Onbekende (gevouwen) slang op Tankautospuit

Auteur Topic: Onbekende (gevouwen) slang op Tankautospuit  (gelezen 21144 keer)

0 gebruikers (en 1 gast bekijken dit topic.

Djseb

  • Brandweer - Aspirant
  • Forum gebruiker
  • ***
  • Berichten: 127
Reactie #30 Gepost op: 6 april 2016, 13:13:02
Je vergeet een groot ding in je verhaal; drukverlies. Als je de waterstroom door een slang/buis verdubbeld (water stroomt 2x zo snel) komt dat neer op een verviervoudiging van het drukverlies. Want in elke weerstandsformule zit snelheid(v)^2.

Rekensommetje met een watertransport:

2000 l/m = 0.16 bar/100m
4000 l/m = 0.64 bar/100m
8000 l/m = 2.56 bar/100m

Daarnaast hebben de slangen een maximale druk, en hebben de pompen een maximale pompdruk. Laten we voor het gemak een pompdruk nemen van 10 bar bij de haler, er is een intrededruk bij de TS vereist van 1 bar, dus je hebt 9 bar over wat je mag verliezen. Je kan nu de maximale lengte van de slang berekenen:
9/0.16*100 = 5600m
9/0.64*100 = 1406m
9/2.56*100 = 351m

Voor een 75mm slang geld over het algemeen, 1 bar drukverlies per 100m, eventjes aangenomen bij 1000l/m. Als het wil kan ik het exact omrekenen voor je bij welk debiet dat is aan de hand van de 150mm slang gegevens, maar daar heb ik even geen tijd voor in mn pauze.

Om bij een watertransport van 1406m bij 4000l/min uit te voeren met 1 enkele 75mm slang doen we de volgende berekening.
Het debiet wordt dus opgekrikt van 1000 naar 4000l/m. Dat betekend dat het drukverlies 16x toeneemt. Oftewel uitgaande van 1bar/100m heb je dan 16!!! bar/100m nodig

1406/100*16=225+1 bar intrededruk = 226 bar.... bij datzelfde watertransport waarbij de 150mm slang dus maar 10 bar benodigd. Ga maar eens een pomp vinden die 4000l/min doet bij 226 bar. Daarnaast kunnen de slangen dat niet hebben.

Ik denk dat je nu wel begrijpt waarom er verschillende slangendiameters zijn.

Overigens heb je nog een optie om het drukverlies te verminderen: meerdere slangen gebruiken.

Want:
1 x 150mm @2000l/m = 0.16bar/100m
1 x 150mm @4000l/m = 0.64bar/100m
2 x 150mm @4000l/m (dus 2000 Per slang) = 0.16+0.16=0.32 bar/100m
Dus in plaats van een verviervoudiging bij dubbele capaciteit krijg je een vertweevoudiging.

Als er vragen zijn hoor ik het wel :)

Overigens zit er tussen een 52mm en 38mm slang niet zoveel verschil in drukverlies. A'damse TS'en hebben daarom ook alleen 75 en 38mm op de wagen liggen.

Ik zal vanavond even terugrekenen vanuit de 150mm slang naar de 75mm slang en de 38mm en nog een berekening daarmee maken. Maar het principe is hetzelfde als hierboven.


Peter71

  • Senior gebruiker
  • ****
  • Berichten: 21,386
  • Hoofdbrandwacht
Reactie #31 Gepost op: 6 april 2016, 16:50:07
Citaat van: vuurbal link=msg=1417662 date=1459901100
Wat ik me afvraag bij de slangen het volgende. Ik zie meestal dat de HD als eerste gepakt word. Dan zijn er diverse diameters slangen aanwezig. Als je kunt aanvallen met een 38 mm slang, waarom dan ook de andere maten? zijn de andere grotere maten alleen voor de voeding van het straatwaterkanon en of een hoogwerker? of is het gewoonte dat er dikkere slangen aanwezig zijn? Ik zie bij veel TAS voertuigen dat er vooral 76 mm slangen in liggen en dan vaak een apart vak met dunnere mogelijk 38 mm slangen. Maar die moeten nog worden aangesloten en liggen opgerold net als de dikkere slangen, dus niet zo voor het grijpen. Op Youtube zie ik meestal dat er dikkere slangen worden gebruikt bij de grotere branden. De dunne slangen zie je nauwelijks. Als ik logisch nadenk dan zeg ik, als je een hoeveelheid water in een slang pompt dan bepaald de diameter van de slang de druk die er op komt te staan. er zit een grens aan maar in princype zou je dan dus alles met 38 mm slangen kunnen doen, de druk word hoger maar de hoeveelheid water per minuut ook. het water gaat sneller door de slang. Dan zijn de straalpijpen bepalend en niet de slang diameter, waarom dan toch zoveel soorten slangen? 38,52,75, 110, en de dikke Grootwatertransport slang van 1500mm? die laatste snap ik er moet 4m3 pm doorheen komen, maar de andere slangen zouden dan toch terug gebracht moeten kunnen worden naar 1 slang. Dit is niet het geval dus vraag ik me af, wat zie ik over het hoofd?
Het verschil zit hem in de liters per minuut
Met HD werken we met 40 bar en 125ltr per minuut
Met LD werken we met 8 bar en 250ltr per minuut
Als je een klein brandje hebt volstaat meestal wel de HD, lekker snel en direct water vanaf de tank. Heb je een grotere brand en een grotere vuurbelasting is LD weer beter, ook omdat je dan beter rookgassen kunt koelen. Er is nu een kleine kentering gaande met de komst van de lage druk slangbundels. Ook snel inzetbaar, en meteen genoeg water om slagvaardig te kunnen optreden. En beter inzetbaar voor de huidige branden.


Brandpreventje

  • Senior gebruiker
  • ****
  • Berichten: 1,457
Reactie #32 Gepost op: 6 april 2016, 20:58:50
Lekker snel? Hoezo? Ik denk dat LD sneller kan dan HD.

Citaat van: Peter71 link=msg=1417752 date=1459954207
Het verschil zit hem in de liters per minuut
Met HD werken we met 40 bar en 125ltr per minuut
Met LD werken we met 8 bar en 250ltr per minuut
Als je een klein brandje hebt volstaat meestal wel de HD, lekker snel en direct water vanaf de tank. Heb je een grotere brand en een grotere vuurbelasting is LD weer beter, ook omdat je dan beter rookgassen kunt koelen. Er is nu een kleine kentering gaande met de komst van de lage druk slangbundels. Ook snel inzetbaar, en meteen genoeg water om slagvaardig te kunnen optreden. En beter inzetbaar voor de huidige branden.


Djseb

  • Brandweer - Aspirant
  • Forum gebruiker
  • ***
  • Berichten: 127
Reactie #33 Gepost op: 7 april 2016, 17:31:12
Nog even een rekensommetje m.b.t. de 75 en 38mm slangen. Het probleem van drukverlies gaat zich natuurlijk voordoen bij hogere capaciteiten  waarbij een relatief hoge einddruk vereist is. Ook als de einddruk aan het eind van de slang 1 bar moet zijn (minimale intrededruk ivm het platzuigen van slangen) doet dit probleem zich natuurlijk voor, alleen mag je veel meer druk verliezen dan in het geval waar 8 bar vereist is (bijvoorbeeld voor een waterkanon) aan het eind van de slang.

Nu kun je zeggen we gebruiken alleen maar 75mm slang, zit je ook niet met de lagere capaciteit van een 38mm slang te klooien, echter is een binnenaanval in een woning niet goed uit te voeren met een 75mm slang. Deze is zwaarder en stugger en kan daardoor minder krappe bochten maken. Het gewicht verschil zonder water erin valt misschien nog te overzien, maar er zit ook nog water in de slang:
dichtheid van water 1L=1Kg
- 75mm slang heeft een doorsnedeoppervlakte van 0.004418m2 * 20m = 0.08836m3 oftewel 88,3 liter en dus ook kg aan water.
- 38mm slang is qua doorsnedeoppervlakte 4x kleiner want in de oppervlakteformule: A=0.25*Pi*(d^2) dus een half =0.5^2=0.25 = 1/4
Het gewicht van het water in de slang is dus in plaats van 88.3kg maar 22kg. En dat scheelt een hoop als je met die slang door een pand moet gaan zeulen, alleen 75mm is dus geen optie.

Maar waarom dan niet alleen maar 38mm slangen? Terug naar het drukverlies verhaal:

Het probleem doet zich dus voor bij het voeden van hoogwerkers, het voeden van waterkanonnen, 500m watertransport (2x75mm) etc waar hoge hoeveelheden water vervoerd moeten worden. Waarbij de situatie met een vereiste hoge druk aan het eind van de slang als kritisch gezien mag worden.

Een 75mm slang heeft dus een halve doorsnede van een 150mm slang dus het water stroomt 4x zo snel door de slang in het geval van hetzelfde debiet. Nu rekenen we eerst de 150mm met 2000l/m terug naar 150mm slang met 1000 l/min:
Halvering van de stroomsnelheid is gelijk aan 1/4 van het drukverlies, oftewel:
150mm slang @1000l/m drukverlies = 0.04 bar.
75mm slang @ 1000l/m = 4x zo hoge stroomsnelheid =16x het drukverlies dus 0.04*16=0.64bar/100m
38mm slang @ 1000l/m = 16x zo hoge stroomsnelheid (t.o.v. 150mm slang) dus 256 x zo hoge drukverlies = 0.04*256= 10,24bar

Dit even terug rekenen naar 20m slanglengte dus alles delen door 5:
38mm slang @1000l/m = 2 bar
75mm slang @1000l/m = 0,128 bar

Als wij dus een hoogwerker gaan voeden zonder opvoerpomp met 2000l/m met 2x een slang. De pomp van de TS levert 10 bar, en de hoogwerker wil daar minimaal 8 bar van terug zien. Dat betekend dat de slanglengte niet langer mag zijn dan 20m in het geval van de 38mm slang. In het geval van de 75mm is dat meer dan 300m. Je beperkt jezelf dan dus met je slanglengtes en inzetbaarheid/plaats van het materieel.

Zoals je ook kan zien loopt de 38mm slang volgens deze berekening al bij 1000 l/min op zn tenen, in sommige gevallen worden een waterkanon van 2000l/m (over korte afstand) gevoed met slechts één 75mm slang, dat is dus niet mogelijk met die 38mm slang want dan blijft er onvoldoende druk over aan het eind van de slang.

Validatieberekening:
2x zo hoog debiet =4x zo hoog drukverlies
75mm @2000l/m = 0.5 bar per 20 meter
38mm @2000l/m = 8 bar per 20 meter

Oftewel zelfs met 1 enkele 75mm slang kom je met 2000 liter per minuut nog 80m ver, terwijl de druk aan het eind van de slang 8 bar is.
Met een 38mm slang kom je niet eens in de buurt, na 20m is er nog maar 2 bar over.

Moraal van het verhaal (ik vond het leuk dit uit te rekenen) (en jullie hiermee te vermoeien 98uiye e050):
75mm is te stug en onhandelbaar in sommige situaties. 38mm heeft niet voldoende capaciteit om een serieuze voeding te zijn voor een waterkanon of hoogwerker.

Note: Deze berekeningen zijn niet erg accuraat, er is versimpeld gerekend en er is dus geen rekening gehouden met reynoldsgetallen etc. Een indicatie is het echter wel.