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在输水过程中,当管道中存在气体时,气体会顺着管道向上运动,最终聚集在管道的凸起点形成空气腔。如果此处安装排气阀,气体就会进入空气阀,此时阀内无水,浮球在重力作用下处于掉落状态,排气阀打开,达到排气目的;随着阀内气体的排出,管道内水位上升进入排气阀,浮球在水的浮力作用下,关闭排气口,排气结束。当管道内压力下降到大气压力以下时,在管道内外压差作用下,浮球降落,空气阀打开,达到进气的目的。
排气阀的进排气过程是一个复杂的动态过程。目前,排气阀的数值模拟仍然沿用Wylie和Stree-ter等人提出的数学模型,该模型基于以下4个基本假设:
1、认为空气等熵流入或流出排气阀;
2、管内的空气质量符合等温规律,这是由于管内空气质量通常很小而管道面积和液体表面积很大,这就提供了一个大热容,使气体温度接近于液体温度;
3、管内的空气聚集在它可以排出的阀附近;
4、管道内液体表面高度基本保持不变,由于空气的体积和管段里的液体体积相比很小。
流过阀的空气质量流量取决于管外大气的绝对压强P、绝对温度T。以及管内的绝对压强P和绝对温度T。