排气阀孔径对水锤防护影响较大

输水管道由于某些非正常运行工况和水流自身的挟气，有可能在输水系统中出现气团或气柱，使得输水系统的运行不稳定（压力和流量波动），严重时会造成管道破裂或变形。为了解决这一问题，排气阀被应用在长距离输水系统中，根据工作压力的变化，及时向管内补气或向管外排气。排气阀在进气过程中不会出现问题，但在排气过程中，会因排气过快引起瞬变压力。在排气阀进气阶段，管内负压被抑止，使其小于液体汽化压力；在排气阀排气阶段，管内的自由空气被压缩并加速流出管道，使分离水柱弥合。如果管道中的空气排出过快，会使分离水柱弥合时产生撞击，水流速度瞬间减小到零，形成附加水锤压力。相关实验结果表明：正常工作压力4bar，引起的最大瞬变压力为10bar，是正常工作压力的2.5倍。

排气阀孔径对水锤防护影响较大，国内外有不少学者对这方面做了大量研究。如刘梅清等为采用进排气流量系数Cin＝0.975、Cout＝0.65时排气阀的水锤防护作用甚微，只有当Cin/Cout＞10时作用才较为明显；胡建永等通过采用不同进排气系数的排气阀进行了进排气特性的计算对比分析，认为不同进排气系数对排气阀的进排气特性和水锤保护效果有显著影响；杨晓东等认为减小进排气阀的排气面积，可在一定程度上消除水柱弥合引起的高水锤压力和进排气阀的破坏现象；杨开林通过对南水北调北京段输水系统水力瞬变研究表明，选择过大或过小的排气阀孔径对减小管道内的真空度都是不利的，存在一个抑止液柱弥合冲击压力或者高度真空的最优排气阀孔径；刘志勇对排气阀水锤防护特性的主要影响因素进行了试验研究，结果表明：在合理位置安装合适进排气 孔径的排气阀可有效防止因水柱分离再弥合而导致的巨大瞬变压强；Giuseppe De Martino通过实验研究认为：输水管道通过孔口排气引起的的瞬变压力与上游水头、初始气体体积、孔口大小是有关系的，孔口直径占管道直径比例约为0.14时，出现最大瞬变强度，随着孔口直径的增大瞬变逐渐消失；Don J. Wood和F.Zhou等人认为孔口直径占管道直径比例约为0.2时，出现最大瞬变压力。