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利用excel表格进行自动喷水灭火系统的水力计算p


利用 Excel 表格进行自动喷水灭火系统的水力计算
提要 利用 Excel 电子表格进行自动喷水灭火系统的水力计算, 可以减少工作量, 提高 准确度。介绍了中危险 II 级一算例的计算方法。 关键词 Excel 喷头工作压力 系统计算流量 系统供水压力 在进行自动喷水灭火系统的设计工作中,系统的水力计算是最核心的工作。按照《自动喷 水灭火系统设计规范》 (GB5008

4-2001 以下简称“规范” )系统的设计流量应从作用面积内 最不利点喷头的节点流量计算开始, 然后对作用面积内喷头的流量逐个累加才能求得。 常见 [1] 的几种典型布管情况的算例 中,利用表格形式进行计算,较为简洁明了。但计算过程中若 均由手工完成则工作量较大, 同时常需要根据计算结果对最不利点工作压力和配水管管径进 行调整。这样,整个计算过程都将重新进行。本文利用 Excel 电子表格进行自动喷水灭火系 统的水力计算, 只需输入原始数据及计算公式, 即可利用 Excel 表格的自动填充功能迅捷得 出计算结果,若需进行调整也十分便捷。同时其它工程设计时也可利用本工程建立的表格, 修改部分数据即可。某些参数值如不同管径的比阻、管件的当量长度,一次输入后,以后计 算时就不用再查阅工具书。这样就可以提高设计工作的效率以及准确性。 1 原算例简介 现选取中危险 II 级一侧配水支管控制 8 只喷头算例,其布管形式见图 1,原计算表格详 2 2 见文献[1]。其基本设计参数:①喷水强度 q0=8L/(min﹒m );②计算作用面积 F=160m ;③采 用标准喷头,其流量系数 K=80;④最不利点喷头工作压力的初次取值 P=10mH2O;⑤喷头流量 1/2 按式(1)计算:q=K/60*(P/10) (1) 式中 P—喷头的工作压力,mH2O;q—喷头流 量,L/s。⑥各管段的管径系根据“规范”中表 8.0.7 确定。⑦配水管管件的阻力按当量长 2 度计算,其当量值见“规范”附录 C。⑧管道的阻力按比阻法计算,其计算公式如下:H=ALQ (2) 式中 H—管段的阻力损失,mH2O;L—管段的计算长度,m;Q—管段负荷流量,L/s; 2 2 A—管道的比阻值,S /L 。 2 利用 Excel 表格进行原算例计算 建立 Excel 表格如图 2 所示。 在 C 列节点 1-5 输入“80” ,即为喷头流量系数 K 值;在 D6 格输入“10” ,即为最不利 点喷头工作压力的初次取值;在 E6 格输入“=C6/60*POWER(D6/10,1/2),即为节点流量 ” 2 qi;在 F7 格输入“=E6+F5” ,即为管段流量 Q;在 G7 格输入“=POWER(F7,2) ”即为 Q ;在 H 列输入初次确定的各管段的管径; I7 格输入 (H7=25, 在 “IF 0.4367, (H7=32, IF 0.09386, IF(H7=40,0.04453,IF(H7=50,0.01108,IF(H7=70,0.002893,IF(H7=80,0.001168, IF(H7=100,0.0002674, IF(H7=150,0.00003395,)))),即为不同管径的比阻 A; ))))” 在 J 列 输 入 各 节 点 间 距 ; 在 K7 格 输 入 “=IF(H7=25,0.6*N7+1.5*O7,IF(H7=32,0.9*N7+1.8*O7+0.2*P7,IF(H7=40,1.2*N7+2.4*O7+ 0.3*P7+0.45*Q7,IF(H7=50,1.5*N7+3.1*O7+0.3*P7+0.45*Q7+0.6*R7,IF(H7=70,1.8*N7+3.7 *O7+0.5*P7+0.75*Q7+1*R7,IF(H7=80,2.1*N7+4.6*O7+0.6*P7+0.9*Q7+1.2*R7,IF(H7=100,3 .1*N7+6.1*O7+0.8*P7+1.2*Q7+1.6*R7,IF(H7=150,4.3*N7+9.2*O7+1.3*P7+1.95*Q7+2.6*R7 ,))))))))” ,即为该管段各管件当量长度之和;在 L7 格输入“=J7+K7” ,即为计算管长 L; 在 M7 格输入“=I7*L7*G7” ;即为管段的水头损失 H;在 N 列输入各管段 90?弯头数;在 O 列输入各管段三通或四通数;在 P 列输入各管段普通异径接头数;在 Q 列、R 列分别输入各 管段出口直径降低一级、二级的异径接头数;在 D8 格输入“=D6+M7” ,即为节点压力 Pi;对 作用面积内两管段交汇的节点,如节点 10,应对其流量进行修正。在 C24 输入“=POWER (D24/D22,1/2),即为节点 10 流量校正系数值β ;在 E24 输入“=C24*F23” ” ,即为节点

10 处转输流量值;同理,在 C26 输入“=POWER(D26/D24,1/2),在 E26 输入“=C26*E24” ” , 在 C28 输入 “=POWER (D28/D14, 1/2), E28 输入 ”在 “=C28* (E12+E14); C31 输入 ”在 “3.1”, 即为最不利处按正方形布置的喷头间距;在 E31 输入“=(E6+E8)*(1+C24)/4*60/POWER (C31,2),即为最不利点处四只喷头围合范围的平均喷水强度;在 H31 输入“=8*0.85”, ” 即为最低喷水强度;在 F32 输入“=POWER(H31/E31,2)*D6”,即为最不利点喷头工作压力调 整值。 在以上输入完成后, 即可利用 Excel 表格的自动填充功能进行计算。 如要计算节点压力, 只需用鼠标左键单击 D8 格,将鼠标指针置于该格右下角,即将鼠标指针指向填充句柄,指 针变成一个细实线的“十”字,按住鼠标左键向下拖动至需要进行数据计算的单元格即可。 需要注意的是,在作用面积外的节点,如本例节点 6,7,8,9 不应输入 K 值。C 列及 E 列 下部已输入计算公式的单元格,不应再进行自动填充。 在计算结束后, 为降低过高的供水压力和系统流量, 将最不利点喷头的工作压力进行调 整,或同时调整某些支、干管管径。操作中只需将相应单元格内容修改并回车确定,程序自 动计算出新的结果,直至符合“规范”要求为止。

图1

中危险 II 级一侧配水支管控制 8 只喷头布管形式

图 2 自动喷水灭火系统水力计算表


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