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:
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。
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