Hệ số K của đầu phun sprinkler là con số chỉ định được đưa ra để thể hiện đặc tính thủy lực của đầu sprinkler. Khi chúng ta bắt đầu tính toán thủy lực cho bất kỳ hệ thống chữa cháy cơ bản nào, ví dụ hệ chữa cháy nước hoặc hệ thống phun sương thì công thức hệ số K là công thức đầu tiên chúng ta cần sử dụng.
Đối với các dạng đầu phun sprinkler tự động hiện nay được thiết kế theo tiêu chuẩn nhất định. Quý khách hàng khi sử dụng đầu phun sprinkler cho hệ thống chữa cháy tại các công trình sẽ hỏi hệ số k của đầu phun là gì?
1. Công thức K-Factor cho đầu phun nước chữa cháy sprinkler.
Trong bài viết này, các kỹ sư xem xét dòng chảy của nước thông qua một lỗ và sẽ định nghĩa lỗ đó là một lỗ mở (với chu vi kín) trong một yếu tố của hệ thống dòng chảy. Đối với lỗ này sẽ là đầu phun nước chữa cháy hoặc vòi phun nước trong hệ thống phòng cháy chữa cháy, chúng tôi có thể sử dụng công thức hệ số k cho hầu hết mọi lỗ tròn.
Năm 1644, một nhà vật lý người Ý Torricelli (một học trò của Galileo và cũng đã phát minh ra phong vũ biểu) đã phát hiện ra rằng dòng chảy mặc dù một lỗ biến đổi thành gốc của áp lực và sau đó xác định mối quan hệ cơ bản sau:
Q = AV
khi:
Q = dòng chảy từ lỗ
A = diện tích mặt cắt ngang của lỗ
V = vận tốc
Điều này phải dẫn đến định lý được chấp nhận cho dòng chảy qua một lỗ tròn:
Q = A√ (2gh)
Công thức trên là lý thuyết và một khi chúng ta tính đến các tác động của ma sát, nhiễu loạn và sự co lại của dòng nước, công thức có thể được đơn giản hóa thành công thức yếu tố k cho hệ thống phòng cháy chữa cháy bằng cách giảm độ phức tạp của nó xuống một hằng số "k".
Công thức yếu tố K để phòng cháy chữa cháy
Khi chúng tôi bắt đầu bất kỳ tính toán thủy lực nào cho các hệ thống phòng cháy chữa cháy dựa trên nước như vòi phun nước, hệ thống phun sương, công thức hệ số k là công thức đầu tiên mà chúng tôi sẽ cần sử dụng và vì nó rất cơ bản nên tất cả các kỹ sư phòng cháy chữa cháy đều phải có sự hiểu biết về cách thức hoạt động của nó. Ở dạng phổ biến nhất, công thức cho phép chúng ta tính toán lưu lượng xả từ vòi (vòi phun nước, phun nước hoặc vòi phun) nếu chúng ta được áp suất đầu và hệ số k, chúng ta cũng có thể tính hệ số k hoặc áp lực cần thiết với công thức này.
Việc xả từ đầu phun nước hoặc vòi phun nước có thể được tính từ công thức dưới đây:
q = kp 0,5
khi:
q = lưu lượng
k = hệ số xả vòi hoặc hệ số k cho đầu p = áp suất
Chúng ta có thể viết lại công thức để cung cấp cho chúng ta hệ số k như sau:
k = q / p 0,5
Hoặc áp lực như dưới đây:
p = (q / k) 2
Các đơn vị mà kỹ sư sử dụng là quan trọng và nhiều không được trộn lẫn. bạn cũng rất thận trọng với yếu tố k và đảm bảo rằng bạn nhận được giá trị chính xác cho một số liệu hoặc phép tính đế quốc, các đơn vị cho cả hai được đưa ra dưới đây:
Đối với tính toán số liệu:
p = áp suất trong Bar
q = lưu lượng tính bằng lít trên phút
k = hằng số xả Lpm / Bar 0,5
và để tính toán đế quốc:
p = áp suất trong psi
q = lưu lượng trong gpm
k = hằng số xả gpm / psi 0,5
Chúng ta cũng có thể sử dụng các yếu tố K cho nhiều ứng dụng khác trong thủy lực chữa cháy như dòng chảy từ vòi chữa cháy, cửa thoát nước ướt, ống cuộn hoặc màn hình bọt. Trên thực tế, danh sách này gần như vô tận và đây là lý do tại sao điều quan trọng là phải làm quen với các công thức trên. Thường K-yếu tố được cho là một giá trị đế quốc trong gpm / psi ½ giá trị này không thể được nhập vào FHC mà không chuyển đổi sang hệ mét LPM tương đương / bar ½ . Để chuyển đổi gpm / psi½ để LPM / bar ½ chúng ta cần phải nhân với 14,4 (xấp xỉ) Ví dụ: Một phun nước đầu có hệ số xả 4,2 gpm / psi ½ van tương đương số liệu của nó là gì. 4,2 x 14,4 = 60,48 LPM / bar ½ Chúng ta chỉ cần sử dụng K-yếu tố để một nơi thập phân để trở thành 60,48 60,5 LPM / bar½
2. Giá trị hệ số k của đầu của phun sprinkler là gi? điển hình cho đầu phun nước và phun sương
Đối với nhiều loại vòi phun tiêu chuẩn, các tiêu chuẩn thiết kế như EN 12845 & NFPA 13 chỉ định các yếu tố k tiêu chuẩn và áp suất tối thiểu nên được sử dụng cho các phân loại nguy hiểm và mật độ thiết kế khác nhau. Đối với tất cả các loại đầu phun nước khác, bảng dữ liệu của nhà sản xuất nên được gọi cho hệ số k và áp suất đầu tối thiểu.
| Nhóm sự cố | Mật độ thiết kế (mm / phút) | Yếu tố K | Áp suất tối thiểu (Bar) |
| Nguy hiểm ánh sáng | 2,25 | 57 | 0,70 |
| Nguy hiểm thông thường | 5,00 | 80 | 0,50 |
3. Mối quan hệ giữa yếu tố k, áp suất và lưu lượng
Biểu đồ dưới đây cho thấy mối quan hệ giữa yếu tố k, áp suất và lưu lượng. Bạn có thể thấy rõ điều này với áp suất tương tự với vòi có hệ số k cao, lưu lượng từ đầu hoặc vòi tăng lên. Đôi khi chúng ta có thể sử dụng điều này cho lợi thế của mình bằng cách chọn hệ số k đầu phun nước chính xác để cung cấp mật độ thiết kế cần thiết với yêu cầu năng lượng tối thiểu (áp lực nước).
Ví dụ: nếu chúng ta có áp suất 1,50 Bar và hệ số k là 50 thì tốc độ dòng chảy sẽ là 61,20 L / phút đối với hệ số k là 100, sẽ là 122,50 L / phút và với hệ số k là 150, tốc độ dòng chảy sẽ là 183,70 L / phút. Bạn có thể thấy rằng dòng chảy không an toàn khoảng 61 L / phút mỗi lần chúng tôi thay đổi hệ số k bằng 50, điều này là do áp suất vẫn giữ nguyên ở mức 1,50 Bar và nếu bạn nhìn vào công thức hệ số k trên áp suất là bình phương sẽ cho chúng ta 1.225, sau đó được nhân với hệ số k đầu trong trường hợp này là 50, 100 và 150 trong ví dụ. Khi hệ số k tăng 50 mỗi lần, lưu lượng tăng cũng tăng theo cùng một lượng mỗi lần.
Giải thích đơn vị của hệ số K của đầu sprinkler
GPM/psi1/2nghĩa là (Gallon/phút)/(căn bậc hai của PSI).
Các anh/chị lưu ý: (Gallon/phút) là đơn vị của lưu lượng; còn PSI là đơn vị của áp suất.
Công thức để tính hệ số K của đầu sprinkler và dựa vào tiêu chuẩn nào? Theo tiêu chuẩn thiết kế hệ thống chữa cháy tự động TCVN 7336. Ta có:
Hệ số K của đầu Sprinkler – công thức tín
Ví dụ tính hệ số K của đầu sprinkler:
Tính hệ số K của sprinkler để đảm bảo lưu lượng phun của 1 đầu là 0.96 l/s với cột áp nước tại đầu phun là 10 m.
Giải:
Đổi đơn vị: 0.96l/s= 57,6 l/phút; 10m H2O = 1 bar
Theo tiêu chuẩn; Ta có: K= Q/ (căn bậc hai của H)= 57.6/(căn bậc hai của 1 bar)= 57.6 (LPM/ bar1/2).
Tra catalogue của nhà sản xuất sprinkler (khung màu đỏ của bài viết này) ta chọn: K= 5.6
