关于给水管排气阀选型、排气量计算问题

2014年08月07日 10:55:59

2楼

国内对排气阀的选型说的比较笼统，《城镇供水长距离输水工程技术规程》规范要求：进气排气阀的口径在仅需要排气功能时宜取输水管道直径的1/12~1/8。在进排气功能均要时，宜取输水管径直径的1/8~1/5，或经计算确定。排气阀有效排气口径不得小于其公称通径的70%。美国的AWWA C51对排气阀的计算选型就讲得比较详细。对各个孔口的功能和选型的计算都单独列明计算选型的方法。

1 稳态运行时：微量排气阀选型
注意：输水管线运行时大于98%的排气任务将由微量空气阀完成的！管线平常运行下大于98%时间内，大孔口是关闭的，所以切不可忽视微量排气孔口的设计选型。水柱沿管路运动的过程中，因地形高程和外界气候的变化，其压力和温度都不断发生变化，在某些接近水力坡线的局部最高点，水中溶解空气很容易逸出来，如果不及时排掉，就容易积聚成气囊，堵塞管道，增加管路阻力，使水头损失增大。一般清洁水系统中溶解空气逸出的含量为系统水流量的2%左右，即管道所需排气量。
管道最大流量运行时所需排气量为：
Q=960l/s X 2%=19.2L/s=40.68SCFM (1SCFM=0.472 L/s)
查微量空气阀选型图表（如下）：

通过查表：此工况管线稳态工作压力介于0.1~1.9Mpa之间，选择1/8″=3.2mm的微量排气口径，在1.05Mpa时其最大排气量达到15.7 L/s。

2 初次充水时：低压高速排气孔口选型
当管道充水时，原先占满管路的空气必须在水流前方被排除出去，这种排气速度必须是可以控制和有效的，以便将水击和浪涌限制在最低程度，让液流完全充满管道而没有空气滞留，在管道充水时可以高速排气。
我们根据美国AWWA-512C标准，管线初次充水推荐流速为1英尺/秒（0.3048m/s），初次充水流速为0.3048m/s，流量：
Q=0.25*π*d2*v=0.7854*0.8*0.8*0.3048*1000=153.2L/s，假设初次充水时最大允许压差P小于2PSI=13.8KPa，则对照下表选择DN80高速排气孔口，它在充水流量达到86.2L/s时产生的孔口压差小于1.5m。
查低压高速排气阀选型资料：选择DN80的高速排气口径，充水时在管道内压差为13.8KPa其充水流量最大可达到415L/s。

3异常事故断电发生断流弥合水锤时注气微排阀选型：
当管道液流发生水锤现象，压力出现波动时，管道某些局部高点可能发生断流弥合水锤，在压力波动时间内，既会出现水锤负压，又会产生水锤升压，这种局部高点就要安装注气微排空气阀，产生负压时，阀门吸气，破坏真空，水锤升压时，微量排气，形成消能气囊，防止产生弥合水锤。
当管道排水放空或出现负压时，所需吸入空气量按下面公式计算：
所需吸入空气量=0.0472*C*(SD5)1/2=6.9*10-6*130*(0.03*8005)1/2=2812.5L/s
查空气阀选型图表，建议选择吸气口径为DN150的真空破坏/吸气阀，负压时在管道内压差为34.5KPa其最大吸气量可达到3035L/s。

也可以加我QQ：601706683, 大家相互交流，学习。