氮氣滅火系統設計計算公式探討

賴海靈　豐漢軍　賀宇飛　郭進軍

摘要：氮氣滅火系統管道內的氣體流動過程可能是介于等溫過程（等焓）與可逆絕熱過程（等熵）之間的一種特殊的復雜過程，其設計計算是重點難點之一。通過流體伯諾里方程推導了管道沿程壓強損失計算公式、氣體密度計算公式、剩余量計算公式、開口補償量公式以及管段末端馬赫數計算公式，希望能給同行起到借鑒作用。

關鍵詞：理想氣體；歐拉方程；伯諾里方程；氣體密度；管段末端馬赫數

中圖分類號：TU892? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）11-0010-03

氮氣滅火系統管道內的氣體流動過程是介于等溫過程（等焓）與可逆絕熱過程（等熵）之間的一種特殊的復雜過程，氮氣在儲存容器里初始壓強為15MPa、20MPa，噴放過程中儲存容器里壓強不斷降低，到噴頭末端剩余壓強通常為1～3MPa，要完全精確計算是非常困難的。GB50370—2005《氣體滅火系統設計規范》提供的公式：減壓孔板后壓強P2=δ·P1，P1為當滅火劑噴出量為設計用量50%時的儲存容器壓強；δ落壓比在0.52～0.60中選用，也是經驗值；管網的壓強都是在P1、P2基礎上計算，與管網實際運行壓強并不完全相符。因為氮氣滅火系統與IG541滅火系統的滅火劑種類不同，故兩種滅火劑的壓強系數（Y）、密度系數（Z）、等效孔口單位面積噴射率（qc）均不同，所以GB50370—2005提供的IG541計算公式不能直接用于氮氣滅火系統計算[1]。

1 基本理論

表1為0℃時1L的氮氣的實驗數據與理想氣體狀態方程、范德瓦爾斯方程所得數據的比較。

根據上述數據，在約20MPa條件下，理想氣體PV值與真實氣……