一种提高进排气阀的排气能力的实现方法与流程

本发明属于进排气阀的选型领域，具体涉及一种提高进排气阀的排气能力的实现方法。

背景技术：

进排气阀研究始于15世纪60年代左右，近年来，国内外学者从进排气阀的数学模型、防护效果、特性参数和选型规则等方面做了深入研究，大量的研究表明，正确地设计、选择和安装进排气阀是保障长距离输水管线初次充水、事故停机充分进排气的有效解决办法之一。进排气阀具有构造简单、造价低、安装方便、不受安装条件限制等优点，我国目前常见的进排气阀按功能和其运行形式分为3类：高压微量排气阀、低压高速进排气阀以及复合(组合)式进排气阀。复合式进排气阀同时具有高压微量排气阀和低压大量进排气阀的功能，为防止充水速度过快产生水锤，很多复合式进排气阀设有防水锤组件，具备快开缓闭功能及配件。带有缓冲机构的进排气阀，可以避免浮球被气流吹起而使进排气阀突然失去排气能力，从而减小因进排气阀突然关闭造成的高压水锤带来的爆管事故发生。由于进排气阀的计算误差、选型不当致使管线进排气不畅从而造成的爆管事故屡见不鲜。例如西北某市泵站输水管线，管长12km，管径dn1150，最大静压39m水柱，管道上安装3种不同类型的浮球式排气阀，通水运行40天爆管3次，后来实验发现，选用的浮球式排气阀排气量严重不足。据统计华北某大城市一年爆管400多次，西北某市年爆管900多次。因此，如何使进排气阀具有更为充分的进排气量是防止事故发生的重要研究方向。

复合式进排气阀是目前最理想的管路水锤防护阀。大孔口大量进排气，小孔口微量排气是复合式进排气阀的基本功能，浮球结构是其主要构件，正常情况下浮球座在浮球托盘上。空管充水时，空气沿着浮球托盘底部向上，从浮球四周通过阀座后排向大气，实现大量排气功能，快速大量排气到设定压力后，再缓慢排放剩余全部微量气体；空气排完后，水进入阀体，浮球在水的浮力下浮起关闭大孔口，小排气口继续排气。管道放空或爆管泄水时，浮球迅速下落，及时吸进空气，破坏管道真空，当有水柱弥合时，缓冲板提前关闭，截流大部分空气在管道内，阀门少量排气，通过空气隔断，防止水柱弥合，从而消除弥合水锤。关闭过程中，由于大小排气孔的压力作用不同，大气孔的浮球先顶起关闭，然后再关闭小孔，延缓全闭过程，缓和水柱再弥合时的压力上升。

根据wylie和streeter等人及后继者完善研究，可知进排气阀的进排气能力取决于管内外压差、气体温度。其本质是满足压力管路安全运行的进排气要求，因此在压力管道开机、正常运行和事故状态下，进排气阀必须灵活实现进排气功能，这一点是进排气阀设计的根本技术要求。

因此，在进排气阀进排气流道绝热过程、等温过程、多变过程分析的基础上，研究流道截面积、气流速度、质量流量、压力、和温度和马赫数的变化规律，才能使得复合式进排气阀进排气流道进排气功能的实现更加充分，进而防护管线安全。

管线的安全运行依赖于管线内空气的持续排出。管路中存气有多项危害，其一，降低输水效率，引起输水中断；其二，导致管线产生水锤、气爆，威胁水泵、阀门、管线、计量仪表的运行安全，甚至危及人身安全；其三，引起水表、压力表等计量器具产生测量误差；其四，引起管道和设备的腐蚀和汽蚀等等。其中，液柱分离现象是管道水锤最不利的工况。因此，输水管路的进排气设计越来越引起有关水锤专家和工程设计者的重视。

传统进排气阀流道设计技术要求将低压排气过程分为两个阶段：1)低压差时全速排气；2)较高压差时限制排气速度，防止产生弥合水锤，导致管线压力升高；3)消除水锤等特殊工况下因全速排气而加剧的压力波动对系统的冲击。缓冲板(节流装置)安装在进排气阀排气口外部，分级打开或关闭阀瓣口，可以通过调整缓冲板的通气孔的大小来控制管道充水时或水柱弥合的排气量；通过对排气量的控制来减少水力冲击的影响，平稳的关闭进排气阀。阀体流道设计符合cj/t19、gb/t11719标准规定，阀体通道直径采用全通径设计，阀座孔与阀体通道一致，阀体壁厚符合gb规定，采用solidworks、ansys进行应力校核。

如图1及图2所示，传统进排气阀设计阀体采用圆柱型，管内空气流入阀体后，空气与边界往往分离并且产生旋涡，在旋涡区内部，紊动加剧，同时主流与旋涡区之间不断有质量与能量交换，并通过质量与质点间的摩擦和剧烈碰撞消耗大量机械能，减小了进排气效率，管内空气不能及时排出，管内负压也不能及时破坏，对输水管道的安全运行影响较大；另外，当管内产生负压时，进排气阀浮球动作必然存在延迟，常规流道的汽蚀问题也时有发生，随着运行年限的增加，进排气性能急剧下降，甚至不能动作，严重危及项目安全。

技术实现要素：

本发明解决了现有技术的不足，提供了一种能提高进排气阀的进排气功能，且使进排气阀的进排气功能的充分实现有可能减小进排气阀口径和数量，以降低工程，并减少进排气阀内部件汽蚀现象，延长进排气阀使用寿命，为压力管道工程安全运行提供保障的提高进排气阀的排气能力的实现方法。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种提高进排气阀的排气能力的实现方法，包括以下步骤：

基于气体状态参数的机理研究，建立进排气阀流线数学模型；针对每个供水系统，根据进排气阀流线数学模型进行理论进排气量计算，按照规范规定，进行常规进排气阀型号、规格的确定，并计算出排气流量系数；基于排气性能测试平台，记录、计算选取的进排气阀的实际排气量；设计同规格的进排气流道为流线型的变截面进排气阀，并在排气性能测试平台进行安装，基于排气性能测试平台，记录、测试并计算进排气流道为流线型的变截面进排气阀的实际排气量及排气流量系数；在完成同等排气量的条件下，变截面进排气阀选用较小口径。

优选的，所述进排气阀流线数学模型如下：

当小于1.892时，

其中：是管内空气通过进排气阀排气出口时的真实质量流量，cd为进排气流量系数，即真实质量流量与排出期间管内空气通过进排气阀排气出口时的理论质量流量之间的关系，为管内空气的绝对压力，av为进排气阀排气出口截面；r为气体常数，ta为管内的开氏温度，为大气压绝对压力；

当大于1.892时，

由进排气阀流线数学模型可知，进排气能力与进排气流量系数密切相关，所述进排气能力通过采用进排气阀的空气流道提高排气能力。

流动控制方程建立：

进排气阀流道内空气流速快，根据连续介质控制方程，建立质量、流量以及能量守恒方程，由于考虑空气的可压缩性以及紊流特性，还包括气体状态方程，紊流流动的特征线方程，基于笛卡尔坐标系，忽略砌体力和热源影响，进行无量纲处理，三维连续介质控制方程方程的守恒形式如下：

式中：q为守恒量；e、f、g为流通量；下标v为粘性通量，表达式如下：

式中：ρ为气体密度；u、v、w为x、y、z方向的流速；e为单位质量的内能；p为压强；q为能量通量；re为雷诺数；τ为应力张量，且等于层流与紊流剪应力之和；各方向上的剪切应力如下：

式中：为层流剪应力；为紊流剪应力；k为湍动能；

由热传导引起能量通量公式如下：

式中：μl为分子粘性系数；μt紊流粘性系数；prl为普朗特数；prt为紊流普朗特数；t为温度；γ为气体比热比；ma∞为来流马赫数；

为模拟变截面进排气阀的进排气流道流线特性，采用rngk-ε模型进行数据处理。

进一步地，所述变截面进排气阀包括具有低压大量进排气功能的大孔口进排气装置、具有预防冲击水锤和弥合水锤功能的缓冲装置，所述大孔口进排气装置的底部与缓冲装置连接。

更进一步地，所述大孔口进排气装置包括截面由小-大-小组成全通径的排气流道的大孔口进排气阀体，该排气流道的任何过流截面面积不小于阀门的规格面积，且阀体内的流道呈流线型，所述大孔口进排气阀体内设置有可上下移动的浮球，且在大孔口进排气阀体的底部设有浮球托盘，在大孔口进排气阀体的顶部出口处设有阀座，且阀座的顶部设有压盖。

优选的，所述阀座采用铜合金密封和橡胶密封组合的密封结构。

优选的，浮球为光滑圆球状自由浮球。

更进一步地，所述缓冲装置包括截面由小-大-小的缓冲阀体，所述缓冲阀体内设有缓冲板，在缓冲阀体的顶部设有接管，接管上套有防水锤阀瓣，接管上端与阀体位于大孔口进排气装置和缓冲装置之间的部分连接。

大孔口进排气装置由大孔口进排气阀体、浮球、阀座、压盖等组成，缓冲装置由缓冲阀体、缓冲板等组成。流道结构采用空气动力学原理设计，阀内流道设计为流线型，不会妨碍空气流出。

大孔口进排气装置为浮球结构型，正常情况下，浮球座在浮球托盘上。空管充水时，空气沿着浮球托盘底部向上，从浮球四周经过，通过阀座后排向大气，实现大量排气功能；空气排完后，水进入阀体，浮球在水的浮力下浮起关闭大孔口进排气部分。管道放空或爆管泄水时，浮球迅速下落，及时吸进空气，破坏管道真空，当有水柱弥合时，缓冲板提前关闭，截流大部分空气在管道内，阀门少量排气，通过空气隔断，防止水柱弥合，从而消除弥合水锤。大孔口进排气流道采用全通径设计，流道任何过流截面面积不低于阀门规格面积，充分保证进排气要求。

进一步地，所述排气性能测试平台包括罗茨鼓风机、消声装置、泄压阀、第一压力变送器、整流装置、温度传感器、差压变送器、一体式孔板流量计、进排气阀v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7，进排气阀v1通过进气管与罗茨鼓风机的进气口连接，罗茨鼓风机的排气口与消声装置的进气口连接，消声装置的出气口与第一管道连接，泄压阀、进排气阀v2、整流装置、一体式孔板流量计距消声装置由近及远依次设置在第一管道上，泄压阀与进排气阀v2之间的管道上设有通气口及用于关闭该通气口的法兰盖，吸气测试时法兰盖打开，进排气阀v3的一端与第一管道的位于进排气阀v2与整流装置之间的部分连通，进排气阀v3的另一端与第一法兰变径管的一端连接、第一法兰变径管的另一端通过第一直立管与第一吸气测试阀连接，第一直立管上连接有第一压力变送器，第一管道的位于进排气阀v2与进排气阀v3之间的部分与一通向大气的支管连通，该支管上并联安装有进排气阀v6和进排气阀v7，进排气阀v5的一端与第一管道连接，另一端通过法兰弯管与第二法兰变径管的一端连接、第二法兰变径管的另一端通过第二直立管与第二吸气测试阀连接，所述第二直立管上连接有第二压力变送器，整流装置与一体式孔板流量计之间的管道上设有温度传感器，一体式孔板流量计两侧的管道上还设有差压变送器，一体式孔板流量计与进排气阀v5之间的管道上设置有预留接口及用于封闭该预留接口的法兰盖，进排气阀v4的一端连接在一体式孔板流量计与进排气阀v5之间管道上，进排气阀v4的另一端与第二管道的一端连接，第二管道的另一端通过第三法兰变径管的一端连接，第三法兰变径管的另一端通过连接管与进气管连接。

优选的，所述消声装置的进气口通过弹性接头与罗茨鼓风机的排气口连接。

本发明具有以下优点：

1、提高了进排气性能：

根据进排气阀流线数学模型可知进排气能力并非仅由管内外温度与压力决定，实际进排气能力与理论进排气能力存在偏差，由能量守恒定律可知，进排气流道内会损失流动气体的部分动能，动能损失越大，不能体现进排气阀的进排气功能。

cfd中fluent在流体等有关领域已广泛使用，将其作为计算工具，在变截面流道进排气阀流道改进设计的基础上，进行网格划分、模型建立以及仿真模拟。改善气体在流道内流动状态，减少流道内气流旋涡出现，从而减少能量损失，能较好的提高进排气性能；

2、减少汽蚀问题，延长进排气阀使用寿命；

第一，进排气阀中浮球动作时，流道内的水流高速流动会产生汽蚀；第二，管内产生负压浮球动作有一定延迟，流道内负压使的水中气泡析出，当浮球落下，管内压力增大，气泡溃灭，对流道及流道内部件产生汽蚀。将流道设置为流线型，减少负压区，能有效缓解汽蚀问题，延长进排气阀使用寿命。

3.减小进排气阀选型口径，降低工程投资

基于变截面流道设计的新型进排气阀具有更充分的进排气能力，与常规进排气阀相比，在实现同等进排气量的前提下，可以选取较小口径，也可能减小进排气阀数量，降低工程，并减少进排气阀内部件汽蚀现象，延长进排气阀使用寿命，为压力管道工程安全运行提供保障。

本发明首次提出动态进排气流量系数概念以及如何正确使用进排气流量系数，动态进排气流量系数的引进可以弥补国内规范中缺乏进排气流量系数使用方法的难题；复合式进排气阀进排气流道变截面设计的基本思想，充分发挥复合式进排气阀的进排气功能；复合式进排气阀进排气流道变截面设计的基本思想为复合式进排气阀门进排气流道的优化设计提供主要的技术基础。本发明为我国供水行业进排气阀选型标准的修订完善、进排气阀产品生产技术标准的制定提供技术依据，因此本项目保障压力管道安全可靠运行具有重要的意义。

附图说明

图1为进排气阀内气体理论流线图；

图2为传统进排气阀内进排气流道图；

图3为变截面进排气阀的纵剖结构示意图；

图4为变截面进排气阀的进排气流道图；

图5为排气功能测试平台主视结构示意图；

图6为排气功能测试平台俯视结构示意图；

图7为dn150进排气阀理论排气量、规范给出排气量及其排气系数曲线；

图8为理论排气量、规范给出变截面进排气阀排气量及其排气系数曲线。

附图标记说明：1、罗茨鼓风机；2、消声装置；3、泄压阀；4、压力变送器；5、整流装置；6、温度传感器；7、差压变送器；8、一体式孔板流量计；9、法兰盖，10、法兰弯管；11、法兰变径管；12、直立管；13、吸气测试阀；14、弹性接头；15、第一管道；16、第二管道；17、第三法兰变径管；18、连接管；19、进气管；20、缓冲阀体；21、缓冲板；22、大孔口进排气阀体；23、阀座；24、浮球；25、浮球托盘；26、压盖。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

特别说明：本发明中，“低压”通常是指初次充水或放空条件下；“大量”为与“微量”相对应的概念，微量进排气阀进排气均为微量，高速进排气阀进排气均为大量；awwam51(美国自来水厂协会标准)中，大口径进排气阀也指高速进排气阀(也是本发明所创新的部分)，一般孔径10-150mm均为大孔口进排气阀。

“进排气流量系数”简称为“进排气系数”；“排气流量系数”简称为“排气系数”。

本实施例的提高进排气阀的排气能力的实现方法包括以下步骤：基于气体状态参数的机理研究，建立进排气阀流线数学模型；针对每个供水系统，根据进排气阀流线数学模型进行理论进排气量计算，按照规范cjt217-2013给水管道复合式高速进排气阀的规定，进行常规进排气阀型号、规格的确定，并计算出排气流量系数；基于排气性能测试平台，记录、计算选取的进排气阀的实际排气量；设计同规格的进排气流道为流线型的变截面进排气阀，并在排气性能测试平台进行安装，基于排气性能测试平台，记录、测试并计算进排气流道为流线型的变截面进排气阀的实际排气量及排气流量系数；在完成同等排气量的条件下，变截面进排气阀选用较小口径。在保证供水系统安全的前提下，试验证明变截面进排气阀排气能力明显提高，主要体现在排气流量系数的大幅提高；这样满足排气要求的前提下，可以减小进排气阀口径和数量，以降低工程投资，减少负压区并提高了排气阀内部件抗汽蚀能力，延长进排气阀使用寿命。

进一步地，所述进排气阀流线数学模型如下：

进排气阀空气流进、流出类似于喷嘴空气的流动，根据wylie和streeter所提假设，对喷嘴进行数学模型建立：

能量方程：

其中k为绝热指数(空气k＝1.4)，r为气体常数，t为温度，v为速度；通过积分可得：

v2为出口空气流速，为进口空气绝对压力，ρ1为进口空气密度，出口空气绝对压力，t1为进口空气温度；

代入连续性方程得：

其中，为管内空气通过进排气阀排气出口时的理论质量流量，a2为进排气阀排气出口截面；

这个表达式提供了对应于真实质量流量的“上限值”，因为它假设空气的等熵变化是完全可逆的；

事实上，由于摩擦和紊流，过程是不可逆的，真实的质量流量较低：

若cd为进排气流量系数，即真实质量流量与在排出期间管内空气通过进排气阀排气出口时的理论质量流量之间的关系，则当通过进排气阀的流量是亚音速时，即当小于1.892时，

其中，为管内空气通过进排气阀排气出口时的真实质量流量，为管内空气的绝对压力，av为进排气阀排气出口截面，大气压绝对压力；

当大于1.892时，由于超音速流不能存在于会聚喷嘴中，在流出口处达到声波条件，并且空气速度保持恒定；在这种情况下，假定管道内的空气温度保持不变，那么有体积流量保持不变，但是质量流量是变化的，质量流量随着管道压力的增加而增加，这也增加了空气密度，因此，当大于1.892时，

由进排气阀流线数学模型可知，进排气能力与进排气流量系数密切相关，所述进排气能力通过采用进排气阀的空气流道进行提高排气能力；

流动控制方程建立：

进排气阀流道内空气流速快，根据连续介质控制方程(n-s方程)，建立质量、流量以及能量守恒方程，由于考虑空气的可压缩性以及紊流特性，还包括气体状态方程，紊流流动的特征线方程，基于笛卡尔坐标系，忽略砌体力和热源影响，进行无量纲处理，三维n-s方程的守恒形式如下：

式中：q为守恒量；e、f、g为流通量；下标v为粘性通量，表达式如下：

式中：ρ为气体密度；u、v、w为x、y、z方向的流速；e为单位质量的内能；p为压强；q为能量通量；re为雷诺数；τ为应力张量，且等于层流与紊流剪应力之和；各方向上的剪切应力如下：

式中：为层流剪应力；为紊流剪应力；k为湍动能；

由热传导引起能量通量公式如下：

式中：μl为分子粘性系数；μt紊流粘性系数；prl为普朗特数；prt为紊流普朗特数；t为温度；γ为气体比热比；ma∞为来流马赫数；

为模拟变截面进排气阀的进排气流道流线特性，采用rngk-ε模型进行数据处理。

如图3至图4所示，所述变截面进排气阀包括具有低压大量进排气功能的大孔口进排气装置、具有预防冲击水锤和弥合水锤功能的缓冲装置，所述大孔口进排气装置的底部与缓冲装置连接。所述大孔口进排气装置包括截面由小-大-小组成全通径的排气流道的大孔口进排气阀体22，该排气流道的任何过流截面面积不小于阀门的规格面积，且阀体内的流道呈流线型，大孔口进排气阀体22内设置有可上下移动的浮球24，且在大孔口进排气阀体的底部设有浮球托盘25，在大孔口进排气阀体22的顶部出口处设有阀座23，且阀座23的顶部设有压盖26；所述缓冲装置包括截面由小-大-小的缓冲阀体20，缓冲阀体20内设有缓冲板21，在缓冲阀体20的顶部设有接管，接管上套有防水锤阀瓣，接管上端与阀体位于大孔口进排气装置和缓冲装置之间的部分连接。

优选的，阀座23采用铜合金密封和橡胶密封组合的密封结构，密封性能好。

优选的，浮球24为光滑圆球状自由浮球，没有导向，不会卡阻，浮球24运动完全自由，不会出现被杂物堵塞导致浮球24不能正常运动的现象。

大孔口进排气装置具有低压大量进排气功能，缓冲装置具有预防冲击水锤和弥合水锤功能，这种组合式进排气阀的结构保证了在管道正常运行时及时进、排气，在停泵或关阀时有效防护弥合水锤。

大孔口进排气装置由大孔口进排气阀体22、浮球24、阀座23、压盖26等组成，缓冲装置由缓冲阀体20、缓冲板21等组成。流道结构采用空气动力学原理设计，阀内流道设计为流线型，不会妨碍空气流出。

大孔口进排气装置为浮球结构型，正常情况下，浮球24座在浮球托盘25上。空管充水时，空气沿着浮球托盘25底部向上，从浮球24四周经过，通过阀座23后排向大气，实现大量排气功能；空气排完后，水进入阀体，浮球24在水的浮力下浮起关闭大孔口进排气部分。管道放空或爆管泄水时，浮球24迅速下落，及时吸进空气，破坏管道真空，当有水柱弥合时，缓冲板21提前关闭，截流大部分空气在管道内，阀门少量排气，通过空气隔断，防止水柱弥合，从而消除弥合水锤。大孔口进排气流道采用全通径设计，流道任何过流截面面积不低于阀门规格面积，充分保证进排气要求。

如图5至6所示，进一步地，所述排气性能测试平台包括罗茨鼓风机1、消声装置(fx-φ350)2、泄压阀3、第一压力变送器(mc15a)4、整流装置(zlq-dn350)5、温度传感器(wzp100)6、差压变送器(mc1570a)7、一体式孔板流量计(lt-lg)8、进排气阀v1、v2、v3、v4、v5、v6、v7，进排气阀v1通过进气管19与罗茨鼓风机1的进气口连接，罗茨鼓风机1的排气口与消声装置2的进气口连接，消声装置2的出气口与第一管道15连接，泄压阀3、进排气阀v2、整流装置(zlq-dn350)5、一体式孔板流量计(lt-lg)8距消声装置2由近及远依次设置在第一管道15上，泄压阀3与进排气阀v2之间的管道上设有通气口及用于关闭该通气口的法兰盖，吸气测试时法兰盖9打开，进排气阀v3的一端与第一管道的位于进排气阀v2与整流装置(zlq-dn350)5之间的部分连通，进排气阀v3的另一端与第一法兰变径管11的一端连接、第一法兰变径管11的另一端通过第一直立管12与第一吸气测试阀13连接，第一直立管12上连接有第一压力变送器(mc15a)4，第一管道15的位于进排气阀v2与进排气阀v3之间的部分与一通向大气的支管连通，该支管上并联安装有进排气阀v6和进排气阀v7，进排气阀v5的一端与第一管道15连接，另一端通过法兰弯管10与第二法兰变径管的一端连接、第二法兰变径管的另一端通过第二直立管与第二吸气测试阀连接，所述第二直立管上连接有第二压力变送器(mc15a)，整流装置(zlq-dn350)5与一体式孔板流量计(lt-lg)8之间的管道上设有温度传感器(wzp100)6，一体式孔板流量计(lt-lg)8两侧的管道上还设有差压变送器(mc1570a)7，一体式孔板流量计(lt-lg)8与进排气阀v5之间的管道上设置有预留接口及用于封闭该预留接口的法兰盖，进排气阀v4的一端连接在一体式孔板流量计(lt-lg)8与进排气阀v5之间管道上，进排气阀v4的另一端与第二管道16的一端连接，第二管道16的另一端通过第三法兰变径管17的一端连接，第三法兰变径管17的另一端通过连接管18与进气管19连接。

优选的，所述消声装置(fx-φ350)2的进气口通过弹性接头14与罗茨鼓风机1的排气口连接。

排气实验测试步骤

1.按图5至6所示将阀门及测量仪表安装在管道上，进排气阀v1、v2、v5开启，进排气阀v3、v4关闭，进排气阀v6、v7调节状态，通气口上的法兰盖(dn350)9关闭，一体式孔板流量计(lt-lg)8与进排气阀v5之间的管道上的预留接口的法兰盖(dn200)关闭。将孔板流量计接上信号线、电源线，开启进口、出口阀门，进出口阀门开度要一致。开启风机，向管道内充气，打开孔板流量计、不锈钢三阀组平衡进排气阀，缓慢开启孔板高低压端的进排气阀门，待流体通过流量计后关闭不锈钢三进排气阀组平衡进排气阀即可。

2.调节进排气阀v6或v7，测试不同开度时，孔板流量计的流量值q，记录p-q数据并与标定值进行比对。当偏差不超过1％时，视孔板流量计为准确状态。

3.待孔板流量计校准完毕即开始试验，进排气阀v5关闭，将测试空气进排气阀安装在排气测试处后再打开。气体经过整流网、孔板流量计，再到测试进排气阀门，测量其排气量。

4.调节风机，当进排气阀门入口压力p数值达到在待测压力后，便开始记录数据。(若需要减小流量，调节进排气阀v6、v7，进排气阀v7粗调节，进排气阀v6微调节)。观察进排气阀门动作，并记录p、q值。

5.若出现进排气阀门入口压力p值剧烈波动，而流量q值趋于平稳；或者节流塞被吹起(排气声音变尖锐、节流塞碰撞铛铛响)两种现象之一，则认为大量排气已达到临界，此时记录下相应数据。否则继续增大风机流量，重复以上动作，直至节流塞被吹起。

6.节流塞被吹起，大量排气结束，此时进行微排。微排时浮球被吹起，节流塞下落，流量q值减小，压力p值增大。记录相应数据。微排结束后，浮球下落，压力p减小，流量q增大，进入下一个排气循环。

7.待测试结束，关闭罗茨鼓风机1。

排气性能测试结果

本发明主要目的是提高进排气阀的进排气能力，衡量排气阀的进排气能力的主要指标是进排气流量系数，这里定义为：实际进排气量与理论进排气量的比值，下面应用上述数学模型，基于有压输水系统中管内外不同的压差条件，表1采用目前国内规范“给水管道复合式高速进排气阀(cj/t19-1513)“给出的口径为150mm的fgp型复合式高速进排气阀排气量，计算进排气阀排气过程的理论排气系数；在变截面排气量实测值的基础上，计算变截面进排气阀实际排气系数，结果见表1。图7给出dn150进排气阀理论排气量、规范给出排气量及其排气系数，图8给出了理论排气量、规范给出变截面进排气阀排气量及其排气系数。

表1进排气阀排气量理论值与规范值

由图6、图7可以看出，在相同压差下进排气阀门排气流量计算值、规范给出的值及变截面进排气阀值之间的比较，且管内外压差越大，计算值与实测值差值越大。为了使进排气阀门的排气量在水锤模拟计算中更接近实际，模型中引入进排气流量系数。由表1可得出进排气阀内外压差不同，其排气系数也不相同，它应是一动态的系数。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。应当理解，以上的描述意图在于说明而非限制。例如，上述实施例(和/或其方面)可以彼此组合使用。此外，根据本发明的启示可以做出很多改型以适于具体的情形或材料而没有偏离本发明的范围。通过阅读上述描述，权利要求的范围和精神内的很多其它的实施例和改型对本领域技术人员是显而易见的。