Basic Fire Hydraulics Workbook pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Richmond, Ron

出品人:

页数:320

译者:

出版时间:2008-12

价格:427.00元

装帧:

isbn号码:9781428319998

丛书系列:

图书标签:

• 消防
• 水力学
• 液压
• 计算
• 练习
• 手册
• 消防工程
• 水泵
• 管道
• 消防水压

消防水力学基础：从理论到实践的深度探索 本书旨在为消防安全专业人士、工程师、技术人员以及对火灾扑救中的水力学原理有深入了解需求的读者，提供一个全面、深入且高度实用的学习资源。我们聚焦于消防系统设计、分析与操作中至关重要的水力学基础知识，确保读者能够掌握从概念到实际应用的完整知识链条。 第一部分：流体力学基础与消防应用 本部分是理解消防水力学的基石，我们将从宏观和微观层面剖析液体（特别是水）在管道、喷射及储存系统中的行为规律。 第一章：液体属性与静态压力 深入探讨水的物理化学特性，包括密度、粘度、表面张力及其温度依赖性。我们将详细阐述静水压力（Hydrostatic Pressure）的形成原理，计算在不同深度和容器中的压力分布，并引入压力测量技术，如压力表、测压管的应用及其误差分析。重点关注水在消防水箱、消防水池等储存设备中的静载荷计算及其结构设计考量。 第二章：流体运动学与动力学基础 本章侧重于运动中的流体。我们将详尽讲解流量（Flow Rate）和流速（Velocity）的概念，引入连续性方程（Equation of Continuity）在管道网络中的应用。随后，深入探讨伯努利方程（Bernoulli’s Equation）——这一核心流体力学工具——在理想流体和实际流体（考虑摩擦损失）条件下的推导与应用。通过大量的工程实例，读者将学会如何平衡动能、势能和压力能，这是泵站设计和喷头性能预测的关键。 第三章：管道中的摩擦损失计算 消防系统的有效性严重依赖于水流在管道中传输的效率。本章将全面覆盖摩擦损失（Head Loss due to Friction）的理论基础。我们将详细分析达西-韦斯巴赫方程（Darcy-Weisbach Equation）的结构，并探讨雷诺数（Reynolds Number）在判断层流与湍流状态中的决定性作用。重点讲解相对粗糙度（Relative Roughness）的概念，介绍各种管材（如钢管、PVC、不锈钢）的绝对粗糙度系数，并提供实用的摩阻系数查找方法。此外，还将介绍哈森-威廉斯公式（Hazen-Williams Formula）及其在特定工况下的适用性与局限性。 第四章：局部阻力与附件影响 除了沿程摩擦，管道中的阀门、弯头、三通、收缩器和扩大器等附件会产生显著的局部阻力（Minor Losses）。本章将系统性地讲解如何量化这些阻力，主要采用等效长度法（Equivalent Length Method）和局部阻力系数（K-factor）法。通过详细的图表和计算表格，读者可以准确评估这些附件对整个系统压力和流量的影响，优化管道布局。 第二部分：关键组件的水力性能分析 消防系统由多个高性能组件构成，本部分将专门剖析泵、阀门和喷射设备的水力特性。 第五章：消防泵的性能与系统匹配 消防泵是保证灭火能力的核心。本章从流体力学角度深入剖析离心泵的工作原理，包括叶轮设计、汽蚀现象（Cavitation）及其预防措施。我们将详细解析泵的性能曲线（H-Q 曲线），并讲解如何利用系统曲线（System Curve）来确定泵在特定消防系统中的最佳工作点。内容涵盖单泵、并联泵和串联泵的运行特性，以及消防泵的启动、停机控制逻辑中的水力学考量。 第六章：控制阀门的水力特性 消防系统中的控制阀门（如闸阀、蝶阀、止回阀）必须在需要时快速、可靠地开启或关闭，并确保在开启状态下对水流的阻碍最小化。本章将分析不同类型阀门在不同开度下的流量系数（Cv 或 Kv），探讨阀门操作时间对水锤效应（Water Hammer）的影响，以及如何通过阀门的水力设计来确保系统快速响应。 第七章：喷射流体动力学与射程分析 灭火的最终目标是将水准确地输送到火源。本章将聚焦于喷嘴和喷头的出水特性。我们将应用动量理论和射流理论来分析水流离开喷口后的轨迹、雾化程度和有效射程。内容包括喷雾角、喷射系数，以及特定灭火设备（如高压水枪、水炮）的水力性能参数解读。特别关注洒水喷头（Sprinkler Head）的水力设计，包括溅水盘（Deflector）的设计如何影响水在保护区域的分布均匀性。 第三部分：系统设计与动态水力学 本部分将理论知识与实际工程应用相结合，探讨复杂的系统分析和动态现象。 第八章：管道网络水力分析 实际的消防供水系统往往是复杂的网状结构。本章教授读者如何使用先进的分析方法（如谢尔哈特法或计算机模拟工具的基础原理）来处理环状管道网络。我们将讲解如何平衡质量守恒和压力平衡在复杂环路中的应用，并演示如何迭代计算出每一根管道中的流量和压力损失，以确保所有保护区域都能达到设计流量要求。 第九章：瞬态流与水锤现象 快速阀门关闭或泵的突然停运会在管道中产生压力波，即水锤（Water Hammer）。这是消防系统中具有破坏性的水力现象。本章将深入探讨水锤的产生机制、压力波的传播速度，并介绍计算最大瞬时超压（Surge Pressure）的方法。我们将详细论述如何通过设置水锤缓冲器、慢关阀门或囊式水锤消除器来有效控制和减轻水锤的负面影响。 第十章：消防系统压力测试与验证 系统的设计必须经过实际验证。本章指导读者如何利用水力学原理设计和执行消防系统的压力测试（如泵性能测试、系统流量测试）。我们将详细说明如何根据测试结果，利用已学的摩擦损失和局部阻力系数，反算出系统的真实水力特性，并与设计预期进行对比，确保系统的长期可靠性。 附录：工程数据与标准参考 提供常用的水力学常数、国际标准管道的内径和粗糙度系数表、常用消防泵的性能曲线示例，以及消防水力计算所需的关键公式汇总。

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