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空气阀

空气阀安装在局部高点处,以便在水头降至管道高程以下期间空气能够进入系统,并在液柱开始重新接合时从系统中排出空气。管线中存在的空气会限制临近阀门的亚大气压力,以及距任一端一定距离的亚大气压力,如剖面图中所示。如果空气压缩到足以延缓液柱相互撞击,则空气还会降低瞬时高压。

在瞬时模拟期间,已激活空气阀基本上具有以下两种行为方式:

  1. 压力低于大气压 - 空气阀将打开并工作,以在上游侧维持压力 0,并在上游侧和下游侧维持相同的流量。
  2. 压力高于大气压 - 空气阀将关闭并充当任何节点。

如果空气阀在初始条件计算(恒稳态或 EPS)期间打开,那么下游侧的水力坡度可能小于管道高程。这可能显示为绘制在管道下方的水力坡度线。这应解释为流量未满的压力管道。在水力坡度线高于管道处,将恢复满流。

由于空气阀在恒稳态或 EPS 运行期间可能会切换状态,因此它们可能会导致模型不稳定,尤其是当系统中有许多空气阀时。为了提高模型的稳定性,需要强制部分阀门关闭。这可以通过对无论如何都需要关闭的阀门将“是否将空气阀视为节点”属性设置为 True 来实现。

如果空气阀的所有上游水泵在恒稳态或 EPS 期间均关闭,则该区域的压力子管网将断开,并且模型会针对该临近区域的所有节点发出警告消息,指明它们已断开。

注释: 在极少数情况下,您需要对初始条件下处于打开状态的空气阀进行建模,并且需要输入初始空气容积。可能还需要检查相邻管道的摩擦系数,因为由初始条件计算计算得出的水头损失可能不是真实的水头损失。可能需要手动指定初始条件(通过将“是否指定初始条件?”瞬时求解器计算选项设置为 True(有关详细信息,请参阅“计算选项”主题),然后在属性编辑器中为分组到“瞬时初始”下的字段手动键入值)。

以下 HAMMER 属性描述了空气阀行为:

缓闭式空气阀

  • 关闭时间:对于空气阀,假定为绝热压缩(即,气体定律指数 = 1.4)。只有在空气开始从管道中排出时,阀门才开始相对于面积以线性方式关闭。如果空气随后重新进入,阀门将再次完全打开。空气已排出后,液体可能会在一段时间内通过此阀门排放。
  • 直径(空气出流孔口):空气出流孔口(空气通过其从管道中排出的孔口)的直径。
双动式空气阀
  • 空气容积(初始):在模拟开始时,阀门附近的空气容积。默认值为零。如果容积为非零,则压力必须为零。
  • 直径(空气入流孔口):空气入流孔口(空气通过其进入管道的孔口)的直径(当管道内部压力小于大气压力时)。此直径应足够大,以便允许空气自由进入管道。默认情况下,此直径为无限值(即,空气入流不受任何限制)。
  • 直径(空气出流孔口):空气出流孔口(空气通过其从管道中排出的孔口)的直径。默认情况下,此直径为无限值。

三动式空气阀

  • 空气容积(初始):在模拟开始时,阀门附近的空气容积。默认值为零。如果容积为非零,则压力必须为零。
  • 切换出流孔口大小的触发器:选择瞬时求解器是根据过渡容积还是过渡压力,从空气出流大孔口切换到空气出流小孔口。
  • 过渡压力:空气阀处的局部内部系统空气压力,当高于此压力时,瞬时求解器将从使用空气出流大孔口切换到空气出流小孔口(以便最大限度减少瞬变)。
  • 过渡容积:空气阀处的局部空气容积,当低于此容积时,瞬时求解器将从使用空气出流大孔口切换到空气出流小孔口(以便最大限度减少瞬变)。此容积通常对应于空气阀主体的容积。
  • 直径(空气出流小孔口): 空气出流孔口(空气通过其从管道中排出的孔口)的直径(当局部空气容积小于过渡容积 (TV) 或空气压力大于过渡压力 (TP) 时,具体取决于用于切换出流孔口大小的触发器)。此直径通常足够小,以便压缩注入的空气,这有助于防止出现极端瞬时压力。通常,在空气释放的最后一个阶段切换到空气出流小孔口之前,空气会在一段时间内从空气出流大孔口流出。
  • 直径(空气出流大孔口):指的是当空气容积大于或等于过渡容积 (TV) 或空气压力小于或等于过渡压力 (TP) 时空气的排量(具体取决于用于切换出流孔口大小的触发器)。此直径通常足够大,以便空气出流几乎不受限制。通常,在空气释放的最后一个阶段切换到空气出流小孔口之前,空气会在一段时间内从空气出流大孔口流出。
  • 直径(空气入流孔口):空气入流孔口(空气通过其进入管道的孔口)的直径(当管道内部压力小于大气压力时)。此直径应足够大,以便允许空气自由进入管道。默认情况下,此直径为无限值(即,空气入流不受任何限制)。

真空断路器空气阀

  • 直径(空气入流孔口):空气入流孔口(空气通过其进入管道的孔口)的直径(当管道内部压力小于大气压力时)。此直径应足够大,以便允许空气自由进入管道。默认情况下,此直径为无限值(即,空气入流不受任何限制)。