Добрый день!

Выполняю поверочный расчет судовой системы пожаротушения (рабочая среда - вода).
Структурно система очень проста:
Источник -> насос -> трубопровод -> [пожарный кран + шланг + пожарный ствол] -> выход.
Вопрос в том как определить рабочую точку.

Характеристика насоса - величина известная.
Характеристика сети от источника до пожарного ствола - рассчитата.
Задаю граничные условия по полному давлению: на входе напор воды от ватерлинии до кингстона, а вот что на выходе - загадка!
По-идее, на выходе я должен задать полное давление равное атмосферному, но ведь есть еще неизвестная величина - потери напора на формирование струи воды, которая перемещается на некоторое расстояние от пожарного ствола.
Не зная высоту этой струи я не могу получить полную характеристику сети, а значит не могу получить рабочую точку и определить расход в системе.
Определить высоту струи не могу, т.к. рабочей точки по полной сети нет и расход неизвестен. Замкнутый круг получается.

В общем, сижу и думаю как выходить из ситуации. Буду благодарен за мысли в части решения этой задачи.

В процессе раздумий просмотрел по-диагонали справочник Иванникова, справочное пособие Самойлова, справочник руководителя тушения пожара Теребнева, справочник по пожарной технике и тактике Богданова, сборник задач по основам тактики тушения пожаров Наумова и методические указания Подгрушного.
Единого мнение в части определения расходов и напоров стволов пожарных нет. Зато в литературе и у производителей есть рабочие точки для стволов.
Например у РС-70 с насадкой 19 мм напор 30м при расходе 7 л/с.
Получается новый вопрос: для формирования напорно-расходной характеристики водяного ствола, корректно ли аппроксимировать по квадратичной зависимости от опорного значения?
Или есть в миру уже готовые для использования характеристики?

В общем по-итогу пришел к тому, что характеристику потерь на спрыске можно:
- либо рассчитать путем квадратичной экстраполяции опорного значения характеристики ствола пожарного с насадкой;
- либо рассчитать путем интерполяции справочных данных (например, см. табл. 4.2 стр. 92 Санитарно-техническое оборудование зданий, авт. Кедров.)
Тем не менее, буду благодарен за альтернативное мнение и способы расчета аналогичных задач.

С судовыми системами не знаком, применительно к зданиям:
Вы должны изначально задаваться высотой компактной струи и требуемым расходом ствола.
Зная минимальный расход определяете требуемое давление у ПК и фактический расход при этом давлении.
Все это СП 10 таблицы 7.1-7.3, п.7.15 и т.д. - в судостроении что-то подобное должно быть.
Зная требуемое давление и расход, считаете потери до насоса.
Получаете требуемый расход и напор.
Проверяете как расчетная точка ложится на характеристику насоса, делаете вывод о его пригоднности.

Зачем Вам фактическая точка для вашей системы - с чем будете ее сравнивать?

Вы все верно говорите в контексте проектировочного расчета. Я бы так и делал.
Я же говорю про расчет поверочный.
Насос, который взяли со склада и поставили в систему, понятия не имеет сколько мне надо выдать высоту компактной струи. Он выдаст столько сколько выдаст. Может вообще напора не хватит, а может будет превышение по рабочему давлению в стволе. А моя задача заключается в том, чтобы это дело предсказать.
В контексте вашего сообщения я итеративно перезадаюсь высотой компактной струи (а следовательно могу посчитать потери напора на связке кран, рукав, ствол, струя), получаю сеть и проверяю, пересекаюсь ли с характеристикой насоса. Если нет - меняю высоту.
В конексте моего сообщения - задаюсь напорно-расходной характеристикой струи и нахожу рабочую точку.
А уже затем по итоговому расходу и напору делаю вывод о пригодности сравнивая параметры системы с техническими характеристиками ствола.

Об одном и том-же говорим?

Никакой итеративности быть не может - вы нормативно обязаны обеспечить конкретный минимальный расход и конкретную высоту струи. Для этого насос должен обеспечить конкретный напор при этом расходе.
Определите эти две величины и наложите на характеристику насоса - сразу станет понятно, попали вы в рабочее поле или нет.
Сложилось впечатление, что как раз требуемые расход и высоту струи вы не определили. На основании чего вы собираетесь делать вывод о пригодности "сравнивая параметры системы с техническими характеристиками ствола". С чем вы будете сравнивать?
Предположим насчитаете вы, что с данным насосом в вашей системе будет 3л/с и струя 9 м - дальше вы какой вывод сделаете, система работоспособна или нет?

ЗЫ Если нужно определить точный расход для своей системы, попробуйте построить характеристику сети: диаметр спрыска ПК, длину рукава и параметры трубопроводов вы знаете. Характерные расходы и соответствующие давления у ПК можете задать по данным СП10. Стройте кривую и смотрите, где она пересечет характеристику насоса.

Zloy, спасибо за ответ.
Именно то что Вы написали я и делаю. Расходы и давления у ПК беру по [табл. 4.2 стр. 92 Санитарно-техническое оборудование зданий, авт. Кедров], а там таблица полностью аналогична СП10. Беру диапазон из СП и немного расширяю его экстраполяцией (квадратичная), чтобы можно было посчитать сеть на больший диапазон, а не только на диапазон ПК.
Итеративность - это в части построения характеристики сети, мне ведь надо расходы менять.
Далее строю характеристику для своей системы и смотрю где она пересекается с насосом, делаю вывод о работоспособности насоса.
Далее по расходу или давлению у ПК делаю вывод о работоспособности ПК (попал в рабочий диапазон или в расширенную экстраполяцией нерабочую зону).

Остались ли вопросы к этой методике?

Что за рабочий диапазон? Все табличные пары расход-напор для ПК?
Попадание в "рабочий диапазон" ничего вам не скажет о работоспособности системы пожаротушения. Вы должны обеспечить на ПК не какой-то расход и длину струи, а не менее нормативной требуемой.
Еще раз - определите, какие у вас минимальные требования к расходу и компактной струе

Я ориентируюсь на диапазон рабочих давлений производителя ствола (СРК-50 12мм) и на диапазон ПКс СП-10.
Речной регистр в ПКПС часть 3 п.3.3 "Система водотушения" не устанавливает мне требований к высоте компактной струи и к расходу на ПКс. Единственное чем я руководствуюсь - минимальным значением суммарной подачей всех пожарных насосов и мнимимальным значением подачи основых пожарных насосов.
В прочих источниках встречал требования на высоту струи не менее 12м, но с заданым стволом это значение будет достигнуто всегда.

Через быстрый поиск по пкпс нашел п.3.3.5 - он дает вам ограничение по давлению у ПК не менее 0,25 МПа. Условно через это ограничивается минимальный расход и струя. Другой вопрос - с ПК 12 мм я не сталкивался, у вас есть характеристика напор-подача для него, чтобы строить характеристику сети?



Если да, то я бы в ваш план внес корректировку - нашел точку пересечения характеристик, сравнил фактическое давление у ПК с требуемым 0,25 МПа (если действительно больше никаких требований не устанавливается).

Zloy, спасибо за то что вникли в мой вопрос!

ПКПС дает ограничение по давлению, но и выбранный для системы ствол дает ограничение по давлению (рабочее давление ствола 0,4-0,6 МПа). У ствола рабочий диапазон выше 0.25 МПа, т.е. требование ПКПС в данном случае будет выполнено если ствол будет работоспособен.
Характеристики напор-подача для ствола нет, есть только рабочая точка в пределах небольшого допуска. Все что я могу сделать в данном случае - по рабочей точке в диапазоне рабочих давлений самостоятельно рассчитать напор-подачу ствола (принимая допущение, что поток развитый турбулентный и зависимость квадратична, P2 = P1 * (G2/G1)^2). Ну и плюс рукав и вентиль, конечно.
А далее - рабочая точка на пересечении характеристик и сравнение давления у ПК с требуемым (но не 0,25 МПа ПКПС, а 0,4-0,6 МПа ствола), все как Вы и говорите.

И, конечно, что в начале изысков, что сейчас, мне не сильно нравится этот подход тем, что система водотушения по большей части определяется напор-подачей ствола (на нем большая часть потерь напора), а саму напор-подачу ствола я определяю достаточно грубо. Но иного способа определить конкретный расход на стволе я не вижу. В открытом доступе экспериментальной характеристики СРК-50 d12 не нашел.