在输水管道中增设排气阀
消除长距离输水管道水锤压力的措施
消除长距离输水管道水锤压力的措施【摘要】近年来我国城市建设发展迅速,水利工程建设也越来越多。
特别是城市地下输水管路工程,所铺设的输水管道较长。
这种长距离输水管路很容易产生水锤压力,对铺设的管路产生强大的压强,损坏输水管路设备。
由于近年来水利工程爆管事故频发,对人民生命财产造成极大损失,因此这应该引起技术工程人员的高度重视。
我们应该分析水锤压力的产生原因,采取合理措施消减水锤压力,保护输水管路设备。
这方面的课题研究对保证水利工程的安全性和可靠性具有非常重要的意义。
【关键词】长距离输水管道防水锤由于我国特殊的气候条件和地理环境的不同,导致我国水资源分布严重不均。
这就需要进行长距离的输水工程来缓解水资源匮乏引起的问题。
我们选择管道输水的方式,是因为这种输水方式具有很多优点,例如施工成本低,对环境要求不高,施工作业方便快捷等。
但是,在长距离的输水过程中都普遍存在一个问题,就是水锤压力。
它的产生严重影响着输水工程的质量安全,这里我们将详细进行分析。
1 水锤产生的原因及破坏形式水锤的产生实质上主要是水流在管道内的流速发生变化造成的。
由于水流具有惯性和可压缩性,在流动过程中水流速度发生变化就会引起水体的总动量发生急剧变化,这部分变化就会用力的形式作用于输水管路内壁上,对输水管路产生极大的撞击力,损坏输水管路。
水锤的破坏力极强,是工程最大的安全隐患,因此在长距离的输水工程中,一定要考虑如何消减,水锤压力,采取有效的防护措施。
只有这方面做好了,才能保证输水工程的安全有效运行,保证人民的生命财产不受损失。
在水锤引起的输水工程安全事故中,由负压引起的水锤破坏是泵站系统中最容易出现的。
为此,我们要着重考虑这方面的问题,把水锤压力消减到安全可控的安全范围之内。
除了管路内水流速度发生急剧变化能产生水锤外,还有另一个原因,就是输水管道内有空气。
空气在管道内占用了一部分空间,当内部压力突然发生变化时,空气柱受到挤压会急剧膨胀,这时候空气柱会推动管道内水体流动,形成气推水、水推气的现象,这就是水锤。
国家开放大学电大专科《管道工程技术》简答题题库及答案(试卷号2458)
国家开放大学电大专科《管道工程技术》简答题题库及答案（试卷号2458）国家开放大学电大专科《管道工程技术》简答题题库及答案（试卷号：2458）盗传必究简答题1．简述无压管道闭水试验的操作步骤？答：(1)充水浸泡经对墙堵进行3～4天的养护后，即可向管内充水。
充水高度为：试验段上游设计水头不超过管顶内壁时，试验水头从试验段上游管顶内壁加2m;试验段上游设计水头超过管顶内壁时，计算出的试验水头超过上游检查井井口时，试验水头以上游检查井井口高度为准。
试验管段灌满水浸泡24h后(UPV-C管浸泡12h以上)，即可进行闭水试验。
(2)渗水量测定试验管段灌满水浸泡后，且试验水头达到规定值后开始计时，观测管道的渗水量，直至观测结束时，应不断向试验管段内补水，保持试验水头恒定。
渗水量的观测时间不得少于30min。
实测渗水量按计算。
当q小于或等于允许渗水量时，即认为合格。
2．沟槽的断面形式有哪些？适用范围各是什么？答：直槽（免支撑）：适用于在天然湿度的土中开槽，槽底在地下水以上，且深度不大；梯形槽：适用于槽深超过直槽的限制，地形允许；混合槽（上层梯形槽，下层直槽加支撑）：适用于因地形限制或槽深土方量过大，开挖多层梯形槽不允许时；联合槽：适用于两种以上管道间距很近，又在同一时间施工时。
3．给水管网设排气阀和泄水阀有什么作用？各安装在什么地方？答：排气阀的作用是自动排除管道中聚积的空气。
在输水管道和配水管网隆起点和平直段的必要位置上应装设排气阀。
泄水阀的作用是排除管道中的沉积物以及检修和放空管道内存水。
在输水管道和配水管网低处和平直段的必要位置上应装设泄水阀。
目前国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多，可根据土壤的腐蚀性能决定防腐绝缘层等级，选用石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油磁漆、聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末涂层等防腐绝缘材料。
5.什么是给水系统，给水系统的供水对象主要有哪些？答：给水系统是指从水源取水，按照人们生活和工业生产等对水质要求，在水厂中进行处理，然后把水供给用户的一系列构筑物。
长距离输水管道漏水原因分析与防漏措施研究
过滤设备、 消毒设备、 系统集成等方面都取得了很大 的进步。许多新工艺， 新技术的引进， 对国内传统的
游泳池设计带来了很大的冲击。 多年以来， 我国游泳池的过滤系统大都采用石 英砂过滤， 经过大量的工程实践， 目前已经成为比较 成熟的一种工艺。而采用预涂膜硅藻土（ Ｅ 过滤 Ｄ） 在国内却是比较新型的工艺。
１１１ 压力 ．．
好， 当管道所受到的水压发生变化时， 顶部最薄弱的
地方就会被突破。引青济秦管道运行因为压力变化导
给水排水 Ｖｌ １ ． ０５ ７ ｏ ３ ｏ３ ０ ８ ． Ｎ ２
万方数据
润 几旧 阴， 口住旧四 山砚〔 以 ‘肠 曰 闷困 ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．曰 ．． ．． ．． ．． ．． ．
解 ：
致的 漏水均发生在管道顶部胶圈的地方， 不是被挤出 就是被吸进， 这是最主要的原因。现在引青济秦管道 运行 １年了， ２ 还没有发现被挤出的胶圈老化现象。 １１４ 土壤冻融 ．． 南方的管道基本不存在土壤冻融影响， 北方的 管道， 土壤冻融却是一个不可忽视的问题。引青济 秦管道运行 １ 年来， ２ 在冻融交替的季节每年都会发 生漏水现象。尤其是异常寒冷的冬天， 冻土层加厚， 当超过平均冻土层的厚度时， 漏水就会增多。秦皇 岛地区冻土层为 ８ － ｃ ， ０ ２ ｍ 按设计要求， １０ 引青济 秦管道均应埋在冻土层以下。通常管道埋得越深土 壤冻融对其影响越小。但是钢筋混凝土管道设计要 求管顶覆土厚度在 ２ ｍ左右， 最高不得超过 ４ｍ 否 ， 则上层土压力太大管道容易变形。引青济秦管道由 于设计施工维护等诸多原因许多管道皆在冻土层以 内， 冬季结冻时地基土壤膨胀， 周围冻土会对管道产 生一个环向压力， 管道受到挤压， 这时很少发生漏水 现象。春季土壤解冻基础下陷产生不均匀沉降， 影 响承插口从而导致漏水。
长距离重力输水管道的有关问题探讨
长距离重力输水管道的有关问题探讨发表时间：2019-09-11T16:11:25.093Z 来源：《基层建设》2019年第18期作者：马尚乾[导读] 摘要：随着我国经济水平的快速提高，人们的生活水平得到了很大的提升，而为了能对水资源匮乏问题进行有效的解决，并满足人们日常的用水需求，就需要加强对长距离输水的研究，经过对三种输水方式的对比可以发现，重力输水虽然受到地形的制约，但其在长距离的输水过程中仍是具备着较大的优势。
青海省水利水电勘测设计研究院青海西宁 810000摘要：随着我国经济水平的快速提高，人们的生活水平得到了很大的提升，而为了能对水资源匮乏问题进行有效的解决，并满足人们日常的用水需求，就需要加强对长距离输水的研究，经过对三种输水方式的对比可以发现，重力输水虽然受到地形的制约，但其在长距离的输水过程中仍是具备着较大的优势。
而长距离输水管道作为输水工程的重要组成部分，其发挥着不可或缺的作用，因此，本文对长距离重力输水管道的相关问题进行分析，并对相应的控制措施进行了阐述。
关键词：长距离重力输水；管道；问题；措施水是人类赖以生存的源泉，也是促进人类发展的重要资源，随着近些年来我国各个行业的不断发展，导致人们对水资源的利用也是逐渐频繁。
地球表面的71%都被水覆盖，但可以供人类生存发展使用的淡水却只占有0.26%。
近些年随着人类工业、农业的发展及人口的快速增长，导致世界各地都出现了水资源匮乏的问题，部分地区的水资源甚至都无法维持人们的日常生活，在此背景下，长距离输水工程的应运而生，在很大程度上解决了部分地区的水资源匮乏问题。
我国的地域较为辽阔，因此导致水资源在时间及空间的分布上极不均衡。
且随着社会的不断发展，我国很多地区内的水资源都无法满足当地的正常用水需求。
因此，加强对长距离输水工程的研究，降低长距离重力输水管道有关问题的发生几率，成为了现阶段的重要问题。
1.输水方案的对比1.1重力输水重力输水是通过对地势高差的利用进行输水的一项方式，重力输水主要分为两种类型：一，无压流输水，即在输水过程中不会产生水压；二，承压流输水，即在水资源的输送途中利用水压进行输水。
长距离输水工程有关技术问题的探讨
长距离输水工程有关技术问题的探讨论文作者：陈涌城摘要：概述华北院承担在建长距离输水工程实例，论述长距离输水工程管材的选择，水锤的防护技术与安全措施，经济流速的计算与经济管径的确定方法。
关键词：长距离输水工程水锤经济流速经济管径华北设计院自78年以来承担和参加国内大型长距离输水工程累积18项之多，如天津市“引滦入津”工程，大连市“引碧入连”工程，石家庄引岗黄水库水工程等等，目前正在设计或正在施工中尚有8项，列表如下：长距离输水工程在建项目表序号工程名称工程简介工程进展情况1邯郸市“岳济邯”工程（二期）岳城水库至铁西水厂，管道总长56km（重力流），规模10万m3/d，工压0.4-0.5Mpa，采用DN1200预应力混凝土管长36km，DN1400预应力混凝土管20km。
输水线路走向同一期施工图设计阶段2长治市辛安引水工程（二期）辛安水源至长治水厂输水规模8.64万m3/d(lm3/s)，采用DN1000钢管，δ=10mm，工压1.8Mpa，L=12km；DN1000预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12km；DN900预应力混凝土管，工压0.6Mpa，L=12.17km正在进行管材与施工队伍的招投标。
3衡水市“引湖入衡”工程衡水湖至衡水市水厂，规模10万m3/d，工压0.4Mpa，采用2根DN800预应力混凝土管，管长L=9.8km(其中穿越河道采用钢管)取水工程正在施工，取水管道已敷设6km。
4呼和浩特市引黄供水工程黄河浦滩拐至金河水厂，总长82.16km1）二道洼水库上段，规模40万m3/d，采用二根DN1600球墨铸铁管，长2.73km，工压0.8Mpa；采用DN2000PCCP管（预应力钢套筒混凝土管），长62.96km，工压0.6Mpa。
2）二道洼水库下段（重力流），规模20万m3/d，采用二根DN2000预应力混凝土管，工压0.4Mpa，长16.47km。
取水泵站正在建设，二根球墨铸铁管敷设完毕，PCCP管与PCP管正在施工。
给水排水管道工程习题(市政工程)-2
《给水排水管道工程》练习题一、填空1、合流制排水系统分为直排式合流制排水系统、截流式合流制排水系统和完全合流制排水系统三类.P１42、比流量分为长度比流量和面积比流量。
Ｐ693、管网核算条件包括消防时、事故时、最大传输时。
P864、水压试验按其目的分为强度试验和严密性试验两种。
P10３5、给水用的阀门包括闸阀和蝶阀.Ｐ１1６6、居民生活污水量定额,对给水排水系统完善的地区可按用水定额的９０%计,一般地区可按用水定额的8０％计。
P1257、每一设计管段的污水流量可能包括以下３种流量:本段流量、转输流量和集中流量。
P1308、排水管道平面图上，每一设计管段都应注明管段长度、设计管径和设计坡度。
P14５9、雨水管道在街坊内部最小管径为２00mｍ，在街道下最小管径为３0０ｍm。
P16410、我国多数城市一般采用截流倍数ｎ０=３。
P18９11、控制管道腐蚀的方法有调整水质、涂衬保护层和更换管道材料.P２2612、给水管网布置的两种基本形式：树状管网和环状管网。
P2013、污水管道的控制点是指在污水排水区域内,对管道系统的埋深起控制作用的点。
Ｐ3014、常用的管道基础有天然基础、砂基础和混凝土基础.P10315、污水管道在街坊和厂区内的最小管径为200ｍm，在街道下的最小管径为300mｍ。
P13416、雨水管渠最小设计流速为０。
75m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。
P16417、钢筋混凝土管口形式有承插式、企口式、平口式，顶管法施工中常用平口管。
Ｐ1９８18、雨水和合流管道最小管径３０0mｍ，最小设计坡度0。
０03。
P165二、判断1、水量调节设施包括泵站、清水池、水塔、高位水池。
(×)Ｐ62、巴甫洛夫斯基公式适用于较光滑的圆管满流紊流计算,主要用于给水管道水力计算。
(×)P3７3、总变化系数Kz是指一年中最大日污水量与平均日污水量的比值.(×)P1２６4、暴雨强度是指单位时间内的平均降雨深度。
长距离压力输水管道排气问题的研究
长距离压力输水管道排气问题的研究
米海蓉
（ 哈尔 滨工程 大学 建筑工程学院 ， 哈尔滨 １０ ０ ） ５０ １
摘
要： 由于输 水管道 负担全 系统供水 ， 安全性尤为重 要， 因排气 不畅引发气 爆型 水锤导致 的爆 管事故 时有发 生 ， 但 因而研究有 压
输水管 道的排气 问题对输水 管道 的安全使用具有 重要意 义。为保证 系统安 全性 ， 应采 取适 当的措施 并开 展进一 步 的研 究
停泵或快速关 阀进气 。 根据 国内外对压力输水 管道系 统 中有关 气体 释放 、 气液
两相瞬变流基本理 论 、 气进排 气 阀 的特性 、 留气 团的动 空 截
般长距离输水管 路的设计 流速不 大 ， 管道 中 的气 体是
以气囊 的形式存 在于 管道 上部 和 管道 的 隆起 段。管 路 中存
（ 瞬间出现并迅速转化为波状流或段塞 流） 。 在 正 常情况 下 ， 道 中 的水 流 可近 似地 看 成是 恒 定 流 管
力振荡之 中。气囊 的运 动 和压 力振 荡 反过 来 又会 引起 水流 速度的变化 ， 而引发气爆型 水锤 。这种 水锤 的破 坏作 用是 从 非常大 的， 照 直 接 水 锤 理 论 计 算 公 式 ， 流 流 速 变 化 按 水 １０ ／ 时 ， ． ｍ ｓ 即可 引发 约 １０ｍ水柱 高 的直 接水 锤。供 水管 网 ０ 中频频发生爆管 事故 ， 气 不畅 是 主要 原 因。在小 １ 排 ：３径 管道 中， 可能因气 囊阻 断水 流 而造 成 通水 困难 ， 还 增加 运行
的管道 。由于输水管 道 负担全 系统供 水 ， 压力 较高 ， 别 且 特
是随着我 国社会 经 济 的快 速发 展 ， 距 离调 水 工 程 日益 增 远 多， 工程规模 也愈来 愈大 ， 输水 管道 的安全 运行 问题 已经引 起高度重视 。多年 来因排 气不 畅引 发 气爆 型水 锤导 致 的爆 管事故时有发 生。本文 主要探 讨压 力输 水 管道 内气 体 的产 生、 存在 形式 、 造成 的危害及应采取 的措施 。
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点
浅谈长距离重力流输水管道中的压力特点摘要:为了深入了解长距离重力流输水管道的压力特点,并且为该类管道的以后更好的运用提供建设性意见，我们在这里采用将重力流输水不同类型分开论述的方式，分析了承压重力流输水管道在运行输送水时的特点及结构原理，最后通过对工程的重力流输水管道水锤压力的分析，让大家对长距离重力流输水管道体制的运行原理及影响因素有更进一步的了解。
关键词：重力流；水击；排气阀；恒速减压阀由于气候条件和经济发展的影响,供水不足问题一直制约着我国许多大中型城市.人们的正常生活和社会经济的发展都离不开水源，所以为了解决水资源匮乏问题，长距离调水工程慢慢受到了社会大众的重视,许多地区已经开始制定调水方案并付诸实施。
近几年来，为了满足缺水城市的水资源供应，各地都兴建了许多长距离重力流调水工程。
随着调水工程的兴起，供水工程系统的安全隐患也随之产生，所以为了安全供水，我们要加强长距离重力流输水管道的安全管理，消除供水过程中的安全隐患。
本文就是通过对长距离重力流输水管道的压力变化特点进行分析探究后，为输水系统的正常运行以及准确计算管道即时压力提供科学有效的理论依据，方便设计者设计出更完善的供水方案。
此外,进行管道压力特点分析对于供水系统的安全管理也有十分重要的作用。
一、重力流输水的分类根据水力学的重力流输原理，我们将供水系统的重力流输水分成了以下两类。
明渠或者暗涵均可以划分为第一类无压流输水，而另一类是承压流输水一般而言指的也是暗涵。
所谓的无压流输水就是在输送途中不产生水压，类似与自然界的河水流态。
无压流输水在输水过程中流速的缓急完全取决于地形的陡峭程度,渠道的坡度决定了水流的坡度。
无压流输水的供给目的地一般都是开阔的蓄水池、水库等无压力且足够大的储水地。
承压流输水在输水过程中则主要依赖于动水压力和静水压,它的输送原理和水泵加压输水也有差别.但用承压流输水方式进行供水的时候,水需要流经暗管,进入管道后就形成了压力，压力的大小与输送管道的长短呈长相关。
阀门的技术要求
伸缩蝶阀的技术要求工作条件：工作介质为水,介质压力为1.0MPA1．主要性能要求①蝶板要求贯穿式框架结构,使流阻系数及水头损失减少②蝶阀采用软密封,密封采用丁晴橡胶③蝶阀的阀轴轴套采用自润滑轴套;阀门为开闭型,立式卧式均可;④阀门能双向承压,正、反两方向的承受压力均为阀门的额定压力;阀门关闭时蝶板和阀座要求密封性能良好,阀门保持100%零泄漏;⑤转动方向：顺时针关闭,相反则开启,阀门上有显示蝶板位置的指示器4阀座材质要求为不锈钢喷焊工艺;5橡胶密封圈要求采用“T”型结构与蝶板上的“T”槽相配合并用压板紧固;同时在蝶板压圈处设有调节螺钉,随时调整橡胶密封的比压以确保密封不泄露;6橡胶密封圈要求可以在不拆卸主阀体、阀杆的情况下更换、维修方便;7蝶板要求采用框架结构;8轴承要求采用自润滑;9阀体整体要求防腐采用环氧树脂静电喷涂;10要求具有双向密封功能,安装时不受介质流向的控制也不受空间位置的影响,可以在任何方向安装;11 阀轴要求为耐磨不锈钢材料,轴套采用自润式轴承,且无需注油;阀轴密封为“V”型圈式或“O”型圈式;12伸缩蝶阀的伸缩量在3-10CM之间;闸阀的技术要求1.设备的技术参数要求1.1设备的名称：弹性座封闸阀5.1阀体、阀盖：球墨铸铁QT4505.2阀轴：不锈钢2Cr135.3轴套：铜BC65.4阀板：不锈钢内外包覆EPDM5.5手轮：钢45压制5.6密封圈：丁晴橡胶NBR5.7阀体螺栓：不锈钢排气阀技术描述1.设备的主要技术要求1.1设备的名称：排气阀1.2介质：水JB/T7928-1989 通用阀门供货要求3.主要性能3.1排气阀为在长距离输水管道上用来控制管道内空气及空气进排速度的进排气装置;3.2排气阀要求为复合式排气阀,既有低压进排气的功能又有高压微量排气功能;3.3排气阀要求具有快开慢关功能;3.4排气阀要求具备缓闭静音功能,在运行时不产生非正常的噪音和震动以保证空气阀的运行可靠;3.5排气阀在完全关闭时阀体和阀座具有可靠的密封,渗漏量为零;3.6排气阀的最小水关闭压力不超过0.2kg/㎡;3.7阀体内外无毒环氧树脂漆静电喷涂,漆膜总厚度不小于0.25 mm;4.主要零部件材质要求：⑥GB/T13927-92 压力试验和密封试验4．主要性能要求①蝶板要求贯穿式框架结构,使流阻系数及水头损失减少②蝶阀采用软密封,密封采用丁晴橡胶③蝶阀的阀轴轴套采用自润滑轴套;阀门为开闭型,立式卧式均可;④阀门能双向承压,正、反两方向的承受压力均为阀门的额定压力;阀门关闭时蝶板和阀座要求密封性能良好,阀门保持100%零泄漏;⑤转动方向：顺时针关闭,相反则开启,阀门上有显示蝶板位置的指示器⑥驱动方式：手动或电动,且驱动装置能保证蝶阀在最大允许工作压力和最大流量的工作状态下正常工作;⑦阀体、阀瓣操作机构内外表面均经喷砂处理,蝶阀内外部均涂防腐蚀无毒环保型环氧树脂漆两道,所用涂料干后,不溶解于水,不影响水质,且不因气温变化而发生异状,其厚度在0.3mm 以上;⑧蝶阀符合流体力学性质,并具有足够的刚度和强度,阀门流阻系数不大于0.2.⑨阀门法兰连接尺寸和密封面的形状、尺寸符合GB/T17241.6-1998的要求;;,可以在任何方向安装;11 阀轴要求为耐磨不锈钢材料,轴套采用自润式轴承,且无需注油;阀轴密封为“V”型圈式或“O”型圈式;。
长距离有压重力流输水在供水工程中的设计及应用
长距离有压重力流输水在供水工程中的设计及应用摘要：对于一些水资源稀缺的地区，为了满足基本的生活用水和工业用水，必须要依靠相关的管道进行输水。
为了保证长距离输水的安全性，供水工程一般会利用有压重力流进行输水，本文就此进行探讨。
关键词：长距离有压重力流输水供水工程设计应用我国水资源分配不均的现状，阻碍了一些地区经济的发展，为了促进这些地区的发展，需要往这些地区进行输水。
由于长距离有压重力流输水工程，在输水的过程中，具有水分蒸发少、环保等优点，被广泛应用在了供水工程中。
但是，为了保证输水的安全性，必须要对其进行合理的设计，计算输水的水力，合理的布置管道，才可以保证供水工程的长远发展。
本文以青海海东地区的输水工程为例，进行探讨。
一、工程概况循化撒拉族自治县位于青海省东部，地处青藏高原边缘地带，祁连山支脉拉鸡山东端，四面环山，山谷相间，黄河流经县境，川道平衍，森林茂密，农田肥沃，牧草丰美。
小积石山支脉——达里加山位于境内东部，周毛卡山位于南部，郭毛喀山位于西南部。
由于黄河流贯全境，四周又多是高山，大西北干燥的季节风相对来说不易侵入，黄河上空蒸腾的水分增加了空气中的湿度。
形成了高原大陆性气候，其特点是：气候温和、夏无酷署、冬不甚寒、日照时间长、太阳辐射强、昼夜温差悬殊。
降雨量少，蒸发量大，春季十年九旱，多东南风，夏季雷暴雨，冰雹频繁，从黄河沿岸到南部山区，海拔逐渐升高；随之光、热、水垂直变化也很明显。
全年降雨量264.9毫米，南北差异很大，分布不匀，主要降水量集中在6-8月，占全年总降水量的63.5%。
循化县白庄镇至清水乡人畜饮水工程设计规模4902.18m3/d，输水干管管道全长50.15km，全线采用有压重力流输水。
管道多建设于山脚，项目区位于青藏高原东部与陇东黄土高原的交汇地带。
在内外地质营力的长期作用下，形成了河谷、丘陵、山脉相间的地貌景观，按地貌的成因类型和形态特征，可将区域内的地貌划分为构造剥蚀中山、构造侵蚀低中山—丘陵、山前洪积平原及河谷冲洪积带状平原几种基本类型。
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在输水管道中增设排气阀
在地形起估地段，要求输水管道的最高点设排气阀，但实际运行中，许多爆管并未发
生在高点或低点，而是发生在高点后的下弯管段，甚至低压管道也发生此类爆管。管道中气
囊的形成过程和它的受力情况进行分析.
1.气体的聚集及平衡 在正常情况下，管道中的水流可近似地看成是恒定流（压力、流速、
温度不变）。在这种状态下，水中的气体要逐渐地析出，形成大小,
不等的气泡上升到管壁，气泡按水流流速向前运动。在上坡段，由于浮力的作用，气泡
流速可能大于水流速。因管壁有一定粗糙度，各气泡运动方向相同，很难聚集成大气泡。小
气泡沿管壁一定宽度向前流动，经过最高点排气阀时，排气管直径内的气泡有条件排出，而
其他气泡靠水流的推力向下游流去。由于管壁处的紊流和流速和切线特性，使一些经过排气
管的小气泡越过排气孔也向下游流去。
越过排气阀的气泡顺坡而行，运动方向与气泡所受浮力的分力p1方向相反，这个浮力
合力产生的阻力，必然使气泡运动的速度减慢，后序气泡容易撞击前面气泡而全成大气泡，
大气泡产生大的浮力
浮力分力p1=psinα (1)
式中：p--气泡受水的浮力（p=1/6π d3·p)QX(
p--水的容重
d--气泡直径
α--管道的俯角
气泡受水流的推力为p`
v2HA3p2
p＇=----- .s (2)4B
2g10Rv)(xY
v2 r2•f
式中：----- －－－流速压强（kg/cm2) c=EHh
2g10kVu
s-- 气泡最大截面积（s=1/4πd2)
v-- 水流速（m/s)HuqHW vmkeS
当p1＝p`时，气泡受力达到平衡而静止在管道中。联立（1）,（2）式得3M
d.sinα =-----------5iKE+X+=([R
10.4p.gZ3(D
c--平衡常数
式（3）说明，在恒定流条件下，气泡直径与管道俯角的正弦成反比。
当d·sinα>c时，气泡向上移动。
2.管道中气囊的形态,
前述气泡平衡问题时，假定了气泡为直径等于d的球形，这只能近似地形容微小气泡，
实际上当气泡达到一定体积，且上升到管壁成为气囊，由于表面张力的的作用，它将以半椭
圆形状存在。随着气泡逐渐长大，气泡的形状将受水流推力、重力和管道形状控制，在长度
方向伸长较大，在横向成弓形。
根据模拟测量，气囊的长l与高h的关系为：1≈15
3.气囊受力分析及临界位置E
根据水利学原理，气囊在管道内平衡时所受水流的推力，等于垂直于水流的截面所受的
压力，这个截面为以h为高的弓形FkS ,
n v2 i
p＇=∑ pi= -----.s （5）
1 2g10nH1+XVEP
s--弓形在积d
气囊能引起爆管，是由于快速开关阀门或水泵起停，使管道出一了大的压力增值，气体
的可压缩特性，使应力集中到气囊产生高压而爆管。
根据一些爆管的经验，气囊高度达到管径四分之一是爆管的危险点，也就是气囊的临界
点。这时气囊的体积和断面积简单计算为：
v≈0.5πr3，s≈0.2πr2。
对前例中dn800管道，当v=1.0m/s时，所受推力按（5）式计算：
1.02)
p＇＝------0.2π.402=5.124(kg)
2g
所受浮力按（1）式计算P6
p1=psin α=0.5π0.43×1000sinα=100.5sinαt•
当p`=p1时z,
5.214RrXjR
α =arcsin=-----------=2.92
100.50b
该俯角α与实测爆管点俯角基本吻合。
三、结论
1.输水管道下坡段必须增设排气阀，具体位置由式p`=psinα确定，计算流速取平均值为宜；
2.管道实际俯角小于计算角度时，排气阀应设在下弯曲线与直线的交点处；
3.为使管内气体尽早排出而不形成气囊，下弯管线与直管线的交点均应设排气阀:
4.本文所增设的排气阀不能取代最高点排气阀。 -