如何通过消防水枪射程验证消防栓压力

付雪峰

（中国船级社舟山办事处，浙江舟山 316000）

0 引言

SOLAS公约第II-2章第10条“灭火”中关于消防泵排量[1]里有下列语句：

“2.1.6消火栓的压力在 2台泵同时通过本条2.3.3所规定的水枪从任何相邻的消火栓输送本条2.1.3所规定的水量时，所有消火栓应维持下述最低压力：

1）对于客船：4000总吨及以上，0.40N/mm2；4000总吨以下，0.30N/mm2；

2）对于货船：6000总吨及以上，0.27N/mm2；6000总吨以下，0.25N/mm2。”

实船检验时，一般选取最高和最远的相邻消防栓进行验证。

1 理论计算

消防水枪连接消防栓的连接模型如图1所示。

图1 消防水枪连接消防栓的连接模型

由于流速不高，该模型的流动为理想流体的定常流动，采用流体力学中的伯努利方程及连续性方程[2]。

1）伯努利方程：

在消火栓处的压力为P1，直径为d1，流速为v1；

在消防水枪处压力为0，直径为d2，流速为v2；

2）根据理想流体的连续性方程得：

式中：P1为消防栓处的压力，N/m2；ρ为消防水的密度，kg/m3；h为水枪高于消防栓的高度，m；g为重力加速度，N/kg；d1为消防栓的直径，m；d2为消防水枪的直径，m。

如果持枪高度为H，则水枪射远距离[3]为：

2 数值分析

在实船上，一般最大为19mm口径的水枪，消防栓一般最小为50mm最大为0.38，此时值为1.01，所以消防水枪口径的大小对于整个v2结果影响不大。

图2 水枪口径对射速的影响关系曲线

通过以上分析可以发现，v2与基本成正比。在实船进行工程计算和验证时，可以将射远距离粗略的写成：

3 实船验证

建立模型如图3所示。

压力表连接在水枪之前特制的压力表连接环上如图3所示，压力表读数如图4所示，为0.27Mpa。

持枪人所在位置为第三货油舱舱口，肋位号为106#，水柱落在大约为122#，肋距为700m，则距离为11.2m。

理论射远距离为：

图3 建立模型

图4 压力表读数

水枪高度读数如图5所示，为1.1米。

图5 水枪高度读数

喷射距离如图6所示。

图6 喷射距离

理论计算结果为10.98米（运用粗略公式计算值为10.9米），与实际验证结果相差约为0.2m至0.3m，理论计算与实际情况较为符合。

4 注意事项

1）上述公式中水为理想流体，没有考虑水的粘性的影响，在实际验证过程中，应该使水带平滑光顺的放置，避免水流出现较大角度的突然转向；

2）本文没有考虑风向的影响，在实船验证时应充分考虑风向对水枪喷射出的水流速度的影响。在有条件的情况下，应该尽量使用压力表对消防栓出口处的压力进行验证。

表2 水枪的射远距离表（供参考）

5 结论

本文给出了在实船检验中，如果消防栓处没有配备压力表时，如何验证消防栓出口处压力是否满足SOLAS公约要求的简易方法。

在实船检验时，如持枪高度离开甲板约为1.0米，不考虑持枪高度与消防栓高度的差值，消防栓喷出的是海水，则水枪的射远距离约为表1所列数据。

如果为河船，则上述公式中的密度值应该改为淡水的密度；如果喷射出的水落在了下一层甲板上，则应该充分考虑到水落下的高度的影响，此时应将上述公式中的H值改为水落下的垂直高度值。

[1]SOLAS公约 2004综合文本[S].第 II-2章第 10条.2004.

[2]刘鹤年.流体力学[M].武汉大学出版社, 2006.

[3]人民教育出版社课程教材研究所物理课程教材研究开发中心.物理[M].人民教育出版社, 2006(12).