本文所增設(shè)的雙口排氣閥不能取代頂部排氣閥。

　　一、前言

　　輸水管道，主要指水源至凈水廠或凈水廠至配水管網(wǎng)的管道。由于管壁處的紊流和流速和切線特性，使一些經(jīng)過(guò)排氣管的小氣泡越過(guò)排氣孔也向下游流去。因管壁有一定粗糙度，各氣泡運(yùn)動(dòng)方向相同，很難成大氣泡。在上坡段，由于浮力的作用，氣泡流速可能大于水流速。下面對(duì)管道中氣囊的形成過(guò)程和它的受力情況進(jìn)行分析：

　　1.氣體的平衡在正常情況下，管道中的水流可近似地看成是恒定流(壓力、流速、溫度不變)。這時(shí)氣囊的體積和斷面積簡(jiǎn)單計(jì)算為：V≈0.5πr3，S≈0.2πr2。

　　根據(jù)模擬測(cè)量，氣囊的長(zhǎng)L與高h(yuǎn)的關(guān)系為：1≈15h

　　3.氣囊受力分析及臨界位置根據(jù)水利學(xué)原理，氣囊在管道內(nèi)平衡時(shí)所受水流的推力，等于垂直于水流的截面所受的壓力這個(gè)截面為以h為高的弓形nV板鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)2p＇=∑pi=-----.S(5)12g10S--弓形在積氣囊能引起爆管，是由于快速臨時(shí)過(guò)濾器開關(guān)閥門或水泵起停，使管道出一了地埋式箱變大的壓力增值，氣體的可壓縮特性，使應(yīng)力集中到氣囊產(chǎn)生高壓而爆管。對(duì)前例中DN800管道，當(dāng)V=1.0m/s時(shí)，所受推力按(5)式計(jì)算：1.02p＇＝------0.2π.402=5.124(Kg)2g所受浮力按(1)式計(jì)算P1=PSinα=0.5π0.43×電機(jī)給料機(jī)1000Sinα=100.5Sin當(dāng)P`=P1時(shí)5.214α=arcSin=-----------=2.92°100.5該俯角α與實(shí)測(cè)爆管點(diǎn)俯角基本吻合。

　　在這種狀態(tài)下，水中的氣體要逐漸地析出，形成大小不等的氣泡上升到管壁，氣泡按水流流速向前運(yùn)動(dòng)。鶴崗市屬低山丘陵區(qū)，凈水廠與送水泵站分建，二者相距5公里，凈化水靠重力流送至送水泵站，凈水廠清水池高程210m，送水泵站清水池高程185m，輸水管為DN800連續(xù)鑄鐵管，平均流速1.0m/s，泵站前500m有一高崗，高程185，高崗有一排氣閥，但排氣閥后50m處，多次發(fā)生爆管事故，后來(lái)在爆管處加裝了一雙口排氣閥，幾年來(lái)，兩排氣閥間沒(méi)再爆管，只在新裝排氣閥后10m處發(fā)生過(guò)一次爆管。

　　根據(jù)一些爆管的經(jīng)驗(yàn)，氣囊高度達(dá)到管徑四分之一是爆管的危險(xiǎn)點(diǎn)，也就是氣囊的臨界點(diǎn)。黑龍江鶴崗的一段管道爆管就是一個(gè)典型的例子.本文就如何在輸水管道上設(shè)置排氣閥，避免氣體成氣囊進(jìn)行探討。當(dāng)d·Sinα>C時(shí)，氣泡向上移動(dòng)。輸水管道常見(jiàn)的事故是爆管，引起爆管的原因主要有：溫度應(yīng)力、管材質(zhì)量、施工質(zhì)量、地質(zhì)構(gòu)造和水錘等。

　　一、浮力分力P1=PSinα(1)式中：p--氣泡受水的浮力(P=1/6πd3·P)P--水的容重d--氣泡直徑α--管道的俯角氣泡受水流的推力為P`V2p＇=-----.S(2)2g10V2式中：--------流速壓強(qiáng)(Kg/cm2)2g10S--氣泡截面積(S=1/4πd2)V--水流速(m/s)當(dāng)P1＝P`時(shí)，氣泡受力達(dá)到平衡而靜止在管道中。2.管道中氣囊的形態(tài)前述氣泡平衡問(wèn)題時(shí)，假三層礦用振動(dòng)篩定了氣泡為直徑等于d的球形，這只能近似地形容微小氣泡，實(shí)際上當(dāng)氣泡達(dá)到一定體積，且上升到管壁成為氣囊，由于表面張力的的作用，它將以半橢圓形狀存在。聯(lián)立(1)、(2)式得3d.Sinα=-----------10.4p.gC--平衡常數(shù)式(3)說(shuō)明，在恒定流條件下，氣泡直徑與管道俯角的正弦成反比。

　　二、實(shí)例及分析在地形起估地段，要求輸水管道的頂部設(shè)排氣閥，但實(shí)際運(yùn)行中，許多爆管并未發(fā)生在高點(diǎn)或低點(diǎn)，而是發(fā)生在高點(diǎn)后的下彎管段，甚至低壓管道也發(fā)生此類爆管。管道中的氣囊雖然不能直接造成水錘，但可借助水錘造成危害。

　　越過(guò)排氣閥的氣泡順坡而行，運(yùn)動(dòng)方向與氣泡所受浮力的分力P1方向相反，這個(gè)浮力合力產(chǎn)生的阻力，必然使氣泡運(yùn)動(dòng)的速度減慢，后序氣泡容易撞擊前面氣泡而全成大氣泡，大氣泡產(chǎn)生大的浮力。小氣泡沿管壁一定寬度向前流動(dòng)，經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)排氣閥時(shí)，排氣管直徑內(nèi)的氣泡有條件排出，而其他氣泡靠水流的推力向下游流去。由于輸水管道負(fù)擔(dān)全系統(tǒng)供水，且壓力較高，所以它的安全運(yùn)行問(wèn)題始終被從水部門和設(shè)計(jì)部門所重視。

　　三、結(jié)論

　　1.輸水管道下坡段增設(shè)排氣閥，慣性振動(dòng)輸送機(jī)(GZS型)具體位置由式P`=PSinα確定，計(jì)算流速取平均值為宜；2.管道實(shí)際俯角小于計(jì)算角度時(shí)，排氣閥應(yīng)設(shè)在下彎曲線與直線的交點(diǎn)處；

　　3.為使管內(nèi)氣體盡早排出而不形成氣囊，下彎管線與直管線的交點(diǎn)均應(yīng)設(shè)排氣閥；