Расчет сплошной струи.

Вертикальные струи.

Для расчета вертикальных струй пользуются эмпирическими формулами Люгера и Фримана, полученными в конце 19 века при изучении фонтанных и пожарных струй.

Пусть струя жидкости вылетает вертикально вверх из насадка с напором

и поднимается на высоту . Потерю высоты (сопротивление воздуха) обозначим ΔН, а величину компактной части струи .

Высота вертикальной сплошной струи определяется по формуле, предложенной Люгером:

Коэффициент φ может быть определен по эмпирической формуле:

где d – диаметр выходного сечения насадка (мм).

Для различных диаметров насадок имеются таблицы для определения φ.

Фриман для расчета высоты вертикальных струй при напорах от 7 до 70 м. предложил формулу:

Для практических расчетов формулы Люгера и Фримана можно считать равноценными.

Наклонные струи.

Для пожаротушения применяются сплошные струи с различными углами наклона.

Наибольшая дальность полета струи по горизонтали при угле наклона ствола 30°.

Влияние насадков на характеристику сплошных струй.

Для получения сплошных дальнобойных струй, обладающих достаточно большой ударной силой, в пожарной технике используют стволы с насадками.

В насадке происходит преобразование потенциальной энергии давления в энергию движения. Для придания струе большой скорости диаметр выходного сечения насадка должен быть меньше диаметра подводящего трубопровода. Для получения сплошных струй используют конически сходящиеся насадки. Угол конусности насадка от 8° до 15°. Коническая часть переходит в цилиндрическую, длина которой для ручных стволов составляет около одного диаметра, а для лафетных – 2/3 – 3/4 диаметра выходного сечения насадка. На конце цилиндрической части насадка делается кольцевая выточка для защиты выходной кромки от повреждений.

Коническая часть насадка позволяет снизить потери энергии при переходе пьезометрического напора в скоростной, а цилиндрическая часть служит для уменьшения образующегося сжатия сечения струи при выходе ее из насадка.

При повышении напора до 40-50 м. в цилиндрической части насадка образуется вакуум, в насадке начинается кавитация, качество струи снижается.

Входной диаметр насадка обычно принимается в пределах Д=(2,2-2,5)d

Длина насадка определяется из условий, что угол конусности ß° ~ 13°.

Линии продольного профиля насадков являются плавно изогнутыми, что обеспечивает формирование хорошей струи.

На качество струи оказывают влияние и условия подхода воды к насадку. Вода к насадку должна подводиться прямолинейными струями; наличие вращения потока вокруг своей оси снижает качество струи, т.к. возникающие центробежные силы способствуют распылу струи. Вращение потока возможно при прохождении воды в изгибах труб. В этих случаях устраивают специальные разбивающие поток на ряд отдельных струй устройства (успокоители).

Успокоитель устраивают таким образом, чтобы все его секции были одинаковой площади и имели такую длину, при которой бы поток сформировался и стал прямолинейным, что соответствует 10-15 диаметрам секций. Концы выпрямителей должны быть тщательно заострены, а поверхность – гладкой.