在给水管道设计中，管道的排气是一个非常重要且复杂的问题，排气阀作为一个附属设施，其设计的合理性对以后管道系统的运行状态和水泵的动力消耗有重要影响。设计不合理时，严重者可引起水柱分离，产生巨大的压力，破坏管道。

近年来我国长距离引水工程逐渐增多，输水管道的排气问题也越来越引起有关管道工程师和水力学专家的重视。许多阀门生产厂家和研制部门正加快进行排气阀新产品的开发。新产品、新技术的广泛应用能极大降低工程系统中的危险和破坏作用，为工程的安 全运行提供保障。

23.2.2管道中空气的来源与危害

（1）空气来源

①直接进气：初始未充水的管道或管道使用中放空时的进气。

②自由状态空气的进气。如管道进口，负压管道系统或设备封闭不严，以及当管道系统中形成负压时空气从排气阀、排气管等处进人的空气。

③溶解在水中释放出来的空气。清水中溶解的空气有2%，污水中有3%。

（2）输水管道内的气体运动

进入管道的气体虽然同输送液体处于相同的压强之下。但由于气、液重度差和液体表面张力的作用， 气体一般会出现在管道内的制高点，这些微小气泡聚集在一起逐渐形成大气泡甚至气包。这些气包在重力和水流冲力的共同作用下，它们或分散存在于较平缓 下坡（对水流而言）段管道顶部，或存在于起伏管线的管道凸起处。气包在管道内所处的位置，取决于其力的平衡条件。当气包重度差的管轴向分力同水流方向一致时，气包随水流方向前进；反之，气包则受摩擦力作用而滞留于管壁甚至逆向流动。因此上坡管道的气体较易于排出，下坡管道的气体则不易随水流排走。

（3）产生的危害

①加大沿程摩阻气泡使水的流动体积变大， 水与管壁的相对流速加大，即摩阻水头损失加大，则水栗扬程提高，出水量减少。

②加大局部阻力气泡集聚成为气囊，使管道流水截面减少，增加了水头损失，形成气阻时，甚至水泵不能按设计流量出水；当管道沿程起伏较大，形成多个较大的跌水，多个顶端气阻高差叠加，接近或达到水泵扬程时出水困难，甚至管道终端出口不出水。

③造成管道水压试验失真如DJV400及以下管道不做漏水量试验，只以lOmin落压不大于5m时为合格，当管道排气不净，试压过程将空气压缩，虽然管道漏水量较大，但被大量压缩空气体积膨胀所弥补，而表现为压力降落不大，不能真实反映管道密封性能。

综上所述，输水管道在充水或排水时，要排出或吸人相同体积的气体；正常输水过程中需要排出带入管道的微量气体或因压力和温度变化析出的气体。当缺乏必要的排气设施、排气阀选型不合理、排气阀布置不当或排气阀不能正常工作时，气体就会集聚在管 道系统中。这些气体在管道水流发生非正常调节工况时，如输水系统发生事故停泵、输水管道系统切换、 控制调节阀误操作等，轻则会影响系统正常运行，重则会使管道输水系统遭到破坏。

管道内积存气体对系统的危害是多方面的。首先会影响管道安全运行，气包实际上是处于运动和压力振荡之中的，其运动和压力振荡反过来又引起水流速度的变化，从而引发气爆型水锤。供水管网中发生爆管事故，排气不畅是主要原因。其次，在小直径输水 管道中，由于附着于管壁的气泡或气囊缩减了管道过水断面甚至阻断水流，减小输水流量，影响需水户正常生产和生活用水，同时还会增加运行成本。特别对于长距离大、中口径输配水管道的排气问题十分重要，DN600管道对应水泵流量2500m3/h，扬程提高 lm，每年耗电要8X104kW* h左右。对于短距离小口径输配管道，由于流速快，出口多，安全系数大， 问题相对要小一些。