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。由于输水管道负担全系统供水,且压力较高,所以它的安全运行问题始终被从水部门和设计部门所重视。
输水管道常见的事故是爆管,引起爆管的原因主要有:温度应力、管材质量、施工质量、地质构造和水锤等。管道中的气囊 虽然不能直接造成水锤,但可借助水锤造成危害。本文就如何在输水管道上设置排气阀,避免气体聚集成气囊进行探讨。
二、实例及分析
在地形起估地段,要求输水管道的很高点设排气阀,但实际运行中,许多爆管并未发生在高点或低点,而是发生在高点后的下弯管段,甚至低压管道也发生此类爆管。黑龙江鹤岗的一段管道爆管就是一个典型的例子。
鹤岗市属低山丘陵区,净水厂与送水泵站分建,二者相距5公里,净化水靠重力流送至送水泵站,净水厂清水池高程210m,送水泵站清水池高程185m,输水管为DN800连续铸铁管,平均流速1.0m/s,泵站前500m有一高岗,高程185,高岗的很高点有一排气阀,但排气阀后50m处,多次发生爆管事故,后来在爆管处加装了一双口排气阀,几年来,两排气阀间没再爆管,只在新装排气阀后10m处发生过一次爆管。
从这个例子看,爆管与管中的气体有关(安排气阀后无爆管)。下面对管道中气囊的癫痫早期症状有哪些形成过程和它的受力情况进行分析:
1.气体的聚集及平衡
在正常情况下,管道中的水流可近似地看成是恒定流(压力、流速、温度不变)。在这种状态下,水中的气体要逐渐地析出,形成大小
不等的气泡上升到管壁,气泡按水流流速向前运动。在上坡段,由于浮力的作用,气泡流速可能大于水流速。因管壁有一定粗糙度,各气泡运动方向相同,很难聚集成大气泡。小气泡沿管壁一定宽度向前流动,经过很高点排气阀时,排气管直径内的气泡有条件排出,而其他气泡靠水流的推力向下游流去。由于管壁处的紊流和流速和切线特性,使一些经过排气管的小气泡越过排气孔也向下游流去。
越过排气阀的气泡顺坡而行,运动方向与气泡所受浮力的分力P1方向相反,这个浮力合力产生的阻力,必然使气泡运动很新治疗癫痫的方式的速度减慢,后序气泡容易撞击前面气泡而全成大气泡,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=1/6π d3·P)
P--水的容重
d--气泡直径
α--管道的俯角
气泡受水流的推力为P`
V2
p'=----- .S (2)
2g10
V2
式中:----- ---流速压强(Kg/cm2) 2g10
S-- 气泡很大截面积(S=1/4πd2)
V-- 水流速(m/s)
当P1=P`时,气泡受力达到平衡而静止在管道中。联立(1)、 (2)式得nα =--平衡常数式
(3)说明,在恒治疗癫痫病很好的办法定流条件下,气泡直径与管道俯角的正弦成反比。
当d·SinαC时,气泡向上移动。
2.管道中气囊的形态
前述气泡平衡问题时,假定了气泡为直径等于d的球形,这只能近似地形容微小气泡,实际上当气泡达到一定体积,且上升到管壁成为气囊,由于表面张力的的作用,它将以半椭圆形状存在。随着气泡逐渐长大,气泡的形状将受水流推力、重力和管道形状控制,在长度方向伸长较大,在横向成弓形。
根据模拟测量,气囊的长L与高h的关系为:
本文所增设的排气阀不能取代很高点排气阀。
(源自:宇宙五金网)