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1、排气阀的重要性长期以来，人们对城镇配水管道是否含气、是否可能造成爆管问题认识不足，就不能从根本上解决管网时常漏水的问题。因此我们有必要揭示正常运行的供水管网可能存气的原因以及管道升压和造成爆管的原理，以便得提高对含气型断流水水锤的认识能力。1、正常运行管网中的气体来源：供水管网的气体产生主要有下面五种情况（1）部分区域或全管网因故停水；（2）个别管段事故抢修放空；（3）单个或多个大用户流量调节过快使管道出现负压，排气阀及管道不严处注气；（4）不在流动中的气体释放；（5）在水泵吸水管和叶轮内，因运行负压产生的气
2、体释放。2、供水管网气囊运动特点及危害分析：由于供水管网的管径沿主水流方向由大变小，管道存气的主要形式是段塞流，即气体以不连续的多个独立气囊存在于管顶。其气囊长度和占过的水断面面积取决于气体的含量、管径大小及管道纵断面条件等等。理论研究和实践表明，气囊沿管顶随水流运动，易在管道转弯起、变径、阀门等处产生聚集，并产生压力振荡。由于管网水流速度和方向具有很大的随机性，气运动引起的压力升高将在很大的程度上取决于水流速度变化的剧烈程度。经有关实验证明，其压力升高达2Mpa，足以破坏一般供水管道。此外值得注意的是，长期
3、在管网中运动的气囊，其体积的大小随所到处的压力大小变化。这进一步加剧了含气水流的压力波动，造成管道爆裂增多。管道含气危害由含气量的大小、管道构造以及运行操作等等因素有关，其危害可分成显性和隐性两类，其特点如下：显性危害主要有以下几个方面（1）排气不畅造成通水困难在水气相间时，浮球式排气阀的大排气口的作用几乎为零，仅靠微孔排气，造成了严重“气堵”，气排不出，水流不畅，使水流通道截面积人变小甚至切断，水流受阻，系统循环能力下降，局部流速提高，水头损失增大，为了维持原来的循环量或水头必须增开水泵，增加动力和对行费用
4、。（2）排气不畅造成通水及运行期间爆管，供水系统无法正常运行管道因排气阀因能微量排气而造成爆管的现象多，根据有关理论计算，排气不畅引起的气爆压力最高可达20~40个大气压，其破坏力相当于静压40~80个大气压，足以破坏任何供水管道,工程上最强的球铸铁被破坏屡见不鲜,各类管道爆管事例更是不胜枚举,典型的有,东北某市,输水管长91Km,几年运行爆管达108次之多,沈阳建工学院的专家经分析后结论为气爆.南方某市一段输水管仅860m,管径DN1200mm,运行一年爆管达6次之多.结论是因排气阀只能是微量排气造成输水管
5、排气不畅引起的气爆破坏.最后将排气更换成能保证大量排气的动力式高速排气阀,从根本上解决了爆管问题.（3）由于水中容解空气的不断释放和空气气囊的逐渐形成和增大，管内水流速度动压不断变化，系统参数不稳定，并可能产生较大的振动和噪音。（4）交替接触空气和水，金属表面腐蚀加剧。（5）管道内产生令人不愉快的噪声。擀气不畅引起的隐性危害1排气不畅有可能使管道压力不稳,流量调节失准,管道自动控制失准,安全防护措施失效;2管道漏水量增加;3管道故障增多,长期不断的压力震荡造成管道接头及管壁疲劳,引起使用寿命降低等问题,增加维
6、护费用;大量的理论研究和一些应用表明,有压供水管道含气较多时,极易发生对管道危害最大的断流弥合水锤,长期使用会使壁疲劳脆裂,寿命缩短,加大漏失水量,甚至爆管.城市供水管道爆漏的最大病根就是管道排气问题,解决问题的最重要途径就是底排净管道存气,选用能够排净的排气阀.目前动力式高速排气阀可满足要求.·动力式排气阀的研制1、动力式排气阀的研制运用流体动力学的原理产生以下效应：在气排出的过程中，具有球密封面的阀口始终保持开启，但当实心水柱上升时浮球封闭阀口。而传统式大孔口排气阀的阀体内有一个有护筒（或护罩），以抵挡射
7、出的高速气流对浮球的冲击。但是在高速排气状态下，阀体的内部会产生高速的扰动气流。尽管设有护筒（或护罩），但是高速的扰动气流还是会影响到浮球，此时浮球所受的气动力大于浮球的重力，浮球就会被高速气流吹出堵塞排气阀口。失去高速排气功能导致大量空气滞留管内。2、理论依据在开发动力式高速进排气阀过程中，我们应用到了流体力学的内容。我们用一个乒乓球和锥形漏斗很容易演示出动力式高速进排气阀的工作原理：将乒乓球置于锥形漏斗之上，沿轴向吹气，乒乓球将被悬浮在颈部（不会被吹出）。如果将漏斗倒置过来气流沿轴向由上向下吹，乒乓球也能
8、够克服重力而悬浮在漏斗颈部。动力式高速进排气阀的原理同以上原理一样。高速气流在通过浮球时，由于浮球后部表面有显著的变化，浮球表面上的附面层一般发展不稳定，出现附面层分离，并在物体后形成旋涡尾流，此时物体所受的压差阻力很大，并且气体在浮球的后方由于流通面积的增大，流速变小，根据伯努利方程得：流速变小、压力增大。气流在浮球后面经过一个减速、扩压过程。这样由于浮球上下部分存在压力差，就可以把浮球悬浮在阀体
