожарные рукава с d 77 мм и двумя разветвлениями на четыре ствола Б и два ствола А.

Чтобы определить время работы линии нужно знать объем воды, который остался в линии после окончания запаса воды в емкости. Например, если от кромки огня до автоцистерны протяженность линии 350 метров, а диаметр шлангов 77 мм, то на заполнение системы водой уйдет вся жидкость, содержащаяся в емкости автомобиля ГАЗ-66, а именно 1.6 тонн воды. Поэтому и необходимо определить объем пожарного рукава.

Здесь работает геометрическая формула объема цилиндра:

Здесь L – длина ПР в мм, d – диаметр ПР в мм.

Приведем пример, вычислим объем пожарного рукава диаметром 77 мм длиной 20 м.

V = 3.14*(77:2)²*20000   = 93.08 литров

1000000

Также необходимо рассчитать напор на основном насосе в зависимости от длины рукавных линий, так как при длинных линиях потерь напора не избежать.

Потери напора при расстоянии от водоисточника до пожара

По мнению специалистов, потери напора при расстоянии в линии будут прямо пропорциональны ее длине. На каждые 100 метров будет потеря в 1 атмосферу или 10 метров водяного столба при горизонтальной прокладке. При подъеме на высоту потери составят на каждые 10 метров по 1 атмосфере. Поэтому водителю пожарного автомобиля необходимо учитывать потери напора и добавлять на насос дополнительный напор для создания рабочих показателей. Например, рабочий напор необходим 60 м вод. ст. Но длина линии 200 метров, тогда потери составят 20 м вод. ст. Водителю нужно добавить на насос дополнительные 20 метров вод. ст. или 2 атмосферы.

И еще один интересный факт: пожарные рукава применяются не только для доставки воды к источнику возгорания. Их можно использовать как направляющую линию при эвакуации людей из задымленной зоны. Подергиванием ПР дают спец. знаки ствольщику или используют для эвакуации пожарных с высоты вместо веревки.