混合气体灭火系统（IG541）的管网流动计算方法

　　IG541混合气体对大气臭氧层没有损耗，也不会对地球的“温室效应”产生影响，而且混合气体无毒、无色、无腐蚀、不导电，既不支持燃烧，又不与大部分物质产生反应，臭氧耗损潜能值ODP=0，温室效应潜能值GWP=0，其在大气中存留的时间很短，其灭火机理是将燃烧区中氧的浓度降低到维持燃烧所需最低氧浓度以下，实现窒息灭火，是纯物理灭火，是一种十分理想的环保型灭火剂。该型灭火剂已被广泛应用，并且列入CB50370-2005《气体灭火系统设计规范》中。笔者结合消防监督实践，研究了该灭火系统灭火剂在其喷射过程中的可压缩流体释放过程，喷射介质在管网流动过程为亚音速减压膨胀流动、音速减压膨胀流动过程等相关工况，经过计算发现一些值得商椎的问题。

　　1可压缩气体流动

　　GB50370-2005中计算方法总体思路是，选定一初始压力A（公式3.4.8-4），指定一流量2。（公式为3.4.8-1、3.4.8-2），令其与P1对应，代入气体管道流动方程（公式3.4.8-7）计算管网中指定段管道（孔板以后）沿程各截面的压力及出口压力P2（注：P2专指管道出口流体压力，与规范中P2的意义不同），进而确定管网系统中气体流动时有否符合第3.4.9条所列条件的流动工况点，以一组数据（Pi，gr，2）表示，认为在3.4.9条所列条件下流动的此工况点即为管网系统不稳定释放流动整个过程的平均工况点，有此工况点的管网系统就是灭火药剂释放速度合格的系统，即可以据此设计建造管网。暂时不讨论该计算所得的工况点可否作为平均工况点的问题。

　　这种算法对于不可压缩流体管道流动在任何情况下都是正确的，所算得的工况点按设想条件也是会出现的工况点。但是这种算法是否也适合可压缩气体流动，则要具体情况具体分析。

　　不可压缩流体管道流动方程见式（1）：

　　由式（1）可知，不可压缩流体在一个确定的管道系统内流动，压力P与流量2具有任意一一对应的特点，因而其计算可以选定一进口压力P1，指定一9与其对应，代入该方程就可算得下游管道任一截面上的压力，如管道出口压力2，这个工况点（P1，Q.P2）就是一个描述不可压缩流体管道内实在流动的工况点，据此可以设计管道系统，液化气灭火剂管网的流动计算方法一般是按这种思路做出的；可压缩气体在某种条件范围的管道流动也具有该特点，即，可以选定一进口压力PA（对气体还得有密度21或温度Ti），指定一9，再代入气体流动等方程计算2Q2，则这个工况点（1Q1，9，2Q2）也是气体在管道内客观实在流动的工况点；而另一种条件范围内的流动，P1Q1与g任意一一对应的这个特点则不复存在，这时用指定参数互相对应的算法确定的流动工况点就是一个虚构的工况点，描述的将不是气体的实际流动。这个条件范围中的气体流动就不能再用这种指定参数互相对应的算法确定流动工况点了。