一种全氟己酮阀门管件摩阻损失测试系统及测试方法与流程

1.本发明涉及消防设备领域，特别涉及一种全氟己酮阀门管件摩阻损失测试系统及测试方法，用于准确测试全氟己酮阀门、管件摩阻损失。


背景技术：

2.近年以来，随着《京都议定书》、《蒙特利尔议定书》、《〈蒙特利尔议定书〉基加利修正案》先后签署生效，新型的全氟己酮洁净气体灭火设备应用逐年增加，由于国内对于全氟己酮气体灭火设备研究起步较晚，目前还没有准确的全氟己酮阀门、管件摩阻损失数据。
3.gb 25972-2010中6.8：国标，
⑴
采用的测试介质是水，不能真实反映试样的摩阻损失；
⑵
采用水泵无法彻底排净水流中的气泡，导致测试数据有一定偏差。
4.专利号：2020106321800，一种可远程操控的局部阻力损失实验系统的专利申请：
⑴
采用的测试介质是水，不能真实反映试样的摩阻损失；
⑵
采用水泵无法彻底排净水流中的气泡，导致测试数据有一定偏差；
⑶
无法测试较大尺寸试样。
5.目前，因为没有准确的全氟己酮阀门、管件摩阻损失的数据，会导致如下问题：1、无法进行全氟己酮气体灭火设备的管路水力计算；2、无法进行精确的实际工程应用设计。


技术实现要素：

6.鉴于现有技术无法准确测试试样的摩阻损失，用水测试不能真实反映试样实际摩阻损失的问题，本发明提供一种全氟己酮阀门管件摩阻损失测试系统及测试方法，可测试全氟己酮阀门、管件摩阻损失数据，为全氟己酮气体灭火设备设计提供基础数据。
7.本发明采用的技术方案是：一种全氟己酮阀门管件摩阻损失测试系统，包括试样、系统测控管路部分和数据采集处理部分，所述系统测控管路部分的连接为：往复泵一端通过试验管路依次与整流罐、通气阀、截止阀、管路通气阀ⅲ、流量计、试样、管路通气阀ⅳ、清扫阀、排液阀、管路通气阀ⅰ、管路充液阀和往复泵另一端连接构成闭环管路；所述管路通气阀ⅱ上连接有过滤器ⅲ，所述截止阀上连接有压力传感器，所述管路通气阀ⅲ上连接有过滤器ⅳ，所述管路通气阀ⅳ上连接有过滤器
ⅴ
，所述清扫阀上连接有空压机，所述排液阀上分别连接有真空泵和表阀，所述表阀上连接有真空表，所述管路通气阀ⅰ上连接有过滤器ⅰ，所述管路充液阀上连接有储液罐，所述储液罐上分别连接有储液罐充液阀和储液罐通气阀，所述储液罐通气阀上连接有过滤器ⅱ，所述储液罐充液阀）通过试验管路分别与真空泵、排气阀连接；所述系统测控数据采集处理部分的连接为：数据采集器通过线路分别与压力传感器和流量计连接，变频控制柜通过线路分别与真空泵、空压机和往复泵连接；所述储液罐内设有液态的全氟己酮气体灭火剂。
8.一种全氟己酮阀门管件摩阻损失测试系统的测试方法，步骤如下：第一步，进行试验时，首先将试样安装在流量计和管路通气阀ⅳ之间的试验管路
上；第二步，然后开启管路通气阀ⅰ、过滤器ⅰ、滤器ⅱ、储液罐通气阀、过滤器ⅲ、管路通气阀ⅱ、过滤器ⅳ、管路通气阀ⅲ、过滤器
ⅴ
、管路通气阀ⅳ，使管路处于开放状态；第三步，开启管路充液阀，储液罐向试验管路中加注全氟己酮灭火剂，直至过滤器ⅰ、过滤器ⅲ、过滤器ⅳ和过滤器
ⅴ
均有灭火剂溢出，关闭管路通气阀ⅰ、储液罐通气阀、管路通气阀ⅲ、管路通气阀ⅳ、管路充液阀的阀门，使管路处于封闭状态；第四步，开启截止阀,压力传感器与试验管路联通；第五步，预先设定试验流量，并通过变频控制柜控制往复泵开启至设定流量，全氟己酮灭火剂流经整流罐后在试验管路中循环，压力传感器和流量计将采集到的数据传输到数据采集器，用变频控制柜控制往复泵的频率，调整试验流量与试验压力，数据采集器采集到试样流量q/ l/min和压差p/ pa的各5组数据后，根据摩阻损失计算公式，计算试样的摩阻损失，确认试样压力是否满足要求；试验过程中，应确保管路内为湍流状态，使雷诺数大于1*105，根据雷诺数计算公式，将最小雷诺数1*105代入雷诺数计算公式，计算出试验时的最小流量；第六步，试验完成后，开启排液阀、真空表、表阀、真空泵、储液罐充液阀，将全氟己酮灭火剂收回储液罐，开启排气阀进行排气；第七步，再用变频控制柜控制清扫阀、空压机吹扫管路，试验后重新安装试样进行下次试验。
9.步骤5中所述的最小试验流量，根据管径进行计算，使雷诺数大于1*105，管路内为湍流状态；按式（1）计算雷诺数re，re= s d/(vfμ)
………………………
（1）式中s—管道中全氟己酮的流速，m/s；d—管道的实际内径，m；vf—全氟己酮的比容，m3/kg；μ—全氟己酮的动力粘度，kg/m
∙
s。
10.步骤5中所述的摩阻损失计算公式为：按式（2）和式（3）计算等效长度l；l＝l
x
－（a+b）
…………………………………
（2）..............（3）式中l—摩阻损失，m；lx—样品和试验管道的摩阻损失，m；p—压差值，pa；d—管道的实际内径，m；c—测量管路粗糙度系数，镀锌管取120；
q—水流量， l/ min；a—式样前端测压点到式样的距离，m；b—式样后端测压点到式样的距离，m。
11.所述的试样为全氟己酮阀门或直管段或管件。
12.本发明的有益效果是：通过本测试系统及方法，实现了全氟己酮灭火系统应用阀门、管件多种部件摩阻损失测试，全氟己酮灭火剂可重复利用，成本低。试验流量、试验压力可调，实时检测数据变化，动态数据采集。直接采用全氟己酮灭火介质进行测试，数据精度高、测得数据可直接用于工程应用设计。本测试系统还具有高可靠性、高精度、易操作等特点。利用本发明测得的数据可为标准规范的制修订奠定基础，也可直接用于全氟己酮灭火系统的工程设计，具有实用和推广的价值。
附图说明
13.图1为本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
14.如图1所示，一种全氟己酮阀门管件摩阻损失测试系统，包括试样24、系统测控管路部分和数据采集处理部分，系统测控管路部分包括排气阀1、真空泵2、排液阀3、真空表4、表阀5、管路通气阀ⅰ6、过滤器ⅰ7、储液罐充液阀8、过滤器ⅱ9、储液罐通气阀10、储液罐11、管路充液阀12、往复泵13、变频控制柜14、整流罐15、过滤器ⅲ16、管路通气阀ⅱ17、压力传感器18、数据采集器19、截止阀20、过滤器ⅳ21、管路通气阀ⅲ22、流量计23、过滤器
ⅴ
25、管路通气阀ⅳ26、清扫阀27、空压机28和试验管路29；数据采集处理部分包括变频控制柜14、数据采集器19。
15.排气阀1用于真空泵将管路内残余全氟己酮和气体通过排气阀排出；真空泵2用于将管路内试验完毕的全氟己酮抽回储液罐，抽取试验管路内残余全氟己酮和气体，开启真空泵之前需要打开排液阀；真空表4用于监测真空泵工作时的真空度；表阀5用于真空表的开关阀；管路通气阀用于向管路内注全氟己酮时，需打开管路通气阀；过滤器用于过滤空气中的水分；空压机28用于清扫管路；压力传感器18用于测试试样前后压差，流量计23用于测试时时流量；往复泵13为试验用泵，往复泵开启后使全氟己酮灭火剂在封闭试验管路内循环；变频控制柜14以变频或工频方式控制往复泵、真空泵、空压机，清扫阀用于清扫管路时开启；数据采集器19用于采集流量、压差数据。
16.实施例1，全氟己酮阀门管件摩阻损失测试系统的测试方法：第一步，进行试验时，首先将全氟己酮阀门安装在流量计23和管路通气阀ⅳ26之间的试验管路29上。
17.第二步，然后开启管路通气阀ⅰ6、过滤器ⅰ7、滤器ⅱ9、储液罐通气阀10、过滤器ⅲ16、管路通气阀ⅱ17、过滤器ⅳ21、管路通气阀ⅲ22、过滤器
ⅴ
25、管路通气阀ⅳ26，使管路与外界联通，为全氟己酮灭火剂的加注做好准备。
18.第三步，开启管路充液阀12，储液罐11向试验管路29中加注全氟己酮灭火剂，直至过滤器ⅰ7、过滤器ⅲ16、过滤器ⅳ21和过滤器
ⅴ
25均有灭火剂溢出，则关闭管路通气阀ⅰ6、储液罐通气阀10、管路通气阀ⅲ22、管路通气阀ⅳ26、管路充液阀12的阀门，确保试验管路
处于畅通状态。
19.第四步，开启截止阀20，压力传感器18与试验管路29联通。
20.第五步，计算最小流量，利用公式re= s d/(vfμ)
……………………
（1）计算流量，1*105=s*0.05/(0.0733*0.39),则管道内的最小流速s为5717.4m/s，则满足雷诺数要求的最小流量为0.68l/min，并通过变频控制柜14控制往复泵13大于计算的最小流量，全氟己酮灭火剂流经整流罐15后在试验管路29中循环，压力传感器18与流量计23、采集到的数据传输到数据采集器19，用变频控制柜14控制往复泵13的频率，调整试验流量与试验压力；数据采集器19采集到试样24流量q/ l/min和压差p/ pa的各5组数据后见表1，根据摩阻损失计算公式，计算试样的摩阻损失，实验前用卡尺测得管路实际内径d，然后通过变频控制器调节往复泵的频率使流量大于最小流量，升高频率，使流量增加，待数值稳定时记录测得的流量和压差，共记录5组数据，将流量压差数据代入公式（2）l＝l
x
－（a+b）和公式（3）可计算摩阻损失（以表1序号1的数据为例）：l＝（p*120
1.85
*（0.05*103）
4.87
）/（6.05*10
10
*q
1.85
）－（1.0+0.5）l＝（p*7022.40*187924724.01）/（60500000000*q
1.85
）－1.5l＝21.81*p/q
1.85
－1.5l＝4.4m。
21.表1 测试五组数据计算摩阻损失通过计算得到表1中的5组摩阻损失数据，再取平均值，得到的结果为：（4.4+4.5+4.8+5.0+5.2）/5=4.78m该摩阻损失数值即为该试样用全氟几酮灭火剂测试得到的摩阻损失结果，用于实际工程设计。
22.直管段、管件摩阻损失测试方法按照实施例1进行操作。