空气阀缓冲阀瓣对水锤防护效果分析

长距离输水管道为有效控制弥合水锤,空气阀在结构上应具备快速进气缓慢排气特性。为研究缓冲阀瓣孔径大小、安装位置对空气阀水锤防护效果的影响。绘制了7组不同孔径大小缓冲阀瓣,分别布置阀体上端和阀体下端。利用Fluent计算流体软件求取了空气阀进排气流量特性参数;通过Hammer水力计算软件对安装该空气阀的输水管道,进行水锤防护效果分析。结果表明空气阀缓冲阀瓣布置在阀体上端对水锤防护性能好,缓冲阀瓣通流面积与空气阀出流面积比值为0.025时,其水锤防护达到安全范围以内。     

空气阀排气性能分析

空气阀已成为长距离输水系统中必不可少的设备,担负着管道充水排气,事故、正常停机进气及排气,水锤防护等多项任务.其选型合理与否对工程安全运行影响较大.为此,分析了空气阀排气性能实测资料与公式计算结果的差异,由于空气阀的排气面积与流量系数的乘积不是常量,因此提出在进行压力输水系统水力过渡过程分析时应采用空气阀的实测资料.     

空气阀排气性能分析

空气阀是长距离输水系统中必不可少的设备,担负着管道充水排气,事故、正常停机进气及排气,水锤防护等多项任务,其选型合理与否对工程安全运行影响较大。分析了空气阀排气性能实测资料与公式计算结果的差异,提出应根据实测资料选择空气阀。     

长距离输水工程中空气阀的进排气特性研究

针对长距离有压输水系统的特点,从基本的空气动力学方程入手,分析推导了空气阀的数学模型,并采用水锤计算的特征线方法,进行了空气阀水锤防护的实例分析。同时,探讨了进排气系数对空气阀运行特性和水锤防护效果的影响。计算结果表明,计算模型可以准确地模拟空气阀在水力过渡过程中的进排气特性,空气阀的进排气系数等设计参数对空气阀的水锤防护效果有显著影响。同时,通过合理的布置空气阀,可以有效地抑制输水系统中液柱分离现象的发生,保证输水系统安全。     

长距离管道输水工程空气阀的配置优化设计

为研究长距离管道输水工程空气阀的配置设计思路及作用,以龙河口引水工程为例,对输水管道中重力流管段和加压输水管段分别采用理论计算和水力过渡过程计算方法进行全面分析。结果表明,在重力流管段末端设置流量调节阀且确定其启闭程序后,管段中空气阀仅需满足充水过程中排气要求即可;加压输水管段中水体汽化压力随空气阀口径增加而增大,减小空气阀口径有利于水锤防护。研究成果对于长距离输水管道空气阀配置具有一定参考价值。     

长距离加压和有压重力输水管道水锤防护分析比较

对调水工程的2种输水管道进行水力过渡过程计算，对比分析长距离加压输水系统和长距离有压重力输水系统的水锤防护措施。分析计算结果可知，长距离加压输水系统产生的最大正压多发生在水泵出口处，而负压多发生在管线连续爬坡处，通过泵后止回阀、空气罐、单向稳压塔、双向稳压塔、空气阀、水击泄放阀等以及组合方式可以进行有效防护；长距离有压重力输水系统水锤防护措施分主动防护和被动防护，主动防护要点为在各种工况下保持水流的平稳流态，被动防护为在末端设置水击泄放阀。     

长距离有压输水系统空气阀排气流量系数研究

在长距离有压输水系统中,空气阀防护水锤的效果往往与其进排气流量系数密切相关,而通常在进行空气阀的进排气流量计算时认为进排气流量系数为常量。研究通过分析比较空气阀排气性能规范实测数据与理论计算结果,得出空气阀的排气流量系数是随着阀内外压差的变化而变化的,应是一动态的系数,且工程实例计算结果表明排气流量系数采用固定值和动态值得到的空气阀的进排气特性有明显差别,从而为更准确模拟长距离有压输水系统的水力过渡过程提供技术依据。     

长距离有压输水管道充水过程的研究

为研究长距离有压管道充水过程并保证其运行中的安全,针对长距离有压管道的特点,对其充水过程,采取分段处理、依次充水的策略。对于每一段管道,闸门处采用宽顶堰型闸孔出流形式,结合空气阀的排气性质,运用气体状态方程,按小流量充水原则建立数学模型。在不同充水流量和不同空气阀间距下,计算管道内各特征点气体压强变化。计算表明充水流量越大,空气阀间距越长,特征点的气体压强越大,管道越危险。计算结果可为长距离输水管道充水过程的安全评估提供科学依据。     

空气阀水力瞬变数学模型

空气阀是输水管道系统常用的防止水击破坏的智能化安全设备。针对目前空气阀水力瞬变数学模型假设气温T为常数及忽略空气阀高度影响的问题,首先基于等熵流动的气动力学理论,提出了新的空气阀进排气基本方程,然后,把空气阀、配套检修阀和连接管用一个具有自动进排气功能的调压室等效,提出了新的空气阀水力瞬变数学模型及其求解算法。与现有空气阀水力瞬变数学模型相比,在不考虑空气阀高度的条件下,新模型计算的最大水压更大,而负压也更低,这意味着以现有模型计算结果作为设计依据存在安全风险。考虑空气阀高度后,计算的输水管最大水压减小,但是负压也更加严重,因为等效调压室内水体对进排气有阻止延缓作用。此外,以空气阀气体为绝热流动所得计算结果作为设计依据是合理的,偏于安全的,因为在这种情况下计算的最大水压较大而最小水压较小。     

有压输水系统停泵水锤数值模拟及其防护研究

结合山西中部某引黄工程,采用流体力学的基本原理和特征线法,在泵出口安装两阶段关闭蝶阀和沿管线布设空气阀联合防护措施下,针对输水系统事故停泵引起的水锤问题进行水力过渡分析和计算,得出管线沿程水锤压力和泵出口断面压力变化过程线。结果表明,泵出口安装两阶段关闭蝶阀对高扬程、长距离管道的水锤防护效果较明显,合理控制快慢关时间及角度能有效降低水击压力、机组倒转和倒泄流量。通过调整空气阀的布设位置、口径及进出流量系数,得出在空气阀流入流量系数为0.975、流出流量系数为0.650、口径为450 mm下的水力过渡过程,管路中最大负压水头控制在-1.6 m以内。可见,沿管线合理布置空气阀能有效降低管道负压。     

空气阀在长距离输水工程中的应用

介绍了输水管线中空气的来源、危害以及安装空气阀的必要性,对长距离输水管线中空气阀的设置进行了探讨,并根据国内外对有压输水管道气水两相流的最新理论研究和实验成果,对进排气阀的结构原理进行分析,论述了长距离有压输水管路进排气阀选型设计的相关问题。     

安装有空气阀的输水管路系统空管充水过程瞬态分析

在输水管路系统中,空气阀在预防水柱分离及再弥合水锤方面发挥着关键作用。现有空气阀的应用研究多集中于满管流状态,但对于空管充水阶段空气阀的水锤防护研究较少。为此,本文建立了空管充水过程中空气阀的数学模型,提出了一种基于改进牛顿迭代法和直接求解法相结合的求解空气阀模型的计算方法,分析了进气阀、普通进排气阀和进气微排阀3种类型的空气阀在曲折管线空管充水过程中的水锤防护效果。定量分析表明,为预防空管充水过程中出现的水柱分离及再弥合高压水锤,选择大口径进气,微量排气的空气阀最为合适。该研究对安装有空气阀的输水管路系统的空管充水瞬态分析具有一定的参考价值。     

长距离输水系统中空气阀的运行特性研究

长距离管道输水工程中，空气阀是重要的排气和负压控制设备。准确模拟空气阀运行特性，对整个供水工程的安全至关重要。为此，分析了空气阀的工作特点，在热力学第一定律的基础上建立了新的空气阀的数学模型，并采用特征线方法，对空气阀的水锤防护作用进行了计算分析。计算结果发现，与采用传统的空气阀数学模型相比，空气阀的进排气过程具有一系列新的特性。     

空气阀数学模型及排气性能研究

空气阀是输水管道进排气的重要设备,具有充水排气、放空吸气,正常输水排气等功能,而且越来越多地用来作为水锤防护措施,因此空气阀的合理选型至关重要。从热力学基本原理出发,推导了理想气体和不可压缩气体两种假设空气阀数学模型,并对美国给水工程协会M51指南所提供的空气阀排气性能参数进行了误差分析。分析结果表明：理想气体假设模型具有较高的精度,不可压缩气体假设模型在压差较小的情况下具有较高的精度,在初次充水、放空等小压差工况下可采用该模型。同时,还以CJ/T217-2013中FGP型复合式空气阀排气性能参数为例进行了流量系数分析。结果表明：流量系数并非常数,而是一个随压差、口径变化的变量,因而在水力过渡过程计算中,流量系数应通过实测得到。研究结果可为空气阀的合理选型提供理论依据,同时也可为工程安全运行提供技术保障。     

高扬程长距离输水管道系统水锤防护的模拟分析

以贵州某供水工程为例,应用PIPE2008：Surge软件模拟分析液力自动阀（可调节关闭时间的缓闭止回阀）、空气阀、水击泄放阀和水击预防阀在高扬程长距离输水管道系统水锤防护中的作用。由分析结果可知：液力自动阀（可调节关闭时间的缓闭止回阀）、空气阀、水击泄放阀及水击预防阀能有效控制和消除高扬程输水系统中的水锤,确保输水系统的安全运行。     

长距离供水工程空气阀设置理论分析

空气阀作为长距离有压供水工程重要的水锤防护措施，其合理布置涉及到工程运行安全。本文以水锤分析为基础，在满足管道最大允许负压设计标准的前提下，构建了空气阀布置的理论分析和数值优化框架，明确了不同空气阀设置位置、间距、数量与管道布置的关系，提出了不同工况下长距离供水管线中设置空气阀应满足的通用准则与相关公式，同时结合工程实例，通过数值仿真进行了空气阀布置方案的优化，为长距离供水管道中空气阀的合理布置提供了科学依据。     

空气阀在长距离输水系统中的水锤防止作用

空气阀在长输水管道中起着重要的防护水锤作用,可以有效地控制输水系统中产生的负压.对空气阀进、排气过程的准确模拟,直接关系到整个供水工程的安全.分析了空气阀的工作机理,并针对长距离、多支路、密闭式输水系统建立了空气阀的数学模型.同时,结合工程实际,利用特征线方法,对阀门关闭和事故停泵过渡过程中空气阀的防止作用进行了计算分析.结果发现,合理布置空气阀,可以有效地抑制输水系统中液柱分离现象的发生,保证输水系统安全.     

万家寨引水工程北干线有压倒虹吸管道充水过程研究

为了充分发挥万家寨引水工程北干线在长距离输水管路的潜在效益,基于北干线有压的1#、2#倒虹吸PCCP管道工程,以1#倒虹吸朔州在线调流阀前管道充水过程为例,分析研究了考虑空气阀作用工况下可能产生的水击压力以及不同的充水流量下1#倒虹吸沿程控制点的充水时间。研究成果为万家寨引水工程北干线充水过程研究提供了理论基础。     

某长距离管道输水工程停泵水锤安全防护研究

长距离多泵联合运行输水管线具有流量大、扬程高等特点,当突然发生事故停泵时管线会产生水锤,对系统具有很大的破坏性。为了保证输水工程的安全运行,有必要对事故停泵后的水锤特性和相应的水锤防护措施进行分析。以某输水工程为例,运用阀门边界、空气阀边界、管道等数学模型,并结合水锤理论和特征线法,分别对采用空气阀、普通止回阀、缓闭式蝶阀及其组合等防护措施的长距离运行输水管线的停泵水锤进行计算和分析,得到了管道沿程的最大水头、最小水头线以及水泵转速和流量相对值的变化规律。通过对比发现,采用空气阀、两阶段缓闭蝶阀等水锤防护措施组合运行,可降低管路极端压力,保障输水管线和水泵的安全运行。     

长距离输水工程重力流水锤防护措施研究

随着长距离跨流域调水工程的逐渐增多,输水管道的安全问题也日益突出,其中水锤对长距离输水管道的危害很大,因而长距离输水工程中管线安全防护的研究变得刻不容缓,而重力流作为一种高效节能的输水方式,其安全性也应受到高度关注。选用合适的水锤防护措施和合适的关阀方式,是优化工程设计、保障长距离输配水管线的安全运行的重要前提,具有重要的理论意义和实用价值。以国内某长距离输水工程为例,分别对是否采用空气阀、以及不同关阀方式和关阀时间的组合方式下的长距离管道输水工程的关阀水锤进行计算和分析,得到了管道沿程的最大水头和最小水头线。通过对比发现,在空气阀水锤防护措施下,并采用两阶段关阀方式,可以缩短关阀时间的同时还降低管路最大压力和最小压力,保障输水管线的安全运行。