Пожарная техника Дисциплина «Пожарная техника»…

Пожарная техника

Дисциплина «Пожарная техника» изучает технические средства для тушения пожаров, защиты людей и мaтeриaльныx ценностей от огня. Её основная задача — формирование знаний, навыков, умения эффективно использовать пожарную технику и пожарно-техническое оборудование при тушении пожаров.
Курс изучения дисциплины «Пожарная техника» из разделов: «Пожарные насосы», «Огнетушители», «Устройства и аппараты пенного тушения», Пожарные мотопомпы», Основные пожарные автомобили», «Специальные пожарные автомобили», Организация эксплуатации пожарной техники».
Данные на выполнение курсовой роботы представлены в таблицах исходных данных 1 и 2, принимаются согласно таблицам варианта.
Номер варианта принимается–по последним трём цифрам шифра зачётной книжки студента.
По примеру: шифр зачётной книжки № хххАВС
А — третья с права цифра шифра зачётной книжки;
B- предпоследняя цифра шифра зачётной книжки;
С — последняя цифра шифра зачётной книжки.
Третьей с права цифрой шифра зачётной книжки (А) берём одну из трёх таблиц вариантов, при условии:
— если цифра (А) отвечает интервалу от 0 до 2 (включительно) – таблица вариантов I;
— если цифра (А) отвечает интервалу от 3 до 5 (включительно) –
таблица вариантов II;
— если цифра (А) отвечает интервалу от 6 до 9 (включительно) –
таблица вариантов III.
По последним двум цифрам шифра зачётной книжки (В и С) определяются варианты исходных данных курсовой роботы по таблицам 1 и 2.
Пример:
Шифр зачётной книжки № 20162
1 — третья с права цифра шифра зачётной книжки;
6 — предпоследняя цифра шифра зачётной книжки;
2 — последняя цифра шифру зачётной книжки.
Третья с права цифра шифра зачётной книжки 1 отвечает интервалу от 0 до 2, соответственно выбираем таблицу вариантов I.
Согласно варианта 62 таблиц выбираем исходные данные по таблице 1 — марка автомобиля столбик под номером 3, а в таблице 2 значение — строка под номером 5
Построение внешней скоростной характеристики двигателя пожарного автомобиля
Мощность и экономичность двигателя при работе в разных условиях определяется по его характеристикам. Характеристика – это зависимость основных показателей двигателя(Nc, Мс, gc) от режима его роботы(n, об/мин).
Характеристики, которые определяют зависимость показателей двигателя (при неизменном положении органов регулирования) от частоты вращения, называют скоростными.
Скоростная характеристика, получена при полной подаче топлива или горючей смеси, называется внешней.
При отсутствии экспериментальной кривой внешняя скоростная характеристика двигателя может быть построена по одной точке, которая определяется величиной от максимальной мощности Nemax при соответствующей частоте вращения коленчатого вала nN, по формуле:
N_ei=N_e^max∙[a n_i/n_N +b(n_i/n_N )^2-c(n_i/n_N )^3 ],[кВт] (1.1)
〖 n〗_N- частота вращения коленчатого вала, об/мин.
N_e^max–максимальная мощность двигателя, кВт.
Значение эмпирических коэффициентов a, b, с следующее:
для карбюраторных двигателей (К) – а =b=с=1
для дизелей (Д) — а =0.53; b=1.56; с=1.09.
Для выбора поточного значения n диапазон частоты вращения коленчатого вала двигателя от минимально стойких оборотов nmin до nN необходимо поделить на участки (не меньше 5) с постоянным интервалом ∆n.
Минимальна частота вращения коленчатого вала находится в пределах (400…800) оборотов за минуту. Меньшее значение принимается для дизельных двигателей, большее для карбюраторных двигателей.
При проведении испытаний на двигателе установлен только воздушный очиститель, генератор и водяной насос. На автомобиле двигатель имеет вспомогательное (вентилятор, радиатор, глушитель) и дополнительное (компрессор, насос, гидроусилитель рулевого оборудования). Поэтому при расчётах необходимо учитывать коэффициент коррекции Кк.
Для двухосевых автомобилей Кк = 0.88, а для трёхосевых Кк=0.85.
Таким образом, по формуле (1.1) можно построить внешнюю характеристику двигателя, которая испытывается на стенде. Для получения внешней характеристики двигателя, установленного на автомобиле, необходимо учитывать Кк
N_Di=N_e K_k (1.2)
Зная N_Di при соответствующем n_i рассчитывают значение моменту М_Di
М_Di=9500 N_Di/n_i (1.3)
Результаты расчетов вносят в таблицу 3.
По табличным данным строят внешнюю скоростную характеристику двигателя N_D= f (n) и M_D = f (n).
Строение силового баланса и динамичной характеристики автомобиля
Используя результаты расчётов (табл. 3) определяют силу тяги на ведущие колеса P_(k ) для каждой передачи^
P_(ki )=(M_D∙i_k∙i_p∙i_o∙Ƞ)/r_g ,[кН] (2.1)
i_k,〖 i〗_p,i_o – соответственно передающие отношения коробки передач, распределительной коробки главной передачи;
r_g — динамический радиус колеса, м;
Ƞ — коэффициент полезного действия трансмиссии.
Коэффициент полезного действия трансмиссии является произведением коэффициентов полезного действия агрегатов. Для расчётов можно принимать следующее:
— для двухосевых автомобилей с одинарной главной передачей (4х2) — 0.9;
для автомобилей повышенной проходимости (4х4) -0.86;
для трёхосевых автомобилей (6х4) — 0.84;
для трёхосевых автомобилей повышенной проходимости (6х6) — 0.82;
Пожарные автомобили, находящиеся в движении, часть мощности двигателя тратят на преодоление сопротивления воздуха. Сила сопротивления воздуха определяется по формуле:
P_wi=(K_в∙F∙V^2)/13,[Н] (2.2)
K_в – коэффициент обтекания, [(H∙c^2)/м^4 ];
V – скорость автомобиля, м/с.;
F – лобовая площадь, м2.
Для приблизительных расчётов лобовая площадь рассчитывается по формуле
F=B∙H,м^2 (2.3)
В — ширина автомобиля, м;
Н — габаритная высота, м.
Коэффициент обтекания находится для каждой модели ПА экспериментально. Он определяется как сила сопротивления воздуха, создаваема 1м2 лобовой площади автомобиля при его скорости 1 м/с.
Для пожарных автомобилей на шасси грузовых автомобилей
K_в=(0.5…0.6),[(H∙с^2)/м^4 ]
При расчетах силы сопротивления воздуха Pw скорости движения автомобиля необходимо предварительно перейти от частоты вращения коленчатого вала до скорости движения автомобиля V, км/час.
V_i=0.377 〖nr〗_g/(i_k∙i_p∙i_o ),[км/час] (2.4)
Динамический фактор D определяется по формуле:
D_i=(P_ki-P_w)/(G_a∙g) (2.5)
Ga — масса пожарного автомобиля, кг;
g– ускорение внешнего падения, 9.81 м/с2;
Pk–тяговое усилие на колеса при каждой передаче кН;
Pw- сила сопротивления воздуха;
Результаты расчётов для каждой из передач вносятся в таблицу 4.
При движении со скоростью до 15 км/ч с силой сопротивления воздуха пренебрегают, то есть
Pw= 0.
Сила суммарных дорожных сопротивлений рассчитывается по формуле
P_Ψ=G_a∙g∙Ψ,[H] (2.6)
φ- сумарныйкоэффициент дорожных сопротивлений при максимальной скорости движения :
Ψ=ƒ∙cos⁡a+sin⁡a (2.7)
ƒ — коэффициент сопротивления раскачке ;
α -угол продольного наклона дороги;
a= arctg(i) (2.7)
Коэффициент сопротивления раскачке f зависит, в основному, от типа и состояния дорожного покрытия ,конструкции шин и давления воздуха в них . Для расчетов коэффициент f можно считать величиной постоянной , который зависит от типа и состояния дорожного покрытия (табл. 5).
Возможно несколько случаев:
1. Если линия ψ (прямая 2) пересекает динамическую характеристику в одной точке, то Vmax = V2. В зависимости от ψ пересечение возможно на любой передачи.
2. Если линия ψ (прямые 3 или 5) не пересекает динамическую характеристику, то происходит равномерное движение ПА. Максимальная скорость будет ограничена допустимой угловой скоростью коленчатого вала. Например, Vmax = V3 при движении на второй передаче и Vmax = V5 при движении на пятой передаче.
3. Если линия ψ (прямая 4) пересекает динамическую характеристику в двух точках, то ПА может равномерно двигаться как со скоростью V4, что соответствует первой точке пересечения, так и со скоростью V4, что соответствует второй точке пересечения.
4. Если линия ψ (прямая 1) выше динамической характеристики, то равномерное движение ПА при таком коэффициенте невозможно.
Определение средней максимально возможной скорости движения ПА на заданном маршруте
Среднюю максимально возможную скорость движения автомобиля на заданном маршруте определяют графическим методом расчета времени движения ПА на каждом участке. Для этого строят график, состоит из 4 квадрантов (рис. 4).
В первом квадранте строят динамическую характеристику автомобиля, во втором — диаграмму, состоящую из прямоугольников, основанием которых является длина отдельных участков маршрута S1, S2, S3 и высота — коэффициент суммарного дорожного сопротивления движения соответствующих участков ψ1, ψ2, ψ3 Масштабы D и ψ должны быть одинаковыми.
Ψ =f± i (3.1)
Характеристика маршрута движения:
S_1=8км
S_2=3км
S_3=4км
Уклoн дороги участков маршрута.
i_1 (табл 2)
i_2=3%
i_3=1%
Знак «+» используют для подъема, а «-» для спуска.
Четвертый квадрант вспомогательный, в нем проводят луч углом 45 градусов.
Далее простыми построениями в третьем квадранте находятся возможные максимальные скорости движения Vmах1 , Vmax2, Vmax3 на соответ-ствующих участках S1, S2,S3. Затем по Si и Vi рассчитывают время движения на каждом участке:
Средняя максимальная скорость движения ПА на заданном маршруте определяют по формуле:
τ_i=S_i/V_i ,(ч) (3.2)
Средняя максимальная скорость движения ПА на заданном маршруте определяют по формуле:
Определение напора и подачи при работе насосно-рукавной системы
Для определения подачи и напора необходимо построить характеристику насоса Н = f (Q) и характеристику рукавной систем hr = f (Q). Значение Н и hpнеобходимо рассчитать для пяти точек в интервале изменения подачи (Q) от 0 до 50 л/сек.
При проведении расчетов насосно-рукавных систем целесообразно использовать аналитические выражения характеристик. Если зависимость Q- Н считать параболой, то главную рабочую характеристику центробежного насоса (ПН-40УВ, НПП-40/100) можно выразить уравнением:
H_i=110,6-0,0098∙Q_i^2 м (4.1)
Потери напора в рукавной системе определяются как:
〖 h〗_p=S_сист Q^2+Z,м (4.2)
Z — высота подъема пожарных стволов, м; (таблица 2)
S сист — сопротивление насосно-рукавной системы, с2 м/л2.
Полученные результаты расчетов изображают графически в первом квадранте (рис. 5). Таким образом, для определения действительной подачи Q и напора Н необходимо совместить на одном графике характеристики сети и насоса (построить рабочую точку, насос при номинальной частоте
вращения вала насоса).
5. Определение напора и подачи насосно-рукавной системы
при увеличении частоты вращения вала насоса
Для определения параметров Q и Н в насосно-рукавной системе при работе насоса с частотой вращения на 10 % больше номинальной, необходимо построить характеристику
H_2=ƒ(Q_2) (5.1)
В этом случае используется зависимость из теории подобия центробежных насосов. Изменение частоты вращения вала центробежного насоса приводит к изменению его параметров.
H_i/H_2i =(n_1/n_2 )^2 (5.2.)
Q_i/Q_2i =n_1/n_2 (5.3)
Используя ранее принятые значения Q и Н полученные значения Q определяют Q2i и H2i.
Рассчитанные величины нанести на график и соединить их плавной кривой. Получим характеристику насоса при вращении вала n2.
Пересечение графических зависимостей H2=f(Q2) и hp=f(Q) покажет значение рабочей точки насосно-рукавной системы для полной частоты вращения (рис 5. первый квадрант).
Оценка возможности работы двигателя с насосом
Для оценки возможности работы двигателя ПА с насосом, который работает с выбранной рукавной системой и частотой вращения n1та n2 необходимо рассмотреть совместную работу.
Для этого необходимо определить мощность при частоте вращения :
N_ni=(ρ∙g∙Q_1i∙H_1i)/Ƞ_H кВт (6.1)
р -плотность воды (р>Н20 = 10 кг/м );
g- ускорение свободного падения, м/с2;
η_H -коэффициент полезного действия насоса.
Коэффициент полезного действия η_H учитывает гидравлические, объемные и механические потери.
Для расчетов η_H= 0.63 (ПН-40УВ)
〖 η〗_H = 0.65 (НВП-40/100)
η_H = 0.68 (НВП-40/100-4/400)
Мощность, отбираемая от двигателя на привод пожарного насоса, должна учитывать потери с учетом трансмиссии. Эта мощность на первичном валу коробки передач Nпн1 определяется. по формуле:
N_ПНi=N_ni/η_тр кВт (6.2.)
η_тр. — коэффициент полезного действия трансмиссии.
Коэффициент полезного действия трансмиссии η_тручитывает механические потери в сцеплении зубчатых колес коробки отбора мощности на трение в подшипниках, карданном валу, промежуточных опорах.
Для расчетов η_тр=0.86.
Зависимость Nпн1= f(Q1) строится в четвертом квадранте (рис. 5). Для построения NПH2 =f(Q2) при частоте вращения на 10 % больше номинальной используется формула теоремы подобия:
N_ПН1/N_ПН2 =(n_1/n_2 )^3
Эта кривая также строится в четвертом квадранте (рис. 5). Чтобы определить, достаточно или недостаточно мощности двигателя с учетом его износа с параметрами Q1, Н1 и Q2, H2 необходимо построить в третьем квадранте внешнюю скоростную характеристику двигателя с учетом потерь на привод агрегатов и износа двигателя, которая определяется по формуле
N_(〖дв2〗^i )=K_k∙K_N∙N_e^i, кВт (6.3)
K_k — коэффициент уменьшения стендовой характеристики
Для двухосных автомобилей K_k = 0.88
Для многоосных автомобилей K_k = 0.85
Чтобы оценить возможность работы двигателя, что имеет мощность N_дв2 и частоту вращения вала насоса n1и n2 для конкретной насосно-рукавной системы необходимо:
1. Из точки Q2 провести прямую линию до пересечения с графиком Nпн2 = f (Q2). Получаем значение мощности, которое отбирается от двигателя на привод насоса с частотой вращения на 10 % больше номинальной (n2).
2. Частота вращения вала двигателя nдв2 для привода насоса c частотой n2 определяется по формуле:
n_дв2=n_2 iквп,об/мин (6.4.)
При совместной работе двигателя с центробежным насосом учитывается, что в обычных условиях эксплуатации двигатель должен работать преимущественно в режиме средних оборотов, двигатель не рассчитан на работу в режимах, близких к максимальным, то есть предусматривается запас мощности и частоты вращения.
Для увеличения срока службы двигателя рекомендуется принимать значения частоты вращения (0.7…0.8) nmax в этом случае запас мощности в рабочем режиме должен быть на менее 8 % от значения номинальной мощности, что употребляет насос.
Передаточное отношение коробки отбора мощности определяется по формуле:
i_квп=n_дв/n_i =(0.75×n_max)/n_1 (6.5.)
На оси абсцисс в третьем квадранте (рис.5) в масштабе отложить значения полученной частоты вращения вала двигателя nдв2 и из этой точки провести прямую линию, параллельную оси ординат до пересечения с прямой, проведенной из точки NnH2. Точка пересечения этих линий (К) указывает на работу двигателя с выбранной насосно-рукавной системой.
Если точка (Ki) (рис.5 третий квадрант) находится выше графика мощности Nдв2=f (nдв2), то такой двигатель в состоянии обеспечить работу заданной насосно-рукавной системы. Если точка (К2) находится под графиком мощности, то работа заданной насосно-рукавной системы невозможна. В таком случае необходимо предоставить свои предложения относительно согласования возможностей работы двигателя автомобиля и выбранной насосно-рукавной системы.

Анна

Исследования ученых о взаимосвязи ума и красоты говорят о том, что умные люди – красивые!

Задать вопрос

Представленная информация была полезной?

ДА

86.75%

НЕТ

13.25%

Проголосовало: 249

или напишите нам прямо сейчас:

⚠️ Пожалуйста, пишите в MAX или заполните форму выше.

В России Telegram и WhatsApp блокируют - сообщения могут не дойти.

Написать в MAXНаписать в TelegramНаписать в WhatsApp

Отзывы наших клиентов

1 2 ... 12 ►