輸水過(guò)程中排氣閥邊界條件分析

在輸水過(guò)程中，當(dāng)管道中存在氣體時(shí)，氣體會(huì)順著管道向上運(yùn)動(dòng)，最終聚集在管道的凸起點(diǎn)形成空氣腔。如果此處安裝排氣閥，氣體就會(huì)進(jìn)入空氣閥，此時(shí)閥內(nèi)無(wú)水，浮球在重力作用下處于掉落狀態(tài)，排氣閥打開，達(dá)到排氣目的；隨著閥內(nèi)氣體的排出，管道內(nèi)水位上升進(jìn)入排氣閥，浮球在水的浮力作用下，關(guān)閉排氣口，排氣結(jié)束。當(dāng)管道內(nèi)壓力下降到大氣壓力以下時(shí)，在管道內(nèi)外壓差作用下，浮球降落，空氣閥打開，達(dá)到進(jìn)氣的目的。

排氣閥的進(jìn)排氣過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程。目前，排氣閥的數(shù)值模擬仍然沿用Wylie和Stree-ter等人提出的數(shù)學(xué)模型，該模型基于以下4個(gè)基本假設(shè)：

1、認(rèn)為空氣等熵流入或流出排氣閥；

2、管內(nèi)的空氣質(zhì)量符合等溫規(guī)律，這是由于管內(nèi)空氣質(zhì)量通常很小而管道面積和液體表面積很大，這就提供了一個(gè)大熱容，使氣體溫度接近于液體溫度；

3、管內(nèi)的空氣聚集在它可以排出的閥附近；

4、管道內(nèi)液體表面高度基本保持不變，由于空氣的體積和管段里的液體體積相比很小。

流過(guò)閥的空氣質(zhì)量流量取決于管外大氣的壓強(qiáng)P、溫度T。以及管內(nèi)的壓強(qiáng)P和溫度T。