消防減壓孔板的減壓原理

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之前介紹減壓閥前后的壓力變化，現(xiàn)在介紹減壓孔板的工作原理是對(duì)液體的動(dòng)壓力（不含靜壓力）進(jìn)行減壓。目前，高層建筑由于層數(shù)較多，高層和低層所承受的靜水壓力不一樣。出水時(shí)，低層的水流動(dòng)壓力比高層的水流動(dòng)壓力大很多。撲救火災(zāi)時(shí)，低層消防水帶往往爆裂，本系列減壓板對(duì)水流的動(dòng)壓力具有減壓功能。當(dāng)流動(dòng)的水經(jīng)過減壓孔板時(shí)，由于局部的阻力損失，在減壓孔處產(chǎn)生壓力降，從而滿足消火栓的出口壓力及流量的需要。
關(guān)鍵詞：減壓孔板；減壓；水力計(jì)算；材質(zhì)規(guī)格

1.減壓孔板的減壓原理
減壓孔板利用孔板孔徑小于設(shè)置安裝管段的管徑，增大管道內(nèi)水流通過孔板的流速，增加局部阻力，從而消除一部分壓力。消防管道內(nèi)水流速度不宜大于2m/s，而經(jīng)過減壓孔板時(shí)水流速度可達(dá)10m/s以上甚至更大；減壓孔板因其易于安裝，檢修方便，制造工藝簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，從而在實(shí)際工程中得到越來越廣泛地使用。
減壓孔板、節(jié)流管一般設(shè)置在水流指示器后，而減壓閥設(shè)置在報(bào)警閥之前，減壓孔板只能減動(dòng)壓，不能減靜壓。但減壓閥既能減動(dòng)壓，也能減靜壓。

消防減壓孔板的減壓原理減壓孔板 

  減壓孔板相對(duì)于減壓閥來說，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，投資較少，管理方便。但減壓孔板只能減動(dòng)壓，不能減靜壓，且下游的壓力隨上游壓力和流量而變，不夠穩(wěn)定。另外，減壓孔板容易堵塞?？梢栽谒|(zhì)較好和供水壓力較穩(wěn)定的情況下采用。 自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范gb 50084—2001  

9.3.1   減壓孔板應(yīng)符合下列規(guī)定：      

1   應(yīng)設(shè)在直徑不小于5omm的水平直管段上，前后管段的長(zhǎng)度均不宜小于該管段直徑的5倍；       2   孔口直徑不應(yīng)小于設(shè)置管段直徑的3o％，且不應(yīng)小于20mm；      

3   應(yīng)采用不銹鋼板材制作。 

  （1）為克服噴水不均勻性所設(shè)置的減壓裝置宜采用減壓孔板，不宜采用減壓閥。由于減壓閥需要在閥前加設(shè)過濾器，因此只適合用在濕式報(bào)警閥前對(duì)噴淋系統(tǒng)進(jìn)行豎向分區(qū)的減區(qū)；  

（2）減壓孔板主要用來克服由幾何高差和噴淋立管水頭損失造成的噴淋系統(tǒng)豎向的噴水不均勻性，其位置設(shè)在各層配水管或配水干管的起點(diǎn)端，一般設(shè)在安全信號(hào)閥之后；   

（3）配水支管上不宜設(shè)置減壓孔板。因?yàn)橐?guī)范規(guī)定，減壓孔板應(yīng)設(shè)置在直徑不小于50毫米的水平管段上，若配水支管直徑大于等于50毫米，則該支管上的噴頭一般較多?？装宓脑O(shè)置應(yīng)由設(shè)計(jì)計(jì)算而定，它用于消火栓及噴淋系統(tǒng)中，目的是降低動(dòng)(不降靜壓力)壓力以符合消火栓及噴頭規(guī)定的使用壓力。根據(jù)《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50084-2001)規(guī)定：
9.3.1 減壓孔板應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)設(shè)在直徑不小于50mm的水平直管段上，前后管段的長(zhǎng)度均不宜小于該管段直徑的5倍。
2 孔口直徑不應(yīng)小于20mm

2.消防減壓孔板的減壓原理減壓孔板的規(guī)格
減壓孔板應(yīng)為無毛刺光面中心孔的黃銅板，其規(guī)格為：Φ50～Φ80毫米，δ=3毫米，Φ100～Φ150毫米，δ=6毫米，Φ200毫米及以上，δ=9毫米。管徑Φ50的孔板可以絲扣方式在管段內(nèi)安裝，其余規(guī)格的減壓孔板一般都用法蘭盤與管道連接。
《自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50084要求減壓孔板采用不銹鋼制作。
從強(qiáng)度來講，采用同一種材質(zhì)，厚度為δ=3毫米減壓孔板的強(qiáng)度比δ=2毫米減壓孔板的強(qiáng)度要好；如采用絲扣方式在管段內(nèi)安裝，從加工工藝來講，采用同一種材質(zhì)，厚度為δ=3毫米減壓孔板的邊緣螺紋比δ=2毫米減壓孔板的邊緣螺紋更容易加工。
規(guī)格為Φ50～Φ80毫米減壓孔板采用絲扣連接時(shí)， 減壓孔板的出口方向面宜加工有幾個(gè)4×Φ6的圓坑，用于旋緊時(shí)工具的作力點(diǎn)。大樣圖如圖5.2-1：

1.減壓閥   

常用的減壓閥  

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(組合式減壓閥,可調(diào)式減壓閥,自力式減壓閥按結(jié)構(gòu)形式分為薄膜式、彈簧式和活塞式三種，   

按作用形式分為：比例式和定壓式。定壓式減壓閥中有一種既減動(dòng)壓，又減靜壓，且閥前壓力可任其變化，而閥后壓力可穩(wěn)定在所需壓力的減壓穩(wěn)壓閥(Crowne Plaza F4)。  

消火栓給水系統(tǒng)當(dāng)采用減壓閥進(jìn)行給水分區(qū)時(shí)，為滿足規(guī)范中關(guān)于消火栓栓口的靜、動(dòng)壓的要求，此時(shí)宜采用既能減動(dòng)壓又能減靜壓、且還具有穩(wěn)壓作用的可調(diào)式薄膜減壓閥。  

對(duì)于較大減壓比如>5:1場(chǎng)合，為了減輕每個(gè)閥的負(fù)擔(dān)，減輕閥內(nèi)氣蝕和磨損，延長(zhǎng)使用壽命，宜采用兩個(gè)減壓閥串聯(lián)減壓；對(duì)于流量變化較大的場(chǎng)合，宜采用雙閥并聯(lián)，這樣可使每個(gè)減壓閥處于合適的流量負(fù)載狀態(tài)，避免噪音；薄膜式減壓閥宜水平安裝。對(duì)于并聯(lián)使用的減壓閥閥組，宜采用不同的口徑，并正確設(shè)定不同的閥后壓力，以使兩個(gè)閥門根據(jù)流量由小到大(由正常到高峰)先后投入使用。  

3.減壓孔板的安裝要求
減壓孔板的安裝應(yīng)符合：一、應(yīng)設(shè)置在直徑不小于50毫米的水平管段上；二、孔口直徑不應(yīng)小于設(shè)置安裝管段直徑的50%；三、孔板應(yīng)安裝在水流轉(zhuǎn)彎處下游一側(cè)的直管段上，與彎管的距離不應(yīng)小于設(shè)置管段直徑的兩倍。
4.減壓孔板計(jì)算
4.1減壓孔板局部水頭損失計(jì)算公式：

4.2計(jì)算實(shí)例
現(xiàn)以某電廠消火栓系統(tǒng)為例計(jì)算，消火栓系統(tǒng)減壓設(shè)施采用減壓孔板來減壓。
4.2.1電廠水泵的揚(yáng)程為100米水柱，消火栓管網(wǎng)水頭損失一般約為8米水柱，估計(jì)到EL.0.0消火栓口的靜壓力接近90米水柱。動(dòng)壓力以90米水柱計(jì)。
4.2.2EL.0.0消火栓口處需要減去的水壓
根據(jù) “……消火栓處的靜水壓力應(yīng)超過80m水柱時(shí)，應(yīng)采用分區(qū)給水系統(tǒng)。……消火栓處的水壓力超過50mH2O時(shí)，應(yīng)有減壓設(shè)施，但為了確保水槍有必要的有效射程，減壓后消火栓處的水壓力超過25mH2O”
故EL.0.0消火栓口處需要減去的水壓H=90米水柱-25米水柱=65米水柱。消火栓管道選用水煤氣鍍鋅焊接鋼管Φ75.5×3.75，鋼管內(nèi)徑為D=68mm，Q=5.2L/s，V===。

ξ=2.9084×10-5d4  （式1）
計(jì)算采用逐步代入法，將d代入某一數(shù)值，由（公式3）計(jì)算出一個(gè)ξ，由（式1）計(jì)算出一個(gè)ξ，當(dāng)兩者相差很小時(shí)（誤差＜0.2%），可認(rèn)為該d值符合要求。
代入d=30mm。由（公式3）計(jì)算ξ=53.34，由（式1）計(jì)算ξ=23.56，可以看出此時(shí)由（公式3）計(jì)算出的ξ比由（式1）計(jì)算出的ξ大；
代入d=34mm。由（公式3）計(jì)算ξ=29.51，由（式1）計(jì)算ξ=38.87，可以看出此時(shí)由（公式3）計(jì)算出的ξ比由（式1）計(jì)算出的ξ小；
可以確定出d值介于30mm至34mm之間。
代入d=32mm。由（公式3）計(jì)算ξ=39.45，由（式1）計(jì)算ξ=30.50；
代入d=33mm。由（公式3）計(jì)算ξ=34.08，由（式1）計(jì)算ξ=34.50，比較接近。
經(jīng)逐步代入，反復(fù)計(jì)算，后由（公式3）、（式1）計(jì)算可得：當(dāng)d=32.96mm時(shí)，由（公式3）計(jì)算得出ξ=34.27，由（式1）計(jì)算得出ξ=34.32，誤差為0.15%符合要求。
d取值應(yīng)按減壓孔板孔板直徑減1mm確定，故減壓孔板實(shí)際直徑為d=32mm。
在實(shí)際應(yīng)用中，由于高低層消火栓所承受的水壓相差很大，低層部分消火栓的出水量會(huì)大大超過規(guī)范規(guī)定的流量，以致于儲(chǔ)存于水箱中的10分鐘的消防蓄水量在4～5分鐘甚至更短的時(shí)間內(nèi)用完。一般采用的方法是在低層部分的消火栓前設(shè)置減壓孔板，以降低消火栓出口壓力，從而可以有效地限制出水量；在高層與低層管道系統(tǒng)的壓力不平衡，即使在同一層中，如果保護(hù)區(qū)過大，由于設(shè)計(jì)是按不利工作面積計(jì)算，即對(duì)系統(tǒng)中的有利工作面積內(nèi)噴頭的水壓也有剩余，需要噴頭數(shù)量太多，所以習(xí)慣是對(duì)連接有利工作面積的配水管或配水干管予以減壓。減壓的方法可以設(shè)置減壓閥、減壓孔板、節(jié)流管以及縮小有利工作面配水支管的管徑增加沿途水頭的損失等，以達(dá)到減小壓力的目的。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：200X先導(dǎo)隔膜式水用減壓閥安裝要求