3.1. Содержание работы: В воде, которая транспортируется по напорным водоводам, всегда есть растворенный воздух, который удаляется из водовода через эксплутационные вантузы. При опорожнении водовода вода удаляется через водовыпуски, а в это время воздух входит в водовод через вантузы. Поэтому между вантузами и водовыпусками существует определенная гидравлическая зависимость, т.е. их нужно рассчитать совместно. Этот расчет обычно производят по методу профессора О.О.Сурина.
3.2. Требуется рассчитывать работу вантузов и водовыпусков для трех характерных случаев их размещения и работы:
Первый случай: вода выпускается из одного участка водовода диаметром d и длиной l, через водовыпуск диаметром d0 и длиной l0. Верхняя точка водовода выше точки выпуска воды на величину H1(см. рис. 3.1)
Второй случай: вода выпускается из двух участков водовода диаметром d каждый и длиной: первый l1 и второй l2. Водовыпуск имеет диаметр d0 и длину l0. Верхние точки обоих участков водоводов находятся на одинаковой высоте над точкой водовыпуска, равной H1 (см. рис. 3.1).
Третий случай: вода выпускается из двух участков водовода диаметром d каждый и длиной: первый l1и второй l2. Водовыпуск имеет диаметр d0 и длину l0. Верхняя точка первого участка находится на высоте Н1 от точки водовыпуска, а верхняя точка второго участка на высоте Н2 от точки водовыпуска (см. рис. 3.1)
3..1 Исходные данные для расчетов принимаются из таблицы 3.1.
Таблица 3.1
Исходные данные для расчетов
| Обозначения велич. | Ед. измерения | варианты | |||||||||
| d | мм | ||||||||||
| l | м |
Продолжение таблицы 3.1
| d0 | мм | ||||||||||
| l0 | м | ||||||||||
| H1 | м | ||||||||||
| l2 | м | ||||||||||
| H2 | м |
3.4. Пример решения I задачи.
Время опорожнения водовода определяют по формуле:
, (3.1)
где l1- длина участка, м;
H1 – превышение верхней точки водовода над точкой водовыпуска, м;
- показатель, который вычисляется по формуле:
, (3.2)
где 
- коэффициент сопротивления водовыпуска зависящий для чугунных и асбетоцементных труб от их диаметра (таблица 3.2):
Таблица 3.2
| d0 мм | ||||||||
|
| 0,037 | 0,036 | 0,033 | 0,031 | 0,029 | 0,026 | 0,024 | 0,023 |
z – показатель степени, зависящий от соотношения между диаметрами водовыпуска и водовода(таблица 3.3):
Таблица 3.3
| 0,2- 0,3 | 0,3-0,4 | 0,4-0,5 | 0,5-0,6 |
| z | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 |
Начальная скорость движения воды в водоводе при его опорожнении определяется по формуле:
(3.3)
По мере опорожнения водовода скорость движения воды в нем уменьшается, так как уменьшается статический напор.
Диаметр открытия вантуза для впуска воздуха во время опорожнения водовода, а также для удаления его во время наполнения водовода определяется по формуле:
,м (3.4)
где Е – коэффициент, равный 0,9;
V2- наибольшая скорость движения воды во время заполнения или опорожнения водовода (примерно равняется начальной скорости)
V1- скорость движения воздуха в отверстии вантуза, принимается в пределах 40-50 м/с.
3.5 Пример решения 2 задачи.
Время опорожнения водовода определяется по формуле:
(3.5)
где l1- длина участка, м;
Н1- превышение верхней точки водовода над точкой водовыпуска, м;
С- показатель, который определяется по формуле:
(3.6)
где 
Начальная скорость движения воды в водоводе во время его опорожнения определяется по формуле:
(3.7)
Диаметр открытия вантуза для выпуска воздуха определяется по формуле:
м
3.6 Пример решения третьей задачи.
Учитывая, что в этом случае Н1›Н2, время опорожнения водовода определяется по формуле:
(3.8)
Первый член правой части уравнения показывает время опорожнения участка водовода длиной l2, а второй – участка водовода длиной l1+l2.
Определяется величина :
Величина 
Величина 
Время опорожнения водовода:
Расчетная работа № 4
