供水工程空气阀的设置分析.pdfVIP

第44卷 第 19期 人 民 长 江 V01．44．No．19 2013年 10月 Yangtze River 0ct．． 2013 文章编号 ：1001—4179(2013)19—0009—03 供 水 工 程 空 气 阀 的设置 分 析 胡 建 永 ，方 杰 (1．浙江水利水 电学院 水利工程系，浙江 杭州 310018； 2．中国水 电顾 问集 团华东勘测设计研究院，浙江 杭州 310014) 摘要 ：管道供水工程的运行效果与空气阀的设置位置、间距和空气阀的进排气孔 口尺寸关系密切。通过对管 线 中气体动态特性和管线输送气体 能力的分析 ，提 出了空气阀设置间距的建议取值原则。以管道充放水为控 制工况 ，按照等体积原则推导了空气阀进排气孔 口尺寸的理论计算方法。实例分析表 明，经验取值与理论分 析得到的空气阀设置方案存在 明显的差异，理论分析得到的空气 阀布置 间距和进排气孔 口直径 比经验法更 小。研究表明，以经验取值原则为基础 ，结合理论分析方法 ，可以为空气阀的设置和优化提供更为明确的分析 依 据 。 关 键 词 ：空气阀；口径 ；充水 ；放空；供水工程 中图法分类号 ：TV672+．2 文献标志码 ：A 大型供水工程是解 决水资源时空分布不均 ，缓解 评估是很有必要的。 水量供需矛盾的重要途径 ，管道密闭输水是其 中重要 1 管线中气体的动态特性 的一种方式 。采用这种方式不仅沿程水资源损耗小， 而且在保护供水水质、节省投资和缩短工期等方面也 长距离供水管道系统中的气体来源主要是水流 自 具有一定优势 ，但同时也为供水工程安全运行带来 了 身的溶解气体和某些非正常运行工况下由外部进入的 不利因素 ，尤其值得重视 的是管道的进排气 问题 。尽 气体。供水管道系统受水量需求的波动 ，运行工况多 管工程设计时对空气阀设置进行 了充分论证，但 由于 变 ，管道 内水流流态复杂 ，在管道充水和放空工况下尤 进排气不畅而导致的运行事故仍时有发生 。 为突出。研究表明 ，竖直管线 中的水流流态大致有 空气阀是供水工程中的常见设备 ，主要起负压防 6种 ：泡状流、团状流、段塞流、泡沫流、环状流和雾状 护和运行排气的作用 。空气阀的设置主要应考虑设置 流。水平管线中的水流流态大致有 7种 ，主要包括气 位置 、间距以及 口径等 问题 。理论研究和工程实践表 泡流、团状流、层状流、波状流 、段塞流 、环状流及雾状 明 ，空气阀应设置在管线 的隆起点以及长直管道 流 。在不同的流速和流态下 ，水体 中气体 的存在形式 上。对于空气阀的布置间距和 口径 的确定 ，目前 尚缺 也不同，主要呈现为 自由气泡 、小气囊和滞 留大气团。 乏系统的理论依据 ，在工程设计和实际运行 中大多根 空气阀在设计和计算时，引入的很重要 的假设就 据工程经验进行 。由于缺乏理论指导 ，对空气 阀设置 是气体始终聚集在空气 阀附近，但供水管道 中水流的 的效果和合理性进行系统 的评估也较为困难 ，尤其对 复杂流态 ，致使在很多运行工况下这一假设并不能很 于长距离供水工程 ，因管线长 、起伏大 ，需要设置 的空 好地得到满足。国内外 的理论研究和工程实践表明， 气阀数量众多 ，若设置不 当，轻则产生设备浪费，重则 空气阀的性能在很大程度上受到水流流态的影响。以 造成管线进排气能力不足 ，危及工程的运行安全 。因 排气功能为例 ，在很多工况下高速排气阀往往只能进 此 ，通过理论分析来对供水工程 中空气 阀的设置进行 行微