空气阀作为输水系统中负压消除的有效设施,在管线充水、排水阶段也同样担负着重要的作用,但由于选型、布置等方面缺少系统性的指导,在实际工程中多按照经验进行选取,以致造成许多安全性事故的发生。综合国内外研究对空气阀的种类、主要功能以及维护等方面进行介绍,并主要针对空气阀在水锤防护方面的影响因素进行分析和讨论,指出了目前空气阀在设计、选用、布置等方面存在的问题,尤其是缺乏空气阀内部动态特性的研究,可为相关研究学者提供参考和帮助。

针对输水工程中因空气阀型式、口径选取不合适，而导致事故工况时管道塌陷和爆管等问题，对传统空气阀数学模型进行改进，建立了缓闭式空气阀数学模型。根据水锤理论和特征线法，结合消除负压需要的进气量与水柱弥合时的速度，得出了缓闭式空气阀进排气口径的计算公式。通过Hammer软件，对西南某长距离、多起伏输水工程进行停泵水锤模拟，结果表明，缓闭式空气阀的防护效果与口径、进排气面积比有关，并且验证了缓闭式空气阀进排气口径计算公式的适用性。研究内容可为输水工程中缓闭式空气阀口径和孔口面积比的选取提供依据。