Эксплуатация напорных водоводов

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