في عالم الحماية من الحرائق، كل التفاصيل مهمة - وأحد مقاييس الأداء الأكثر أهمية لمضخة الحريق هو مدى فعاليتهاصافي الضغط. إن فهم كيفية حساب الضغط الصافي بشكل صحيح يضمن أن مضخة الحريق الخاصة بك توفر تدفق المياه والضغط المطلوبين أثناء حالات الطوارئ، وتلبية كليهمامعايير NFPA 20ومتطلبات العالم الحقيقي.
تشرح هذه المقالة معنى الضغط الصافي، وكيفية حسابه خطوة بخطوة، وسبب أهميته لتقييم أداء نظام مضخة الحريق لديك والحفاظ عليه.
صافي الضغطيشير إلى الفرق بينضغط التفريغوضغط الشفطمن مضخة حريق، تقاس بالجنيه لكل بوصة مربعة (psi) أو بار.
وهو يمثلالطاقة الفعلية المضافة بواسطة المضخةإلى الماء أثناء تحركه عبر النظام. بمعنى آخر، يوضح مقدار الضغط الذي تساهم به المضخة نفسها - وليس الضغط الإجمالي عند التفريغ، والذي يتضمن ضغط الشفط الوارد من مصدر المياه.
الصيغة الأساسية هي:
الضغط الصافي = ضغط التفريغ – ضغط الشفط
على سبيل المثال:
إذا كان ضغط التفريغ 140 رطل لكل بوصة مربعة وضغط الشفط 20 رطل لكل بوصة مربعة، فعندئذٍ:
الضغط الصافي = 140 – 20 = 120 رطل لكل بوصة مربعة
وهذا يعني أن المضخة تضيف 120 رطل لكل بوصة مربعة من الطاقة إلى تدفق المياه.
الصافي الضغطيحدد ما إذا كانت مضخة الحريق يمكنها تلبية متطلبات تصميم النظام. عندما يكون الضغط الصافي منخفضًا جدًا، قد يفشل نظام الحماية من الحرائق في توصيل كمية كافية من الماء إلى الرشاشات أو الصنابير. عندما تكون عالية جدًا، قد تتعرض مكونات النظام لضغط غير ضروري أو ضرر محتمل.
تقييم الأداء:
فهو يساعد على التأكد من أن المضخة تعمل بالقدرة المقدرة لها وبما يتوافق مع NFPA 20.
التحقق من تصميم النظام:
يستخدم المصممون الضغط الصافي لضمان قدرة مضخة الحريق على التغلب على خسائر الاحتكاك ورأس الارتفاع والمقاومات الأخرى في النظام.
الاختبار والتشغيل:
أثناء القبول أو اختبار التدفق السنوي، يتحقق حساب الضغط الصافي مما إذا كانت المضخة تعمل كما هو متوقع.
استكشاف الأخطاء وإصلاحها:
قد يشير التغيير المفاجئ في الضغط الصافي إلى مشاكل في الشفط أو تآكل المكره أو انسداد الصمامات.
لحساب الضغط الصافي بدقة، من الضروري فهم قراءتي الضغط الرئيسيتين:
هذا هو ضغط الماء الذي يدخل مضخة الحريق. يعتمد ذلك على المصدر – على سبيل المثال:
من توريد بلدي (شفط إيجابي)
من خزان التخزين (رأس الشفط الثابت)
من رفع الشفط (ضغط سلبي إذا كانت المضخة فوق مصدر الماء)
هذا هو الضغط المقاس عند شفة تفريغ المضخة. وهو يمثل الضغط الإجمالي المتاح لنظام الحماية من الحرائق قبل حدوث خسائر في الأنابيب والصمامات.
يتوافق الضغط الصافي دائمًا مع معدل تدفق معين. تم تطوير منحنيات أداء مضخة الحريق بناءً على التدفق (GPM أو L/min) مقابل الضغط (psi أو bar).
دعونا نستعرض طريقة بسيطة خطوة بخطوة لحساب الضغط الصافي عمليًا.
قم بتركيب أجهزة قياس الضغط في كل منشفطوتسريحجوانب المضخة. يجب أن تكون موجودة بالقرب من حواف المضخة قدر الإمكان لتقليل أخطاء القياس.
قم بتشغيل المضخة في ظل ظروف تدفق مختلفة — 0%، 100%، 150% من التدفق المقدر — كما هو محدد بواسطةNFPA 20. لكل تدفق، قم بتسجيل ضغوط الشفط والتفريغ.
اطرح ضغط الشفط من ضغط التفريغ:
الضغط الصافي = ضغط التفريغ – ضغط الشفط
يجب أن يتطابق الضغط الصافي المحسوب في كل حالة تدفق مع منحنى الأداء المعتمد من قبل الشركة المصنعة أو يكون ضمن نطاق التسامح. قد تشير الانحرافات إلى تدهور الأداء أو التثبيت غير الصحيح.
لنفترض أن لديكمضخة حريق مدرجة في قائمة ULتم تقييمه بـ1000 جالون في الدقيقة @ 120 رطل لكل بوصة مربعة. أثناء اختبار الأداء الميداني، يتم تسجيل القراءات التالية:
| التدفق (GPM) | ضغط الشفط (رطل لكل بوصة مربعة) | ضغط التفريغ (رطل لكل بوصة مربعة) | الضغط الصافي (رطل لكل بوصة مربعة) |
|---|---|---|---|
| 0% (مخضض) | 40 | 170 | 130 |
| 100% | 35 | 155 | 120 |
| 150% | 30 | 135 | 105 |
من هذه البيانات، يمكنك أن ترى أنه عند التدفق المقدر بنسبة 100%، فإنالضغط الصافي = 155 - 35 = 120 رطل لكل بوصة مربعة، والذي يتوافق مع الضغط المقنن للمضخة. وهذا يؤكد الأداء السليم.
يمكن أن تؤثر عدة متغيرات على الضغط الصافي الفعلي الذي تمت ملاحظته أثناء الاختبار أو التشغيل. يساعد فهم هذه العوامل المهندسين والمشغلين في الحفاظ على أداء دقيق للنظام.
يمكن أن تؤثر التقلبات في ضغط مصدر المياه (البلدي أو الخزان) بشكل كبير على ضغط الشفط، وبالتالي الضغط الصافي.
إذا كانت المضخة أو مخرج التفريغ موجودًا على ارتفاع أعلى أو أقل من مصدر المياه، فإن الرأس الثابت أو الرفع سيغير قراءات ضغط الشفط.
تؤدي الأنابيب والتجهيزات والصمامات والمصافي إلى فقد الاحتكاك الذي يؤثر على ضغط الشفط والتفريغ.
مع مرور الوقت، يؤدي تآكل المكره أو تآكلها إلى تقليل قدرة المضخة على إضافة الطاقة إلى الماء، مما يقلل من الضغط الصافي.
يمكن أن يؤدي الهواء المحبوس أو التجويف في خط الشفط إلى تشويه قراءات الضغط وإتلاف المضخة، مما يؤدي إلى ضغط صافي غير دقيق أو غير مستقر.
المعيار NFPA 20 لتركيب المضخات الثابتة للحماية من الحرائقيضع معايير محددة لاختبار مضخة الحريق وقياس الأداء.
يجب أن توفر المضخة التدفق المقدر لها والضغط الصافي وفقًا للمنحنى المعتمد من قبل الشركة المصنعة.
عند 150% من التدفق المقدر، يجب ألا ينخفض الضغط الصافي عن 65% من الضغط المقدر.
يجب توثيق نتائج الاختبار ومقارنتها ببيانات الشركة المصنعة للتحقق من مطابقتها.
إن فهم هذه المتطلبات واتباعها يضمن أن نظام مضخة الحريق الخاص بك يعمل بشكل موثوق في ظل ظروف الطوارئ.
حتى المشغلين ذوي الخبرة يمكن أن يرتكبوا أخطاء عند اختبار أو حساب الضغط الصافي لمضخة الحريق. تجنب هذه المزالق الشائعة:
موقع جهاز القياس غير صحيح:
يؤدي وضع المقاييس بعيدًا عن حواف المضخة إلى حدوث أخطاء بسبب فقد الاحتكاك.
مقاييس غير معايرة:
استخدم دائمًا أجهزة قياس دقيقة ومعايرة لتجنب القراءات الخاطئة.
تجاهل رأس الارتفاع:
إذا لم يكن مقياس الشفط أو التفريغ على نفس ارتفاع الخط المركزي للمضخة، فيجب إجراء تعديلات على اختلافات الرأس الثابتة.
عدم تسجيل معدل التدفق:
إن الضغط الصافي بدون معدل التدفق المقابل لا معنى له، إذ يجب قياس كليهما معًا.
تخطي تأثيرات درجة الحرارة أو اللزوجة:
في حين أن درجة حرارة الماء لها تأثير ضئيل في أنظمة الحريق، إلا أن الظروف شديدة البرودة أو الحرارة يمكن أن تغير قراءات الضغط قليلاً.
نزف الهواءمن أجهزة قياس الضغط قبل الاختبار.
تسجيل القراءاتببطء وثبات عند كل معدل تدفق.
قارن النتائجمع بيانات الاختبار التاريخية لتحديد الاتجاهات.
فحص المصافي والصماماتللعوائق التي قد تؤثر على ضغط الشفط.
إجراء اختبارات التدفق السنويةكما هو مطلوب بواسطة NFPA 25 للتحقق من الأداء المستمر.
حسابصافي الضغطيعد جزءًا أساسيًا من اختبار مضخة الحريق وتشغيلها وصيانتها. ويكشف مدى فعالية تحويل المضخة الطاقة الميكانيكية إلى طاقة هيدروليكية - مما يضمن أداء نظام الحماية من الحرائق عند الحاجة إليه بشدة.
من خلال فهم كيفية قياس وحساب وتفسير الضغط الصافي بدقة، يمكن للمهندسين ومتخصصي السلامة من الحرائق الحفاظ على أنظمة موثوقة للحماية من الحرائق تتوافق معNFPA 20وتقديم أداء يمكن الاعتماد عليه في المواقف الحرجة.
سواء كنت تقوم بتثبيت نظام جديد أو التحقق من نظام موجود، فإن إتقان حساب الضغط الصافي أمر ضروري للحفاظ على سلامة الأرواح والممتلكات.
