以某大型多支线输水工程的供水支线为例,该支线长约8.0km,隧洞段长约1.5km,玻璃钢管段长约6.5km,水锤波速α=500m/s,工作压力50.8m,允许的最大水锤压力按1.25倍工作压力控制。管线设计流量90万m3/d,采用玻璃钢管,管径为3.0m,流速为1.47m/s,管段总体平缓,坡度约为0.2‰。初步设计阶段管线中部和尾部各设置泄水阀1处,泄水阀直径1000mm;设置7组排气阀,间距均为1000m,组设置在隧洞出口附近,均为组合式排气阀,口径均为200mm,每组4个阀门。
首先对排气阀间距进行评估。该工程管线布置平缓,坡度近似为α=0.2‰,根据排气阀设置间距公式,临界流速Vc=2.98m/s。而该工程的管道供水流速为1.47m/s仅约为临界流速的一半,水流输送气体的能力不足。从理论分析的结果看,初步设计时设置间距的选取偏大,建议在现有排气阀设置基础上,于相邻排气阀中间位置再增设1组排气阀。
再对排气阀的口径进行评估。该工程采用的组合式排气阀兼具低压进排气和高压微量排气的作用。根据大口径排气阀进排气孔口尺寸的计算公司及公式,可得管道充水要求的排气口径Dout=212mm,管道放水要求的进气口径为Dout=339mm。从理论分析的结果看,初步设计时每组设置4个直径200mm(当量直径600mm)的排气阀可以满足充放水工况对进排气的要求,且有较大余量。在目前设计基础上建议每组设置3个直径200mm(当量直径346mm)的排气阀即可满足要求。
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