مبدأ ضباب الماء
يتم تعريف رذاذ الماء في NFPA 750 على أنه رذاذ ماء يتم من خلاله Dv0.99، للتوزيع الحجمي التراكمي لقطرات الماء، أقل من 1000 ميكرون عند الحد الأدنى لضغط التشغيل التصميمي لفوهة رذاذ الماء. يعمل نظام رذاذ الماء تحت ضغط عالٍ لتوصيل الماء على شكل رذاذ ناعم. وسرعان ما يتحول هذا الضباب إلى بخار يخمد النار ويمنع وصول المزيد من الأكسجين إليها. وفي الوقت نفسه، يخلق التبخر تأثيرًا تبريديًا كبيرًا.
يتمتع الماء بخصائص ممتازة لامتصاص الحرارة، إذ يمتص 378 كيلو جول/كجم. و 2257 كيلوجول/كجم. للتحويل إلى بخار، بالإضافة إلى توسع يبلغ 1700:1 تقريبًا عند القيام بذلك. ومن أجل استغلال هذه الخصائص، يجب تحسين المساحة السطحية لقطرات الماء وتعظيم وقت عبورها (قبل الاصطدام بالأسطح). ومن خلال القيام بذلك، يمكن تحقيق إخماد حرائق الحرائق المشتعلة السطحية من خلال مزيج من
1.استخراج الحرارة من النار والوقود
2.تقليل الأكسجين عن طريق خنق البخار في مقدمة اللهب
3.حجب نقل الحرارة الإشعاعي
4.تبريد غازات الاحتراق
لكي يستمر الحريق، يعتمد على وجود العناصر الثلاثة لـ "مثلث النار": الأكسجين والحرارة والمواد القابلة للاحتراق. وإزالة أي من هذه العناصر سوف يؤدي إلى إطفاء الحريق. يذهب نظام رذاذ الماء عالي الضغط إلى أبعد من ذلك. فهو يهاجم عنصرين من مثلث النار: الأكسجين والحرارة.
تمتص القطرات الصغيرة جدًا في نظام رذاذ الماء عالي الضغط بسرعة الكثير من الطاقة بحيث تتبخر القطرات وتتحول من الماء إلى البخار، وذلك بسبب ارتفاع مساحة السطح بالنسبة لكتلة الماء الصغيرة. وهذا يعني أن كل قطرة ستتمدد حوالي 1700 مرة، عند الاقتراب من المادة القابلة للاحتراق، حيث سيتم إزاحة الأكسجين والغازات القابلة للاحتراق من النار، مما يعني أن عملية الاحتراق ستفتقر إلى الأكسجين بشكل متزايد.
لمكافحة الحرائق، يقوم نظام الرش التقليدي بتوزيع قطرات الماء على منطقة معينة، مما يؤدي إلى امتصاص الحرارة لتبريد الغرفة. ونظرًا لحجمها الكبير وسطحها الصغير نسبيًا، فإن الجزء الرئيسي من القطرات لن يمتص طاقة كافية لتتبخر، وسرعان ما تسقط على الأرض على شكل ماء. والنتيجة هي تأثير تبريد محدود.
وعلى النقيض من ذلك، يتكون رذاذ الماء عالي الضغط من قطرات صغيرة جدًا، والتي تسقط بشكل أبطأ. تتمتع قطرات رذاذ الماء بمساحة سطحية كبيرة بالنسبة لكتلتها، وأثناء هبوطها البطيء نحو الأرض، فإنها تمتص قدرًا أكبر من الطاقة. ستتبع كمية كبيرة من الماء خط التشبع وتتبخر، مما يعني أن رذاذ الماء يمتص طاقة أكبر بكثير من البيئة المحيطة وبالتالي النار.
ولهذا السبب يبرد رذاذ الماء عالي الضغط بشكل أكثر كفاءة لكل لتر من الماء: ما يصل إلى سبع مرات أفضل مما يمكن الحصول عليه باستخدام لتر واحد من الماء المستخدم في نظام الرش التقليدي.
مبدأ ضباب الماء
يتم تعريف رذاذ الماء في NFPA 750 على أنه رذاذ ماء يتم من خلاله Dv0.99، للتوزيع الحجمي التراكمي لقطرات الماء، أقل من 1000 ميكرون عند الحد الأدنى لضغط التشغيل التصميمي لفوهة رذاذ الماء. يعمل نظام رذاذ الماء تحت ضغط عالٍ لتوصيل الماء على شكل رذاذ ناعم. وسرعان ما يتحول هذا الضباب إلى بخار يخمد النار ويمنع وصول المزيد من الأكسجين إليها. وفي الوقت نفسه، يخلق التبخر تأثيرًا تبريديًا كبيرًا.
يتمتع الماء بخصائص ممتازة لامتصاص الحرارة، إذ يمتص 378 كيلو جول/كجم. و 2257 كيلوجول/كجم. للتحويل إلى بخار، بالإضافة إلى توسع يبلغ 1700:1 تقريبًا عند القيام بذلك. ومن أجل استغلال هذه الخصائص، يجب تحسين المساحة السطحية لقطرات الماء وتعظيم وقت عبورها (قبل الاصطدام بالأسطح). ومن خلال القيام بذلك، يمكن تحقيق إخماد حرائق الحرائق المشتعلة السطحية من خلال مزيج من
1.استخراج الحرارة من النار والوقود
2.تقليل الأكسجين عن طريق خنق البخار في مقدمة اللهب
3.حجب نقل الحرارة الإشعاعي
4.تبريد غازات الاحتراق
لكي يستمر الحريق، يعتمد على وجود العناصر الثلاثة لـ "مثلث النار": الأكسجين والحرارة والمواد القابلة للاحتراق. وإزالة أي من هذه العناصر سوف يؤدي إلى إطفاء الحريق. يذهب نظام رذاذ الماء عالي الضغط إلى أبعد من ذلك. فهو يهاجم عنصرين من مثلث النار: الأكسجين والحرارة.
تمتص القطرات الصغيرة جدًا في نظام رذاذ الماء عالي الضغط بسرعة الكثير من الطاقة بحيث تتبخر القطرات وتتحول من الماء إلى البخار، وذلك بسبب ارتفاع مساحة السطح بالنسبة لكتلة الماء الصغيرة. وهذا يعني أن كل قطرة ستتمدد حوالي 1700 مرة، عند الاقتراب من المادة القابلة للاحتراق، حيث سيتم إزاحة الأكسجين والغازات القابلة للاحتراق من النار، مما يعني أن عملية الاحتراق ستفتقر إلى الأكسجين بشكل متزايد.
لمكافحة الحرائق، يقوم نظام الرش التقليدي بتوزيع قطرات الماء على منطقة معينة، مما يؤدي إلى امتصاص الحرارة لتبريد الغرفة. ونظرًا لحجمها الكبير وسطحها الصغير نسبيًا، فإن الجزء الرئيسي من القطرات لن يمتص طاقة كافية لتتبخر، وسرعان ما تسقط على الأرض على شكل ماء. والنتيجة هي تأثير تبريد محدود.
وعلى النقيض من ذلك، يتكون رذاذ الماء عالي الضغط من قطرات صغيرة جدًا، والتي تسقط بشكل أبطأ. تتمتع قطرات رذاذ الماء بمساحة سطحية كبيرة بالنسبة لكتلتها، وأثناء هبوطها البطيء نحو الأرض، فإنها تمتص قدرًا أكبر من الطاقة. ستتبع كمية كبيرة من الماء خط التشبع وتتبخر، مما يعني أن رذاذ الماء يمتص طاقة أكبر بكثير من البيئة المحيطة وبالتالي النار.
ولهذا السبب يبرد رذاذ الماء عالي الضغط بشكل أكثر كفاءة لكل لتر من الماء: ما يصل إلى سبع مرات أفضل مما يمكن الحصول عليه باستخدام لتر واحد من الماء المستخدم في نظام الرش التقليدي.
يعد نظام رذاذ الماء عالي الضغط نظامًا فريدًا لمكافحة الحرائق. يتم دفع الماء من خلال فوهات صغيرة تحت ضغط عالٍ جدًا لتكوين رذاذ مائي مع توزيع حجم قطرة مكافحة الحرائق الأكثر فعالية. توفر تأثيرات الإطفاء الحماية المثلى عن طريق التبريد بسبب امتصاص الحرارة والخامل بسبب تمدد الماء بحوالي 1700 مرة عندما يتبخر.
فوهات رذاذ الماء مصممة خصيصًا
تعتمد فوهات رذاذ الماء عالي الضغط على تقنية الفوهات الدقيقة الفريدة. نظرًا لشكلها الخاص، يكتسب الماء حركة دورانية قوية في الحجرة الدوامية ويتحول بسرعة كبيرة إلى رذاذ ماء يندفع إلى النار بسرعة كبيرة. تتيح زاوية الرش الكبيرة ونمط الرش للفوهات الصغيرة تباعدًا كبيرًا.
يتم إنشاء القطرات المتكونة في رؤوس الفوهات باستخدام ما بين 100-120 بار من الضغط.
بعد سلسلة من اختبارات الحريق المكثفة بالإضافة إلى الاختبارات الميكانيكية والمادية، تم تصنيع الفوهات خصيصًا لرذاذ الماء عالي الضغط. يتم إجراء جميع الاختبارات من قبل مختبرات مستقلة بحيث يتم تلبية المتطلبات الصارمة للغاية المتعلقة بالخارج.
تصميم المضخة
أدت الأبحاث المكثفة إلى إنشاء مضخة الضغط العالي الأخف والأكثر إحكاما في العالم. المضخات عبارة عن مضخات مكبسية متعددة المحاور مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للتآكل. يستخدم التصميم الفريد الماء كمواد تشحيم، مما يعني عدم الحاجة إلى الصيانة الروتينية واستبدال مواد التشحيم. المضخة محمية ببراءات اختراع دولية وتستخدم على نطاق واسع في العديد من القطاعات المختلفة. توفر المضخات كفاءة في استخدام الطاقة تصل إلى 95% ونبضًا منخفضًا للغاية، مما يقلل من الضوضاء.
صمامات مقاومة للتآكل بدرجة عالية
صمامات الضغط العالي مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ وهي مقاومة للتآكل ومقاومة للأوساخ. إن تصميم الكتلة المتشعبة يجعل الصمامات مدمجة للغاية، مما يجعلها سهلة التركيب والتشغيل.
فوائد نظام رذاذ الماء عالي الضغط هائلة. السيطرة على / إطفاء الحريق في ثواني، دون استخدام أي إضافات كيميائية وبأقل استهلاك للمياه وتقريباً لا تسبب أي ضرر للمياه، وهو أحد أكثر أنظمة مكافحة الحرائق المتوفرة صديقة للبيئة وكفاءة، وهو آمن تمامًا للبشر.
الحد الأدنى من استخدام المياه
• أضرار محدودة بالمياه
• الحد الأدنى من الضرر في حالة التنشيط العرضي غير المحتمل
• حاجة أقل لنظام الإجراءات المسبقة
• ميزة عندما يكون هناك التزام بجمع المياه
• نادرا ما تكون هناك حاجة إلى خزان
• الحماية المحلية مما يتيح لك مكافحة الحرائق بشكل أسرع
• تقليل وقت التوقف عن العمل بسبب انخفاض أضرار الحريق والمياه
• تقليل مخاطر فقدان حصص السوق، حيث يعود الإنتاج بسرعة إلى العمل مرة أخرى
• فعال – أيضاً في مكافحة حرائق النفط
• انخفاض فواتير إمدادات المياه أو الضرائب
أنابيب صغيرة من الفولاذ المقاوم للصدأ
• سهلة التركيب
• سهولة التعامل معها
• صيانة مجانية
• تصميم جذاب لسهولة الدمج
• جودة عالية
• متانة عالية
• فعالة من حيث التكلفة في العمل بالقطعة
• اضغط على المناسب للتثبيت السريع
• سهولة العثور على مكان للأنابيب
• من السهل التحديثية
• سهل الانحناء
• عدد قليل من التجهيزات اللازمة
الفوهات
• قدرة التبريد تمكن من تركيب نافذة زجاجية في باب النار
• مسافات عالية
• عدد قليل من الفوهات – جذابة من الناحية المعمارية
• تبريد فعال
• تبريد النوافذ – يتيح شراء زجاج أرخص
• وقت التثبيت القصير
• التصميم الجمالي
1.3.3 المعايير
1. NFPA 750 – إصدار 2010
2.1 مقدمة
سيتكون نظام HPWM من عدد من الفوهات المتصلة بواسطة أنابيب من الفولاذ المقاوم للصدأ بمصدر مياه عالي الضغط (وحدات الضخ).
2.2 الفوهات
فوهات HPWM عبارة عن أجهزة مصممة بدقة، تم تصميمها اعتمادًا على تطبيق النظام لتوصيل تفريغ رذاذ الماء بشكل يضمن إخماد الحرائق أو التحكم فيها أو إخمادها.
2.3 صمامات القسم – نظام الفوهة المفتوح
يتم تزويد صمامات القسم لنظام مكافحة الحرائق برذاذ الماء من أجل فصل أقسام الحريق الفردية.
يتم توفير صمامات القسم المصنعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لكل قسم من الأقسام المراد حمايتها للتركيب في نظام الأنابيب. عادةً ما يتم إغلاق صمام القسم وفتحه عند تشغيل نظام إطفاء الحريق.
يمكن تجميع ترتيب الصمامات المقطعية معًا على مشعب مشترك، ثم يتم تركيب الأنابيب الفردية إلى الفوهات المعنية. يمكن أيضًا توفير صمامات القسم مفكوكة للتركيب في نظام الأنابيب في المواقع المناسبة.
يجب أن تكون صمامات القسم موجودة خارج الغرف المحمية إذا لم يكن هناك ما تمليه المعايير أو القواعد أو السلطات الوطنية.
يعتمد حجم صمامات القسم على سعة تصميم كل قسم على حدة.
يتم توفير صمامات قسم النظام كصمام آلي يعمل بالكهرباء. تتطلب صمامات القسم التي تعمل بمحركات عادةً إشارة 230 فولت تيار متردد للتشغيل.
يتم تجميع الصمام مسبقًا مع مفتاح الضغط وصمامات العزل. يتوفر أيضًا خيار مراقبة صمامات العزل مع المتغيرات الأخرى.
2.4مضخةوحدة
ستعمل وحدة المضخة بشكل نموذجي بين 100 بار و140 بار مع معدلات تدفق للمضخة الواحدة تتراوح بين 100 لتر/دقيقة. يمكن لأنظمة المضخة استخدام وحدة ضخ واحدة أو أكثر متصلة من خلال مشعب بنظام رذاذ الماء لتلبية متطلبات تصميم النظام.
2.4.1 مضخات كهربائية
عند تنشيط النظام، سيتم تشغيل مضخة واحدة فقط. بالنسبة للأنظمة التي تشتمل على أكثر من مضخة واحدة، سيتم تشغيل المضخات بشكل تسلسلي. إذا زاد التدفق بسبب فتح المزيد من الفوهات؛ ستبدأ المضخة (المضخات) الإضافية تلقائيًا. لن يتم تشغيل سوى العدد اللازم من المضخات للحفاظ على ثبات التدفق وضغط التشغيل مع تصميم النظام. يظل نظام رذاذ الماء عالي الضغط نشطًا حتى يقوم الموظفون المؤهلون أو فريق الإطفاء بإغلاق النظام يدويًا.
وحدة المضخة القياسية
وحدة المضخة عبارة عن حزمة واحدة مدمجة مثبتة على انزلاق وتتكون من المجموعات التالية:
وحدة التصفية | خزان عازل (يعتمد على ضغط المدخل ونوع المضخة) |
تجاوز الخزان وقياس المستوى | مدخل الخزان |
أنبوب العودة (يمكن أن يؤدي إلى مخرج) | مشعب المدخل |
مشعب خط الشفط | وحدة (وحدات) مضخة HP |
محرك كهربائي (ق) | مشعب الضغط |
مضخة طيارة | لوحة التحكم |
2.4.2لوحة وحدة المضخة
يتم تركيب لوحة التحكم الخاصة ببدء تشغيل المحرك بشكل قياسي في وحدة المضخة.
مصدر الطاقة المشترك بشكل قياسي: 3x400 فولت، 50 هرتز.
يتم تشغيل المضخة (المضخات) مباشرة على الخط بشكل قياسي. يمكن توفير بدء تشغيل دلتا، وبدء التشغيل الناعم، وبدء تشغيل محول التردد كخيارات إذا كانت هناك حاجة إلى تقليل تيار التشغيل.
إذا كانت وحدة المضخة تتكون من أكثر من مضخة واحدة، فقد تم إدخال التحكم الزمني للاقتران التدريجي للمضخات للحصول على الحد الأدنى من حمل البداية.
تتميز لوحة التحكم بتشطيب قياسي RAL 7032 مع تصنيف حماية الدخول IP54.
يتم بدء تشغيل المضخات على النحو التالي:
الأنظمة الجافة – من إشارة اتصال خالية من الفولت المتوفرة في لوحة التحكم في نظام الكشف عن الحرائق.
الأنظمة الرطبة - من انخفاض الضغط في النظام، والذي تتم مراقبته بواسطة لوحة التحكم في محرك وحدة المضخة.
نظام الإجراء المسبق - يحتاج إلى مؤشرات من كل من انخفاض ضغط الهواء في النظام وإشارة اتصال خالية من الفولت المتوفرة في لوحة التحكم في نظام الكشف عن الحرائق.
2.5المعلومات والجداول والرسومات
2.5.1 الفوهة
يجب توخي الحذر بشكل خاص لتجنب العوائق عند تصميم أنظمة رذاذ الماء، خاصة عند استخدام تدفق منخفض، وفوهات صغيرة الحجم حيث أن أدائها سوف يتأثر سلبًا بالعوائق. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن كثافة التدفق يتم تحقيقها (باستخدام هذه الفوهات) عن طريق الهواء المضطرب داخل الغرفة مما يسمح للرذاذ بالانتشار بالتساوي داخل المساحة - في حالة وجود عائق، لن يتمكن الضباب من تحقيق كثافة التدفق داخل الغرفة لأنها سوف تتحول إلى قطرات أكبر عندما تتكثف على العائق وتتقطر بدلاً من أن تنتشر بالتساوي داخل المساحة.
يعتمد الحجم والمسافة إلى العوائق على نوع الفوهة. يمكن العثور على المعلومات في أوراق البيانات الخاصة بالفوهة المحددة.
يكتب | الإخراج لتر / دقيقة | قوة KW | وحدة مضخة قياسية مع لوحة تحكم الطول × العرض × الارتفاع مم | أوليت مم | وزن وحدة المضخة كجم تقريبا |
XSWB 100/12 | 100 | 30 | 1960×430×1600 | Ø42 | 1200 |
XSWB 200/12 | 200 | 60 | 2360×830×1600 | Ø42 | 1380 |
XSWB 300/12 | 300 | 90 | 2360×830×1800 | Ø42 | 1560 |
XSWB 400/12 | 400 | 120 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1800 |
XSWB 500/12 | 500 | 150 | 2760×1120×1950 | Ø60 | 1980 |
XSWB 600/12 | 600 | 180 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2160 |
XSWB 700/12 | 700 | 210 | 3160×1230×1950 | Ø60 | 2340 |
الطاقة: 3 × 400 فولت تيار متردد، 50 هرتز، 1480 دورة في الدقيقة.
2.5.3 مجموعات الصمامات القياسية
مجموعات الصمامات القياسية موضحة أدناه في الشكل 3.3.
يوصى بتجميع الصمام هذا للأنظمة متعددة الأقسام التي يتم تغذيتها من نفس مصدر المياه. سيسمح هذا التكوين للأقسام الأخرى بالبقاء قابلة للتشغيل أثناء إجراء الصيانة على قسم واحد.