輸水管進(jìn)入管道的氣體雖然同輸送液體處于相同的壓強(qiáng)之下。但由于氣、液重度差和液體表面張力的作用,氣體一般會(huì)出現(xiàn)在管道內(nèi)的制高點(diǎn),這些微小氣泡聚集在一起逐漸形成大氣泡甚至氣包。這些氣包在重力和水流沖力的共同作用下,它們或分散存在于較平緩下坡(對(duì)水流而言)段管道頂部,或存在于起伏管線的管道凸起處。氣包在管道內(nèi)所處的位置,取決于其力的平衡條件。當(dāng)氣包重度差的管軸向分力同水流方向一致時(shí),氣包隨水流方向前進(jìn);反之,氣包則受摩擦力作用而滯留于管壁甚至逆向流動(dòng)。因此上坡管道的氣體較易于排出,下坡管道的氣體則不易隨水流排走。
有壓輸水管道在充水或排水時(shí),要排出或吸入相同體積的氣體;正常輸水過(guò)程中需要排出帶入管道的微量氣體或因壓力和溫度變化析出的氣體。當(dāng)缺乏必要的排氣設(shè)施、排氣閥選型不合理、排氣閥布置不當(dāng)或排氣閥不能正常工作時(shí),氣體就會(huì)集聚在管道系統(tǒng)中。這些氣體在管道水流發(fā)生非正常調(diào)節(jié)工況時(shí),如輸水系統(tǒng)發(fā)生事故停泵、輸水管道系統(tǒng)切換、控制閥門(mén)誤操作等,輕則會(huì)影響系統(tǒng)正常運(yùn)行,重則會(huì)使管道輸水系統(tǒng)遭到破壞。
有壓管道內(nèi)積存氣體對(duì)系統(tǒng)的危害是多方面的。首先會(huì)影響管道安全運(yùn)行,氣包實(shí)際上是處于運(yùn)動(dòng)和壓力振蕩之中的,其運(yùn)動(dòng)和壓力振蕩反過(guò)來(lái)又引起水流速度的變化,從而引發(fā)氣爆型水錘。供水管網(wǎng)中發(fā)生爆管事故,排氣不暢是主要原因。其次,在小直徑輸水管道中,由于附著于管壁的氣泡或氣囊縮減了管道過(guò)水?dāng)嗝嫔踔磷钄嗨?,減小輸水流量,影響需水戶(hù)正常生產(chǎn)和生
活用水,同時(shí)還會(huì)增加運(yùn)行成本。