第8講 水力學(xué)基礎(chǔ)

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1、第七章水力學(xué)基礎(chǔ)知識9/20/20211山東消防--基礎(chǔ)理論消防水力學(xué)是研究消防給水和火場供水實(shí)踐中水的平衡和運(yùn)動規(guī)律的一門應(yīng)用科學(xué)。消防水力學(xué)的任務(wù)是應(yīng)用流體力學(xué)的基本理論，通過消防水力試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及經(jīng)驗(yàn)公式來解決消防給水和火場供水實(shí)踐中的實(shí)際問題。9/20/20212山東消防--基礎(chǔ)理論第一節(jié)水的性質(zhì)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.掌握消防水力學(xué)基礎(chǔ)知識，合理用水。2.提高分析火場供水問題和解決火場供水問題的能力。9/20/20213山東消防--基礎(chǔ)理論一、水的物理性質(zhì)水是無色無味無臭的液體。水沒有固定的形狀，隨著容器的形狀而變化，但有一定的體積。水幾乎不能壓縮，但能傳遞壓力。9

2、/20/20214山東消防--基礎(chǔ)理論(一)水的密度和容重單位體積內(nèi)的水的質(zhì)量稱為水的密度，即：ρ=水受地心引力作用有重量。單位體積內(nèi)的水的重量稱為水的容重。r=9/20/20215山東消防--基礎(chǔ)理論(二)水的壓縮性和膨脹性1、水的壓縮性在外界的壓力作用下，水體積縮小的性質(zhì)稱為水的壓縮性。水的壓縮很小，壓力從0.1MPa增加到10MPa，水體積減小不到0.5%。因此，在消防設(shè)計和火場供水計算中不考慮水的壓縮性，把水看作不可壓縮的流體。9/20/20216山東消防--基礎(chǔ)理論2.水的膨脹性水溫升高時體積增大的性質(zhì)稱為水的膨脹性。根據(jù)試驗(yàn)，在1.01×105Pa下，1

3、0-20℃的水，水體積膨脹系數(shù)βt=150×10-6℃-1。即溫度升高1℃，水的體積增加萬分之六。這些變化均較小，因此，在消防設(shè)計和火場供水中均可略去不計。9/20/20217山東消防--基礎(chǔ)理論水經(jīng)過壓縮或膨脹,體積雖然縮小或增大，但水的重量或質(zhì)量是不變的，而水的密度則相應(yīng)地有所增大或減小。由于溫度不同，相應(yīng)的水的密度不同，造成水的自然對流。利用這個原理，在供熱工程中可以設(shè)計自然循環(huán)熱水采暖系統(tǒng)。液體溫度升高，體積要增大，因此，儲存液體滅火劑的密閉容器都規(guī)定了充裝比，以免液體溫度升高導(dǎo)致容器遭到損壞。9/20/20218山東消防--基礎(chǔ)理論(三)水的黏滯性水在流動

4、時，水分子之間，水分子與管壁之間有摩擦力，由此產(chǎn)生阻力現(xiàn)象，稱為水的黏滯性。9/20/20219山東消防--基礎(chǔ)理論若將水在管道內(nèi)流動作為無數(shù)薄層的運(yùn)動，則各層流速不一樣?？拷鼙诘牧鲗?，由于水分子貼附在管壁上，流速等于0。管軸處的流層受管壁影響最小，因此流速最大。其中間流層，流速快的流層對流速慢的流層產(chǎn)生拖力，而流速慢的流層對流速快的流層產(chǎn)生阻撓拖動的阻力，拖力和阻力是一對大小相等、方向相反的力，通常稱為黏滯力（內(nèi)摩擦力）。由于水在管道（或水帶）內(nèi)流動要克服黏滯力，因此有能量損失。水溫對黏滯力有一定影響，水溫越高，水的黏滯力越小。在火場供水中，水溫一般為常溫，變化

5、不大，因而由于水溫變化而造成的能量損失，可以略去不計。9/20/202110山東消防--基礎(chǔ)理論(四)水的濕潤性有些物質(zhì)與水接觸會受潮（或吸水），而有些物質(zhì)與水接觸后不吸水或不易吸水。這與分子間的引力有關(guān)。水分子之間有相互的吸引力，在水面形成表面張力。水分子之間的吸引力稱為內(nèi)聚力。水與固體物質(zhì)接觸，則水分子與固體物質(zhì)分子之間相互的吸引力，稱為附著力。若水與固體物質(zhì)接觸，使其濕潤難燃，如水與木材、紙張接觸。若水分子間的內(nèi)聚力大于附著力，水就不能或不易濕潤固體物質(zhì)，如水與棉花、油氈接觸。水能濕潤的固體物質(zhì)，用水滅火效果好，水不能濕潤的固體物質(zhì)，用水滅火效果就差。對用水不

6、能濕潤的固體物質(zhì)火災(zāi)，若能減小水的內(nèi)聚力，水的濕潤性就增大。即若能在水中加入適量的拉開粉，減小水的內(nèi)聚力，提高水的濕潤能力，則可以提高水的滅火效果。9/20/202111山東消防--基礎(chǔ)理論(五)水的溶解性溶質(zhì)在水中的擴(kuò)散稱為溶解。物質(zhì)能否在水中溶解，與物質(zhì)分子的極性有關(guān)。同水分子極性相似的物質(zhì)易溶于水，如食鹽、糖等。與水分子極性不同的物質(zhì)不易溶于水或不溶于水，如汽油、煤油等。用水可以撲滅易溶于水的固體物質(zhì)，用水可以沖淡易溶于水的可燃液體，使火災(zāi)得到控制或撲滅。用水可以撲救比水重的不溶解的可燃液體，如用水可以撲滅二硫化碳火災(zāi)。但比水輕的溶于水的易燃、可燃液體，易在水

7、面擴(kuò)散，給滅火工作帶來不少困難。但如撲救方法得當(dāng)，仍能控制和撲滅火災(zāi)。例如用噴霧水可以有效地?fù)錅缈扇家后w火災(zāi)。9/20/202112山東消防--基礎(chǔ)理論(六)水的導(dǎo)電性水的導(dǎo)電性能與水的密度、水體面積、射流的截面積和射流形式等有關(guān)。純凈水的電阻率很大，為不良導(dǎo)體。純凈水的開花射流和噴霧射流可以撲滅電壓較高的電氣設(shè)備火災(zāi)。而一般的地表水都含有各種雜質(zhì)，因而導(dǎo)電性各不相同。9/20/202113山東消防--基礎(chǔ)理論水中含有雜質(zhì)時電阻率減少，導(dǎo)電性能增大。一般自來水可用于帶電電氣設(shè)備的撲救，但含雜質(zhì)較多的自來水不宜采用。消防水槍的充實(shí)水柱射流截面積增大，導(dǎo)電性能亦隨之