保护区内系电子计算机房，长、宽、高为9×5×3.3=148.5m3门窗有缝不设泄压口,并不计海拨,静液柱压差。也不计瓶头阀、单向阀及选择阀的局部阻力，试求各种气体灭火系统的灭火剂用量、管径压力损失和终点喷头进口压力。
（一）SDE M=m·K1·K2·V=0.1×1.1×1.3×148S=21.24(kg)[公式中符号意义见相关文件下同] 选用25kg装钢瓶一个 25×0.75 实际浓度C= =0.126=12.6%＜15%（NOAEL）安全[“0.75”为气化 148.5 率. m3/kg] 喷头布置： DN50L 2.52705ND2.L 12.5DN70L 1.54DN70L 6.532.02.52.52.0 管段流量： q5-2=25×0.75/6×60=0.052m3/s DN70 u=13.52 m/s q2-1= q5-2÷2=0.052/2=0.026m3/s DN50 u=13.25 m/s 其中6×60是喷放时间,包括浸渍时间 管段阻力：
ρ.u
阻力计算公式：△P=λ Z.ε (pa/m)也可查DB32/399-2000附表 zd
由附表查得：q5-2=1187×(1.5+6.5+2.5)=12464(pa)
[用DN70、u=13.52，查得△P=1187]
q2-1=1478×2.5=3695
[用DN50、u=13.25，查得△P=1478]
qk=1.3Σpi=1.3(12464+3695)=21007 (pa) [注:1.3为“局部”损失]
1
2.5
Po 1.6
终端喷头入口压力:P2= - Pk = - 21007×10-6=0.8-0.021=0.779(Mpa )
2 2
Po
[注： 为过程中点压力]
2
P2=0.779Mpa＞0.1 Mpa满足喷放要求
（二）FM-200
v c 148.5 8 M = K· · =1× × = 106 (kg)
s (100-c) 0·12177 (100-8)
选用70L钢瓶，充装率≤1150 kg/m3, 暂定800 kg/m3 106 106 钢瓶数n= =1.89瓶 拟用2瓶, 实际充装率为 = 757 kg/m3 800 （n） 70 70× ×2 1000 1000 管径计算： M 106 q3-2 = = = 15.14(kg/s) 查表得DN50 [喷放时间不大于10s,取7s] t 7 q2-1= q3-2÷2=15.14/2=7.57(kg/s) 查表得DN40 2DN401L 2.5DN50L 10.5212.52.5332.02.52.52.0过程中点压力: PoVo Pm = M Vo+ +Vp 2r Po 储存容器额定增压压力(绝压MPa,)采用 Vo 喷放前全部储存容器内的气相总容积(m3) r 七氟丙烷20℃时密度, 1407 kg/m3 2 Vp 管道内容积(m3) n Vo=n·Vb(1- )
R
757 =2×0.07(1- )=0.0647(m3) 1407
π 2 π Vp=10.5× 0.05+ 2.5×2× ×0.042 = 0.02688(m3)
4 4
(2.5+0.1)×0.0647
则 Pm= =1.302 (MPa) 106
0.0647+ + 0.02688 2×1407
管道阻力：
5.75×105
则 P= qi2×L =B qi2×L D
（1.74+2lg ）2 ×D5 0.12
DN40 B=12.2×10-5 DN50 B=3.777×10-5
则：P3-2 =3.777×10-5×15.142×10.5=0.09091 (MPa)
P2-1=12.2×10-5×7.572×2.5=0.01748 (MPa)
终端喷头入口压力：Pc=Pm-Σpi×1.3=1.302-1.3(0.09091+0.01748)=1.1936 ＞0.5 MPa
Pm 1.302
≥ = =0.651 MPa
2 2
满足喷放要求。
(三) CO2
M=Kb(0.2A+0.7V)(1+kθ) (kg) [当-20℃＜t＜100℃时 kθ=0, Kb=1.5]
A=Ar+30Ao=182.4+30×0.05=183.9(m2) [Ao开口总面积设为0.05 m2,Av=182.4 m2]
M=1.5(0.2×183.9+0.7×148.5)=211.1(kg) 按220kg计算 M 220
N= = =4(瓶,90L,充装率为0.61 在0.6~0.67之间) α·Vr 0.61×90
喷嘴选4Q9DN15, r=2.2m,保护面积9.67m2
喷头数n=5×9/9.67=4.65(只) , 采用6只
3
1.2520ND25NDDN40L10.54DN32L 10.2L 2.3DN252320.0N1DL 43141.53.01.51.51.551.252.5025 管段 Q（kg/min） DN 5-4 220 39/40 4-3 146.7 31/32 3-2 73.3 22/25 2-1 36.7 16/20 注：全淹没系统喷射时间为1min，DN=（1.41-3.78）√Q 计算值/采用值,上图“L”为直线加局部当量长度之和。 管道阻力计算：（采用解析法） 计算公式：Y2=Y1+ALQ2+B(Z2-Z1)Q2 1 A= 0.8725×10-4D5.25 B= 495/D4 经逐步逼近和修正各节点有关计算数值如下： 节点位置 5 4 3 2 1 注 Y 0 22.63 54.18 60.71 69.85 所有计算Z 0 0.00143 0.00342 0.01068 0.023 均不作高程校正 P 5.17 5.14 5.10 5.09 5.08 终端喷嘴进口压力P=5.08＞1.4(MPa)满足喷放要求
(四) CHF3( HFC-23)
M=K1v+K2S
1 c 1 16.2
K1= =( )= × = 0.568 V=148.5m3 Sv 100-c 0.3403 100-16.2
S=开口部面积经核算为0.056m2 K1=3.9 则M=0.568×148.5+3.9×0.056=84.566(kg)
M 84.566
钢瓶数采用70L钢瓶,充装率≯860kg/m3,n = =1.4采用2瓶 α×Vo 0.86×70 实际充装量每瓶46.66kg,2瓶共93.32kg,充装比为70/46.66=1.5 查规范中期容器压力为33.70 kgf/cm2 管径计算:
4
喷头选用FL11,保护半径6m,用两只喷头 流量计算 q32=93.32/8=11.665(kg/s)DN40[喷射时间≯10s q21=93.32/8×2=5.833(kg/s)DN32 平面布置及系统图 DN402DN321q 21=5.833L 2.5q 32=11.665L 10.53管道阻力计算: 经计算△P12=0.057MPa △P27=0.295MPa 喷头工作压力: Pc=Po-Σ△P=3.37-(0.057+0.293)=3.018＞1.4(MPa) 满足喷放要求 （五）IG-541 M=2.303 Vs s lg( 100 100-c )·v (m3) Vs=0.707 s=0.656 c=37.5
=75(m3)=75/0.707=106.1 (kg) M
钢瓶数：N= =6.1 采用7瓶 α×Vo M=106.1kg
α≤0.193kg/L 充装率 Vo=90L 单瓶容积
喷头数： 5×9
n= 18 =2.5
采用3个 5×9为平面尺寸,18为保护面积
喷头型号:ZMTJ规格DN20,保护半径r=3.0m 平面布置及系统图
5
2134 M 管径估算:DN=2.5√q q= [M=7.5m3 t=0.5min] t 管段 4-3 3-2 2-1 q(kg/min) 150 100 50 估算 30.6 25 17.6 DN 采用 32 25 20 管道阻力计算: 按混合气体单相流及等熵绝热过程P/ρk=C（常数）求取 管段末端的密度来计算各管段阻力，经计算结果如下表 节点 4 3 2 1 q（MPa） 15 14.88 14.58 14.56 ρ（MPa） 193 191.9 189.2 189.0 系统终端喷头入口压力14.56＞1.9(MPa),满足喷放要求
五种气体灭火系统计算结果比较
系统 SDE FM-200 CO2 CHF3 IG-541 灭火剂用量(kg) 25 106 211 85 106 钢瓶数(个) 1(75L) 2(70L) 4(90L) 2(70L) 7(90L) 喷头数(个) 2 2 6 2 3 管径(mm) 70、50 50、40 40、32、25、20 40、32 32、25、20 总管阻（MPa） 0.021 0.108 0.09 0.35 0.44 终端喷头 0.78 1.19 5.08 3.08 14.56 入口压力（MPa） 实际灭火浓度(%) 12.6 8 37.5 16.2 37.5 NOAEL(%) 15.0 19 50 43 ＞20 人员死亡 LOAEL(%) 17.5 10.5 ＞50 52
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