في تصميم وتشغيل أنظمة مضخات الحريق، غالبًا ما تظهر معلمتان مهمتان -رئيس الاغلاقوالرأس المقدر. كلاهما ضروري لفهم أداء مضخة الحريق، ومع ذلك فإنهما يخدمان أغراضًا مختلفة تمامًا. يمكن أن يؤدي الخلط بين أحدهما والآخر إلى اختيار غير مناسب للمضخة، أو أداء غير فعال، أو حتى الفشل في تلبية معايير NFPA 20 وUL.
تشرح هذه المقالة بالتفصيل معنى رأس الإغلاق والرأس المقدر، وكيف يتم تحديدهما، ولماذا يعد فهم الفرق بينهما أمرًا حيويًا لكل متخصص في الحماية من الحرائق.
قبل الغوص في الإغلاق والرأس المقنن، من المهم أولاً أن نفهم ما يعنيه "الرأس" في مصطلحات المضخة.
بعبارات بسيطة،رأسيمثل الطاقة التي تنقلها المضخة إلى الماء، ويتم قياسها عادةمتر (م)أوقدم (قدم). إنه الارتفاع الرأسي الذي يمكن للمضخة أن ترفع الماء، ويرتبط به مباشرةضغط(1 متر من الرأس ≈ 0.098 بار، أو 1 قدم ≈ 0.433 رطل لكل بوصة مربعة).
في أنظمة الحماية من الحرائق، يحدد الرأس مقدار الضغط الذي يمكن أن تولده المضخة لتوصيل تدفق المياه المطلوب في جميع أنحاء النظام - من جانب الشفط إلى أبعد رشاش أو مخرج صنبور.
الرأس المقدر(يُسمى أحيانًا "رئيس الواجب") هوالضغط الذي توفره المضخة عند التدفق المقدر لها. إنها نقطة الأداء التي تم تصميم المضخة رسميًا واعتمادها للعمل.
بالنسبة لمضخة الحريق المتوافقة مع قائمة UL أو NFPA 20، فهذه هي النقطة المستخدمة لتحديد نموذجها ولوحة الاسم ومنحنى الأداء. على سبيل المثال، مضخة تصنيفها في1000 جالون في الدقيقة @ 100 رطل لكل بوصة مربعةيعني أنه عند تدفق 1000 جالون في الدقيقة، ستنتج المضخة 100 رطل لكل بوصة مربعة من ضغط التفريغ بالسرعة المقدرة.
إنهنقطة التصميم الأساسيةللمضخة.
يحدد أداء لوحة المضخة (على سبيل المثال، 750 جالونًا في الدقيقة عند 120 رطل لكل بوصة مربعة).
تستخدم لاختبار الشهادات والقبولوفقًا لمعايير NFPA 20 وUL/FM.
يمثل الرأس المقدرمنطقة عمل فعالةمن المضخة.
أثناء التشغيل، هذا هو الضغط الذي يجب أن توفره مضخة الحريق أثناء حدث الحريق الفعلي عندما يطلب النظام سعة التدفق الكاملة.
رئيس الاغلاقهوالحد الأقصى للرأس (الضغط)يمكن أن تولد المضخةعندما يكون التدفق صفرًا— مما يعني أن صمام التفريغ مغلق.
في هذه الحالة، لا تزال المكره تدور، مما يخلق ضغطًا، ولكن لا يتم تفريغ الماء. وهذا يمثلالحد الأعلىمن قدرة الضغط للمضخة.
يحدث عندتدفق صفر(لا يوجد تفريغ).
يمثلأقصى ضغطيمكن أن تتطور المضخة.
تستخدم لتعريفنطاق التشغيل الآمنولمنع أضرار الضغط الزائد.
عادة120% إلى 140% من الرأس المقدرحسب تصميم المضخة.
على سبيل المثال، قد يكون لمضخة مصنفة عند 100 رطل لكل بوصة مربعة رأس إغلاق بينهما120 رطل لكل بوصة مربعة و140 رطل لكل بوصة مربعة.
كل من رأس الإغلاق والرأس المقنن عبارة عن نقاط على أمنحنى أداء مضخة الحريق، الذي يرسم الرأس (الضغط) مقابل التدفق.
وإليك كيفية ارتباطهم:
رئيس الاغلاقيقع في أقصى يسار المنحنى (تدفق صفر).
الرأس المقدرعند نقطة التدفق الاسمية (على سبيل المثال، 100% من السعة المقدرة).
وبين هذه النقاط يقعنطاق التشغيل— عادة من 0% إلى 150% من التدفق المقدر.
يوضح المنحنى كيف يتناقص الضغط مع زيادة التدفق. عندما تعمل المضخة عند التدفق المقدر، فإنها توفر الرأس المصمم. عندما يتوقف التدفق، يرتفع الضغط إلى رأس الإغلاق.
تساعد هذه العلاقة المهندسين على ضمان أداء المضخة بشكل موثوق في جميع ظروف الحريق، بدءًا من وضع الاستعداد الخامل وحتى التفريغ الكامل.
NFPA 20 —المعيار الخاص بتركيب المضخات الثابتة للحماية من الحرائق- ومعايير شهادة UL/FM تحدد معايير أداء صارمة لكل من الرأس المقدر ورأس الإغلاق.
وفقNFPA 20يجب أن تكون مضخة الحريق:
يسلم100% من التدفق المقدر عند الرأس المقدر.
يسلم150% من التدفق المقدر بما لا يقل عن 65% من الرأس المقنن.
لا تطوير أكثر من140% من الرأس المقدر عند الإغلاق.
أثناء اختبار القبول، يتم اختبار هذه النقاط الثلاث (0%، 100%، و150%) وتخطيطها للتحقق من أن مضخة الحريق تلبي منحنىها المعتمد.
وهذا يضمن أن المضخة يمكن أن تعمل بأمان وكفاءة، وفي حدود جميع متطلبات النظام الممكنة.
إن فهم الفرق بين الإغلاق والرأس المقنن ليس أمرًا أكاديميًا فحسب، بل له آثار عملية على تصميم نظام مكافحة الحرائق وأدائه وسلامته.
إذا كانت مضخة الحريق تعمل باستمرار بالقرب من رأس الإغلاق (على سبيل المثال، بسبب الصمامات المغلقة أو انخفاض الطلب على النظام)، فقد يؤدي الضغط الزائد إلى الضغط على الأنابيب والصمامات والتجهيزات. إن معرفة رأس الإغلاق تساعد المهندسين على تركيب صمامات تخفيف الضغط ووضع الحدود الآمنة.
يجب على المصممين اختيار المضخات ذات الرأس المقدر الذي يتوافق مع متطلبات النظام. إذا كان الرأس المقدر منخفضًا للغاية، فقد يفشل النظام في توصيل المياه إلى المنفذ البعيد. إذا كانت عالية جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة الضغط.
تستخدم معايير NFPA 20 وUL كلاً من الرأس المقدر ورأس الإغلاق للتأكد من أن المضخة تعمل ضمن النطاقات المقبولة. إن فهم هذه الشروط يضمن الامتثال أثناء الفحص وإصدار الشهادات.
إن تشغيل المضخة بالقرب من النقطة المقدرة يضمن أقصى قدر من الكفاءة ويقلل من التآكل. يمكن أن يؤدي التشغيل بالقرب من إيقاف التشغيل إلى ارتفاع درجة الحرارة وإعادة التدوير الداخلي، مما يؤدي إلى إتلاف المكره والأختام.
عندما لا توفر مضخة الحريق الضغط المتوقع، فإن معرفة كل من رأس التصنيف ورأس الإغلاق يساعد فرق الصيانة على تشخيص ما إذا كانت المشكلة بسبب قيود النظام، أو تآكل المكره، أو مشاكل في سرعة المحرك.
فكر في مضخة حريق مصنفة بـ750 جالون في الدقيقة @ 120 رطل لكل بوصة مربعة.
الرأس المقدر:120 رطل لكل بوصة مربعة عند 750 جالونًا في الدقيقة
رئيس الاغلاق:150 رطل لكل بوصة مربعة (125% من الرأس المقنن)
نقطة التدفق 150%:1125 جالونًا في الدقيقة عند 78 رطل لكل بوصة مربعة
هذا يعنى:
عندما يتطلب النظام 750 جالونًا في الدقيقة، توفر المضخة 120 رطل لكل بوصة مربعة - وهي نقطة الأداء المثالية.
إذا تم إغلاق جميع منافذ التفريغ، فإن ضغط المضخة سيرتفع إلى 150 رطل لكل بوصة مربعة - رأس الإغلاق.
إذا زاد الطلب إلى 1125 جالونًا في الدقيقة، سينخفض الضغط إلى 78 رطل لكل بوصة مربعة، ولا يزال ضمن حدود NFPA 20.
من خلال فهم هذه النقاط، يمكن للمهندسين والمشغلين تقييم أداء المضخة وضمان موثوقية النظام أثناء الاختبار والتشغيل في حالات الطوارئ.
يفترض البعض أن أعلى قراءة للضغط على المقياس تعكس التشغيل العادي. في الواقع، هذا هو رأس الإغلاق، وليس ضغط العمل. التشغيل المستمر عند هذا الضغط غير آمن ويمكن أن يؤدي إلى تلف النظام.
لا يشير ارتفاع رأس الإغلاق بالضرورة إلى جودة أفضل. إنه يوضح فقط قدرة المضخة على توليد الضغط عند التدفق الصفري. تعمل المضخة المصممة جيدًا على موازنة الكفاءة والاستقرار والامتثال لحدود NFPA.
يتم تحقيق الرأس المقدر في ظل ظروف اختبار محددة - بما في ذلك السرعة، وضغط الشفط، ودرجة حرارة الماء. الانحرافات عن هذه العوامل في الميدان يمكن أن تغير الأداء الفعلي قليلاً.
التحقق من منحنى طلب النظام- تأكد من أن الرأس المقدر يتوافق مع ارتفاع المبنى ومتطلبات ضغط الرشاش.
تأكيد امتثال رأس الإغلاق- يجب ألا يتجاوز 140% من الرأس المقنن.
تحقق من NPSH (صافي رأس الشفط الإيجابي)- لتجنب التجويف في جميع ظروف التدفق.
استخدام صمامات الإغاثةإذا تجاوز رأس الإغلاق ضغط تصميم النظام.
راجع منحنيات المضخة المعتمدةمن الشركات المصنعة المعتمدة من UL أو FM لتأكيد الأداء.
من خلال النظر في كل من الرأس المقنن ورأس الإغلاق، يضمن المصممون تشغيل المضخة بشكل آمن وفعال طوال دورة حياة نظام الحريق.
الالفرق بين رأس الإغلاق والرأس المقدريحدد كيفية أداء مضخة الحريق في ظل ظروف مختلفة - من الخمول إلى التفريغ الكامل.
الرأس المقدرهو ضغط العمل المصمم عند التدفق المقدر.
رئيس الاغلاقهو الحد الأقصى للضغط عند التدفق الصفري.
ويضمن فهم كليهما التشغيل الآمن وسلامة النظام والامتثال لمعايير NFPA 20.
بالنسبة لمهندسي الحماية من الحرائق والقائمين بالتركيب ومالكي الأنظمة، فإن التعرف على كيفية تأثير هذه المعلمات على الأداء يعد أمرًا أساسيًا للاستعداد الموثوق به لمكافحة الحرائق. عند اختيار مضخة حريق أو اختبارها، ارجع دائمًا إلى المنحنيات المعتمدة وتأكد من أن المضخة تعمل ضمن النطاق المصمم لها.
إن مضخة الحريق التي تم اختيارها واختبارها بشكل صحيح لا تلبي المتطلبات التنظيمية فحسب، بل تضمن أيضًا أنها تؤدي دورها المنقذ للحياة بشكل لا تشوبه شائبة عندما يحين الوقت.
