第一篇第四章消防水力學(xué)基礎(chǔ)知ppt課件

1、消防水力學(xué)根底知識(shí)講授單位：四川消防總隊(duì)主 講：田繼德培訓(xùn)單位：安岳菲美斯酒店責(zé)任公司參 訓(xùn)：范仲生 羅鐘輝修 訂：范仲生.主要內(nèi)容：一、水的性質(zhì)二、水的滅火作用三、消防射流.消防水力學(xué)是研討消防給水實(shí)際中水的平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的一門科學(xué)，消防水力學(xué)的義務(wù)是運(yùn)用流膂力學(xué)的根本實(shí)際，加上火場(chǎng)滅火供水閱歷和消防水力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、閱歷、公式來(lái)處理消防給水實(shí)際中的實(shí)踐問(wèn)題。.一、水的性質(zhì).一水的根本特性水有三種形狀：固體、液體和氣體。液體和固體的主要區(qū)別是液體容易流動(dòng)，液體與氣體的主要區(qū)別是液體體積不易緊縮。水在常溫下為液體，在常壓下，水溫超越100時(shí)，蒸發(fā)成氣體，水溫下降到0時(shí)，即凝結(jié)成固體稱為冰。.1、水

2、的比熱容大水溫升高1，單位體積的水需求吸收的熱量，稱為比熱容。水的比熱容是4200J/L。水的比熱容大，因此用水滅火，冷卻效果好。2、水的汽化熱高單位體積的水由液體變成氣體需求吸收的熱量稱為汽化熱。水的汽化熱是2264kJ/L，水的汽化熱很大，將水噴到火源處，使水迅速汽化成蒸氣，具有良好的冷卻降溫作用。3、水結(jié)冰體積增大純真的水當(dāng)溫度下降到0時(shí)，開(kāi)場(chǎng)凝結(jié)成冰。.二水的主要物理性質(zhì)1、密度和容重液體單位體積內(nèi)所具有的質(zhì)量稱為密度，水在4時(shí)，其密度是1000kg/m3。液體單位體積內(nèi)所具有的分量稱為容重，又叫重度，水在4時(shí)，其重度是9807N/m3。.2、粘滯性粘滯性在液體靜止或平衡時(shí)是不顯示作用

3、的。由于水在管道或水帶內(nèi)流動(dòng)要抑制粘滯力，因此，會(huì)產(chǎn)生水頭損失。3、緊縮性水的體積隨壓力添加而減小的性質(zhì)稱為水的緊縮性。通常情況下，把水看成是不可緊縮的液體。4、膨脹性水的體積隨水溫升高而增大的性質(zhì)稱為水的膨脹性。在消防設(shè)計(jì)和火場(chǎng)供水中水的膨脹性可不思索。.5、溶解性溶質(zhì)在水中的分散稱為溶解。用水可以撲滅易溶于水的固體物質(zhì)火災(zāi)；用水可以撲救比水重且不溶于水的可燃液體，如CS2火災(zāi)；用水可以稀釋溶于水的可燃液體，使火災(zāi)得到控制或撲滅。6、導(dǎo)電性在火場(chǎng)上，射水滅火時(shí)，應(yīng)留意防止觸電，噴霧水槍可以用來(lái)?yè)渚雀邏弘姎饣馂?zāi)，但要有一定的平安間隔。.7、水壓與水錘作用水壓是指水對(duì)容器壁和底部的壓力，單位N。

4、壓強(qiáng)是指單位面積上所遭到的壓力作用，單位N/m2或pa。消防習(xí)慣上講的壓力不是對(duì)容器的壓力,而是壓強(qiáng)。壓強(qiáng)單位：工程單位制，大氣壓at，千克/厘米2(kg/cm2),毫米汞柱(mmHg)，米水柱 mH2O；國(guó)際單位制，兆帕Mpa，帕pa，牛頓/米2 (N/m2),巴(bar)。1規(guī)范大氣壓=760mmHg=10.33 mH2O1工程大氣壓=736mmHg=1kg/cm2=10mH2o =0.1 Mpa=105 pa消防上常用工程大氣壓。. 水錘作用是指有壓力的水在消防管道、水帶內(nèi)流動(dòng)時(shí)，由于消防閥門、消火栓和水槍的迅速封鎖或車輛碾壓水帶等作用，使管道、水帶內(nèi)水流瞬時(shí)改動(dòng)流速，呵斥水壓急速升高的

5、景象。由于水錘作用可以使管道、水帶內(nèi)的壓力增大到正常壓力的幾倍、幾十倍甚至上百倍，極易導(dǎo)致管道水帶破裂，呵斥供水中斷。水錘按閥門和水槍封鎖時(shí)間長(zhǎng)短分為完全水錘和不完全水錘兩種。當(dāng)封鎖時(shí)間t2L/a時(shí),稱為完全水錘或直接水錘,式中L管道或水帶的長(zhǎng)度,m，a沖擊波傳送速度,m/s,直徑0.2m的鑄鐵管a=1200 m/s，直徑0.2m的鑄鐵管a=1435 m/s，新水帶a=80 m/s,舊水帶a=120 m/s；當(dāng)封鎖時(shí)間t2L/a時(shí)，稱為不完全水錘或間接水錘。.由此可見(jiàn)，水錘作用與管道、流速、長(zhǎng)度有關(guān)，特別是封鎖閥門、水槍的時(shí)間影響很大。在火場(chǎng)供水中，由于水錘的作用，常引起水帶的破裂，呵斥火場(chǎng)供

6、水中斷，火勢(shì)擴(kuò)展，因此，在封鎖管道閥門、水槍、分水器、駕駛員加壓時(shí)應(yīng)緩慢進(jìn)展，以防止或減少水錘的破壞作用，同時(shí)還應(yīng)防止車輛跨壓充水的火場(chǎng)水帶供水線路。.三水的化學(xué)性質(zhì)1、水的分解2H、水的化學(xué)反響1水與活潑金屬反響a+2HO=2aQ2水與金屬粉末反響Zn +HO= Zn3水與金屬氫化物反響NaH+ HO=aQ4水與金屬硅化物反響Mg2Si+4 HO=2Mg()2Si4.5水與金屬碳化物反響CaC2+2HO=Ca()2C2Q6水與硼氫類物質(zhì)反響B(tài)H6+6HO=2HBO3+6Q7水與金屬磷化物反響Ca3P2+6H2O=3Ca(OH) 2+2PH3Q由此可見(jiàn)，水與某些化學(xué)物質(zhì)接觸，有能夠發(fā)生自燃，釋

7、放出易可燃?xì)怏w和大量熱量以及有毒氣體，從而引起熄滅或爆炸。因此，凡與水接觸能引起化學(xué)反響的物質(zhì)嚴(yán)禁用水撲救。可用干沙、7150滅火劑撲救。.二、水的滅火作用 .1、冷卻作用2、窒息作用在普通情況下，空氣中含有35%體積的水蒸汽時(shí)，熄滅就會(huì)停頓。3、稀釋作用4、分別作用，又稱為水力沖擊作用5、乳化作用水的主要滅火作用是冷卻作用。.三、消防射流.一消防射流類型消防射流是指滅火時(shí)由消防射水器具放射出來(lái)的高速水流。常見(jiàn)的射流類型有密集射流和分散射流兩種類型。.1、密集射流高壓水流經(jīng)過(guò)直流水槍噴出，構(gòu)成結(jié)實(shí)的，水滴粒徑大于1000um的射流稱為密集射流。密集射流耗水量大，射程遠(yuǎn)，沖擊力大，機(jī)械破壞力強(qiáng)。

8、建構(gòu)筑物室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)中配備的直流水槍和消防車上運(yùn)用的直流水槍，都是以密集射流撲救火災(zāi)。.2、分散射流高壓水流經(jīng)過(guò)離心作用、機(jī)械撞擊或機(jī)械強(qiáng)化作用使水流分散成點(diǎn)滴形狀分開(kāi)消防射水器具，構(gòu)成分散狀或幕狀射流稱為分散射流。分散射流根據(jù)其水滴粒徑大小又分為噴霧射流和開(kāi)花射流兩種類型。.1噴霧射流。水滴粒徑平均小于100um的分散射流，稱為噴霧射流。噴霧射流由噴霧水槍產(chǎn)生。噴霧射流的特點(diǎn)是控制面積大，用水量省，熄滅區(qū)蒸汽濃度大，吸收大量汽化熱，隔絕空氣，降低空氣中含氧量，有良好的冷卻和窒息作用，同時(shí)，水漬損失小，除煙效果好。2開(kāi)花射流。分散射流時(shí)，水滴平均粒徑在100um1000um之間，用來(lái)降低

9、熱輻射的傘形水射流，稱為開(kāi)花射流。開(kāi)花射流由開(kāi)花水槍或多用水槍產(chǎn)生。.二消防射水器具消防射水器具是把水按需求的外形有效地放射到熄滅物上的滅火器具，包括消防水槍和消防水炮。 .水槍Q.脈沖水槍多用水槍噴霧水槍直流水槍.1、水槍的分類1按射水水流形狀分為：直流水槍水滴粒徑d1000um；開(kāi)花水槍水滴粒徑d在100um1000um之間；噴霧水槍水滴粒徑d 100um。2按操作方式分為：手持式水槍水槍噴嘴口徑19mm；帶架式水槍水槍噴嘴口徑19mm。3按水槍功能分為：常規(guī)水槍；多用水槍多用水槍既可放射直流，又可放射霧狀射流，有的還可放射水幕，對(duì)火場(chǎng)需求順應(yīng)性強(qiáng)。4按壓力分為：低壓水槍任務(wù)壓力在0.21

10、.6Mpa之間；中壓水槍任務(wù)壓力在1.62.5Mpa之間；高壓水槍任務(wù)壓力在2.54.0Mpa之間；超高壓水槍任務(wù)壓力4.0Mpa。.2、直流水槍1直流水槍的分類。直流水槍是一種放射密集充實(shí)水流的水槍，在滅火中，主要運(yùn)用直流水槍，具有射程遠(yuǎn)、水量大，沖擊力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。直流水槍又可分為普通直流水槍和開(kāi)關(guān)式直流水槍兩種。常用的直流水槍噴嘴口徑有13mm、16mm、19mm三種。.2直流水槍的運(yùn)用。直流水槍的反作用力是指水槍射水時(shí)的后座力，水槍射流的反作用力，與射流方向相反，力的大小與射流噴出的作用力相等，射流的能量越大，產(chǎn)生的反作用力越大。因此，如變卦射流方向時(shí)應(yīng)緩慢操作；運(yùn)用開(kāi)關(guān)式直流水槍時(shí)，開(kāi)關(guān)

11、動(dòng)作應(yīng)緩慢進(jìn)展，以免產(chǎn)生水擊景象，呵斥水帶爆破或影響消防員平安。.3水槍充實(shí)水柱火場(chǎng)上水槍的充實(shí)水柱又叫水槍的有效射程，是針對(duì)直流水槍的密集射流而言的。充實(shí)水柱是這樣定義的：手持式直流水槍，由水槍噴嘴起至射流90%的水柱水量穿過(guò)直徑為38cm圓孔處的一段射流長(zhǎng)度稱為充實(shí)水柱。帶架式直流水槍，由水槍噴嘴起至射流90%的水柱水量穿過(guò)直徑為125cm圓孔處的一段射流長(zhǎng)度稱為充實(shí)水柱。通常情況下，水槍充實(shí)水柱是針對(duì)手持式直流水槍而言的，用SK表示。.撲滅不同建筑物火災(zāi)對(duì)水槍充實(shí)水柱的要求不同：對(duì)于建筑高度不超越100m的高層民用建筑，SK不應(yīng)小于10m；高層工業(yè)建筑和建筑高度超越100m的高層民用建筑

12、，SK不應(yīng)小于13m；甲乙類廠房、層數(shù)超越6層的公共建筑和層數(shù)超越4層的廠房倉(cāng)庫(kù)，SK不應(yīng)小于10m；高架倉(cāng)庫(kù)和體積大于25000m3的商店、體育館、會(huì)堂、展覽建筑，車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)建筑等，SK不應(yīng)小于13m；普通性的低層建筑，SK不應(yīng)小于7m；地下工程SK不應(yīng)小于10m；停車庫(kù)、修車庫(kù)，SK不應(yīng)小于10m；撲滅室外火災(zāi)，SK應(yīng)為1015m；撲滅易可燃液體油罐火災(zāi)，石油化工火災(zāi)，SK不應(yīng)小于17m。在火場(chǎng)上，最常用的SK為1015m之間。.4水槍的水力性能 水槍的水力性能是指水槍噴嘴壓力hq與射水量Q、有效射程SK之間的關(guān)系。 火場(chǎng)上常采用19mm直流水槍，幾種常用的有效射程與水槍噴嘴壓力、射

13、水量的技術(shù)數(shù)據(jù)是：SK(m)hq(104Pa)Q(L/s)1013.54.61320.55.715276.51735.57.5.5水槍的控火才干 水槍的控制面積 水槍的控制面積按下式計(jì)算： A =Q/q式中：A每支水槍的控制面積，m2； Q每支水槍的流量，L/s； q滅火用水供應(yīng)強(qiáng)度，L/sm2 ， q普通取0.120.2 L/sm2。.例，當(dāng)火場(chǎng)有效射程為15m時(shí)，問(wèn)一支19mm直流水槍的控火面積是多少m2？解：19mm直流水槍， SK=15m， Q=6.5 L/s當(dāng)q=0.12 L/s. m2時(shí)， A=Q/q=6.5/0.12=54 m2當(dāng)q=0.2 L/s. m2時(shí)， A=Q/q=6.5

14、/0.2=32.5 m2為便于運(yùn)用，當(dāng)建筑物內(nèi)可燃物數(shù)量較少火災(zāi)荷載密度 G50 Kg /m2時(shí)，一支19mm直流水槍控制面積可按50 m2估算；當(dāng)建筑物內(nèi)可燃物數(shù)量較多火災(zāi)荷載密度G50Kg/m2時(shí)，一支19mm直流水槍控制面積可按30 m2估算。因此，一支19mm直流水槍的控火面積按3050 m2估算。. 水槍的控制周長(zhǎng)水槍的控制周長(zhǎng)按下式計(jì)算： L =Q/q式中：L每支水槍的控制周長(zhǎng)，m； Q每支水槍的流量，L/s； q滅火用水供應(yīng)強(qiáng)度，L/s. m，q普通取0.40.8 L/s. m。經(jīng)過(guò)計(jì)算，一支19mm直流水槍的控火周長(zhǎng)為816m，普通按1015m估算。根據(jù)火場(chǎng)熄滅面積或熄滅周長(zhǎng)和

15、水槍的控制面積或控制周長(zhǎng)，可以確定水槍數(shù)量，進(jìn)而確定消防車數(shù)量。.3、噴霧水槍噴霧水槍是一種放射霧狀射流的消防水槍。噴霧水槍的特點(diǎn)是：比密集充實(shí)射流有更好的冷卻和窒息效果，對(duì)可燃液體及氣體有吹滅和乳化作用，有良好的隔絕熱輻射效果和電絕緣性能，有劇烈的驅(qū)散煙氣才干。該水槍適用于撲救建筑物室內(nèi)火災(zāi)，帶電設(shè)備火災(zāi)，可燃粉塵火災(zāi)及部分可燃液體和氣體火災(zāi)等，還可稀釋濃煙及可燃?xì)怏w和氧氣的濃度。1噴霧水槍的分類噴霧水槍分為離心式噴霧水槍、機(jī)械撞擊式噴霧水槍和簧片式噴霧水槍三種。.2噴霧水槍的運(yùn)用a.合理確定噴霧角度。撲救普通火災(zāi)時(shí)，可取3050，添加射程。撲救強(qiáng)酸、堿等化工原料及粉狀可燃物時(shí)，應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)展噴

16、霧角，減少?zèng)_擊力，防止飛濺事故的發(fā)生。b.撲救液體流淌火災(zāi)時(shí)，應(yīng)有一定的俯射角，并以先近后遠(yuǎn)的順序向前推進(jìn)。c.撲救大面積可燃液體火災(zāi)初期，為防止水流夾帶大量氣流進(jìn)入引起擾動(dòng)，引起熱輻射強(qiáng)度添加，應(yīng)留意消防員的隔熱防護(hù)。.4、開(kāi)花直流水槍開(kāi)花直流水槍是一種放射直流水流和開(kāi)花水流的水槍。由于開(kāi)花直流水槍可以單獨(dú)或同時(shí)放射密集充實(shí)射流和傘形開(kāi)花射流，常在火場(chǎng)中以傘形開(kāi)花射流隔離熱輻射，掩護(hù)消防員進(jìn)入火場(chǎng)接近火源，以密集射流撲救普通固體物質(zhì)火災(zāi)或冷卻維護(hù)其他物質(zhì)。.5、多用水槍多用水槍既可放射密集射流，又可放射霧狀射流，有的還可放射水幕，而且?guī)追N射流可以互換，組合運(yùn)用，機(jī)動(dòng)性能強(qiáng)，對(duì)火場(chǎng)需求順應(yīng)性好

17、。多用水槍最好不要用于撲救帶電設(shè)備火災(zāi)，以免誤操作呵斥損傷。6、脈沖水槍脈沖水槍是一種新型水槍，它主要由脈沖水槍、高壓氣瓶、貯水罐等部件組成，有效射程10m。其水漬損失小、用水量省、滅火效率高，可以放射超細(xì)水霧，主要撲救初起、小面積的A、B、C類火災(zāi)、交通工具火災(zāi)和電氣設(shè)備火災(zāi)。.7、水炮SP、泡沫炮PP水 炮泡沫炮. 習(xí)慣上將流量16L/s的射水設(shè)備定義為消防水炮。 消防水炮普通安裝在消防車、消防艇上或油罐區(qū)、港口碼頭、大空間等場(chǎng)所。當(dāng)發(fā)生大規(guī)模、大面積火災(zāi)時(shí)，由于劇烈的熱輻射和濃煙使消防員難以接近火源實(shí)施射水活動(dòng)，或遇大風(fēng)消防水槍射流會(huì)被沖散，在這些情況下，需求采用流量大、有效射程遠(yuǎn)的消防

18、水炮進(jìn)展滅火。.1消防水炮的構(gòu)造消防水炮由支配手柄、臺(tái)座、回轉(zhuǎn)鎖定柄、雙分水管、射水口集水彎管、可調(diào)理噴頭、雙手柄、壓力表等組成。2消防水炮的分類消防水炮按安裝方式分為固定式、車載式和挪動(dòng)式水炮三種類型；按控制方式可分為手動(dòng)消防水炮、電控消防水炮和液控消防水炮三種類型。.3消防水炮的性能參數(shù)PSD40型挪動(dòng)式水炮任務(wù)壓力8x105pa，壓力范圍510 x105pa，流量040L/s，直流射程60m，霧化角0110 ，程度回轉(zhuǎn)角360 ，最大仰角75 。SP32型水炮系利用支配桿控制俯仰和程度旋轉(zhuǎn)，它既可裝載于消防車上，也可固定于滅火系統(tǒng)上。額定任務(wù)壓力1.2Mpa，出水口徑有22、28、35m

19、m,流量分別為22、28、35L/s，射程50，仰角7，俯角20 ，程度旋轉(zhuǎn)360 。.消防水力學(xué)根底知識(shí)練習(xí)題.一、判別題1、水有三種形狀：固體、液體和氣體。液體和固體的主要區(qū)別是液體容易流動(dòng)，液體與氣體的主要區(qū)別是液體體積不易緊縮。2、水溫升高1，單位體積的水需求的熱量，稱為比熱容。需求吸收的熱量3、水的比熱容比其他液體的比熱容都要小。大4、單位體積的水由液體變成氣體需求吸收的熱量稱為汽化熱。5、純真的水當(dāng)溫度下降到4時(shí)，開(kāi)場(chǎng)凝結(jié)成冰。0.6、液體單位體積內(nèi)所具有的分量稱為密度。質(zhì)量7、液體單位體積內(nèi)所具有的質(zhì)量稱為容重。分量8、水結(jié)成冰，由液體形狀變成固體形狀，水分子間的間隔減小，因此體積隨之減小。間隔增大，體積增大9、處于流動(dòng)形狀的水不易結(jié)冰，因此，為不使水帶內(nèi)的水凍結(jié)成冰，在冬季火場(chǎng)上，當(dāng)消防隊(duì)員需求轉(zhuǎn)移陣地時(shí)不要封鎖水槍。10、粘滯性在液體靜止時(shí)是不顯示作用的。11、粘滯性是水在管道或水帶內(nèi)流動(dòng)產(chǎn)生水頭損失的內(nèi)因。12、水的體積隨壓力減小而添加的性質(zhì)稱為水的緊縮性。壓力添加而減小.13、通常把水看成是不可緊縮的液