Пожарные насосы

В горноспасательном деле применяются пожарные насосы двух типов: поршневые и центробежные. Первые оборудуются ручным приводом, вторые-механическим, с двигателем внутреннего сгорания (мотопомпы) или электрическим двигателем (электропомпы).

Назначением насосов является перемещение воды от водопровода или резервуара к очагу пожара и создание у спрыска или разбрызгивателя давления, обеспечивающего нужные характеристики водяной струи (компактность струи, дальнобойность или равномерность, плотность и достаточный радиус распыления).

В тех случаях, когда насос работает от водопроводной сети, в которой вода циркулирует под определенным давлением, действие насоса состоит в увеличении этого давления на величину, отвечающую мощности насоса. В насосе, работающем с подпором, давление у выпускного штуцера (патрубка) складывается из давления у всасывающего штуцера и давления, развиваемого самим насосом.

В тex случаях, когда пожарный насос подает воду из резервуара, расположенного ниже насоса, действие его состоит во всасывании воды через всасывающий рукав и нагнетании в выкидной рукав.

Расчеты высот всасывания и нагнетания, а также потерь напора и полезного давления у спрыска ствола выкидного рукава удобно вести в метрах водяного столба. Как известно, давление измеряется в атмосферах, причем физическая атмосфера измеряется влиянием столба ртути высотой 760 мм, что соответствует давлению столба воды высотой 10,33 м при 4°. Для упрощения расчетов на практике принимают техническую атмосферу разную давлению столба воды высотой 10 м.

Всасывание воды через всасывающий рукав насоса происходит под давлением разрежения (пониженного давления), создаваемого поршнем или рабочим колесом насоса, вследствие чего давление окружающего воздуха, величина которого всегда близка к одной атмосфере, вталкивает воду во всасывающий рукав. Таким образом, высота всасывания не может превосходить 10 м.

В действительности она всегда меньше 10 м по следующим причинам:

• а) поршень, а тем более рабочее колесо центробежного насоса не могут создать во всасывающем рукаве абсолютный вакуум вследствие некоторой неизбежной неплотности системы;
• б) вода, испаряясь в пространстве с пониженным давлением, создает некоторое давление пара, упругость которого быстро растет с температурой. При температуре 20° давление водяного пара составляет 0,24 м вод. ст. (17,4 мм рт. ст.), при 60° — 2,02 м вод. ст. (148,8 мм рт. ст.), а при 100°— 10,33 м. Поэтому с увеличением температуры воздуха во всасывающем рукаве высота всасывания резко падает. Опыты показали, что уже при 50° и малом числе ходов поршня или оборотов колеса всасывание неосуществимо, а при 70° — всасывание становится невозможным при любых практически приемлемых числах ходов поршня или оборотов колеса;
• в) воде приходится преодолевать сопротивление трения во всасывающем рукаве, сопротивление от перемены направления и скорости движения и сопротивление при прохождении через всасывающий клапан.

По всем этим причинам высота всасывания насосов при нормальной температуре (порядка 20—25°) обычно не превышает 8 м, а при неплотности во всасывающей системе — падает до еще меньших величин. Высота всасывания от мощности двигателя насоса не зависит.

Высота нагнетания физическими условиями не ограничивается и зависит от мощности двигателя, конструкции насоса, прочности материалов, из которых он изготовлен, и расхода воды. Высота нагнетания в насосах, применяемых в горноспасательном деле, колеблется в пределах от 10 м (для малых насосов — гидропультов) до 100 м (для насосов к гидромониторам).

Горноспасательными частями применяются два типа поршневых насосов: вертикальные насосы простого действия (у которых работает только одна сторона поршня) и горизонтальные насосы двойного действия (у которых нсасывание и нагнетание производится обеими сторонами поршня).

• Поршневые пожарные насосы

Для подачи воды на большие расстояния и вверх по уклону горноспасательные части используют центробежные механические насосы большей производительности. В зависимости от требуемого напора машиностроительными заводами изготовляются одноступенчатые (одноколесные) насосы среднего давления (до 40 м вод. ст.) или многоступенчатые (многоколесные) насосы высокого давления (100 м вод. ст. и выше).

• Центробежные насосы