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输水管道排气阀的增设

发布时间:2021-10-03人气:
本文摘要:一、前言输水管道,主要指水源至净水厂或净水厂至配水管网的管道。由于输水管道开销全系统供水,且压力较高,所以它的安全性运营问题一直被从水部门和设计部门所推崇。 输水管道少见的事故是爆管,引发爆管的原因主要有:温度形变、管材质量、施工质量、地质构造和水锤等。管道中的气囊虽然无法必要导致水锤,但可利用水锤造成危害。本文就如何在输水管道上设置排气阀,防止气体挤满成气囊展开探究。

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一、前言输水管道,主要指水源至净水厂或净水厂至配水管网的管道。由于输水管道开销全系统供水,且压力较高,所以它的安全性运营问题一直被从水部门和设计部门所推崇。

输水管道少见的事故是爆管,引发爆管的原因主要有:温度形变、管材质量、施工质量、地质构造和水锤等。管道中的气囊虽然无法必要导致水锤,但可利用水锤造成危害。本文就如何在输水管道上设置排气阀,防止气体挤满成气囊展开探究。

  二、实例及分析在地形起估地段,拒绝输水管道的*高点另设排气阀,但实际运营中,许多爆管未再次发生在高点或低点,而是再次发生在高点后的下细管段,甚至高压管道也再次发生此类爆管。黑龙江鹤岗的一段管道爆管就是一个典型的例子。

鹤岗市科较低山丘陵区,净水厂与送来水泵车站分建,二者距离5公里,净化水靠重力流送至送来水泵车站,净水厂清水池高程210m,送来水泵车站清水池高程185m,输水管为DN800倒数铸铁管,平均值流速1.0m/s,泵站前500m有一低岗,高程185,高岗的*高点有一排气阀,但排气阀后50m一处,多次再次发生爆管事故,后来在爆管处安装了一双口排气阀,几年来,两排气阀间没有再行爆管,只在新装排气阀后10m一处再次发生过一次爆管。 从这个例子看,爆管与管中的气体有关(决定气阀后无爆管)。

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下面对管道中气囊的构成过程和它的受力情况展开分析:  1.气体的挤满及均衡在长时间情况下,管道中的水流可近似于地看作是恒定流(压力、流速、温度恒定)。在这种状态下,水中的气体要渐渐地两县,构成大小不等的气泡下降到管壁,气泡按水流流速向前运动。在上坡段,由于浮力的起到,气泡流速有可能小于水流速。因管壁有一定粗糙度,各气泡运动方向完全相同,很难挤满成大气泡。

小气泡沿管壁一定宽度向前流动,经过*高点排气阀时,排气管直径内的气泡有条件排泄,而其他气泡靠水流的发动机向下游流去。由于管壁处的流场和流速和切线特性,使一些经过排气管的小气泡跨过分列气孔也向下游流去。

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跨过排气阀的气泡顺坡而行,运动方向与气泡所不受浮力的分力P1方向忽略,这个浮力合力产生的阻力,必定使气泡运动的速度减缓,后序气泡更容易碰撞前面气泡而仅有成功大学气泡,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=1/6πd3·P)  P--水的容重  d--气泡直径  α--管道的俯角  气泡不受水流的发动机为P`  V2  p'=-----.S(2)  2g10  V2  式中:--------流速流体(Kg/cm2)2g10  S--气泡*大截面积(S=1/4πd2)  V--水流速(m/s)  当P1=P`时,气泡受力超过均衡而惯性在管道中。义安(1)、(2)式得3d.Sinα=-----------10.4p.gC--平衡常数式(3)解释,在恒定流条件下,气泡直径与管道俯角的正弦成反比。当d·SinαC时,气泡向下移动。

  2.管道中气囊的形态前述气泡均衡问题时,假设了气泡为直径相等d的球形,这不能近似于地形容微小气泡,实质上当气泡超过一定体积,且下降到管壁沦为气囊,由于表面张力的的起到,它将以半椭圆形状不存在。随着气泡渐渐长大,气泡的形状将不受水流发动机、重力和管道形状掌控,在长度方向弯曲较小,在纵向成弓形。

  根据仿真测量,气囊的长L与低h的关系为:  1≈15h  3.气囊受力分析及临界方位根据水利学原理,气囊在管道内均衡时所不受水流的发动机,相等垂直水流的横截面蒙受的压力这个横截面为以h为低的弓形  nV2  p'=∑pi=-----.S(5)  12g10  S--弓形在乘积  气囊能引发爆管,是由于较慢电源阀门或水泵起停,使管道出一了大的压力电子货币,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,气囊高度超过管径四分之一是爆管的危险点,也就是气囊的临界点。这时气囊的体积和折断面积非常简单计算出来为:  V≈0.5πr3,S≈0.2πr2。

  对前例中DN800管道,当V=1.0m/s时,所不受发动机按(5)式计算出来:  1.02  p'=------0.2π.402=5.124(Kg)  2g  所不受浮力按(1)式计算出来  P1=PSinα=0.5π0.43×1000Sinα=100.5Sinα  当P`=P1时  5.214  α=arcSin=-----------=2.92°  100.5  该俯角α与测算爆管点俯角基本相符。  三、结论  1.输水管道下坡段必需加设排气阀,具体位置由式P`=PSinα确认,计算出来流速所取平均值为宜;  2.管道实际俯角大于计算出来角度时,排气阀不应设于下倾斜线与直线的交点处;  3.为使管内气体尽快排泄而不构成气囊,下弯管线与平管线的交点皆应设排气阀;  4.本文所加设的排气阀无法代替*高点排气阀。


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