室内给水管道中气囊运动分析及对策探讨-
最后更新时间：2024-03-27
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论文导读：和生活对用水的要求，本文对室内给水管道的气囊出现的原因和导致的问题进行了详细分析，并研究了相关对策，对设计和施工人员及房地产开发商有一定的借鉴参考和指导意义。1室内给水管道中气体产生的原因常见的室内给水管道中气体产生的原因有以下几种：（1）新管道首次通水。新投入使用的室内给水管道，在首次送水
【摘要】建筑内部给水管道中由于各种原因经常会出现部分气囊，由于气囊在管道中随着水流的运动，可能会导致一系列的问题出现，对室内给水管道中气囊出现的原因和导致的问题和危害进行了详细分析和研究，并研究了相关对策。
【关键词】给水管；气囊运动；气囊危害；排气对策
引言
随着人们生活水平的提高和居住环境的日益改善，人们对室内用水的安全性和舒适性要求越来越高。然而，由于在建筑施工，安装和给水管道材料及卫生器具的选用过程中，会出现不同的差别和问题，较容易在建筑内部给水管道中出现气囊，由于气囊在管道中随着水流的运动，可能会导致一系列的问题出现，严重影响人们用水的安全性和舒适性，不符合人们对正常工作，学习和生活对用水的要求，本文对室内给水管道的气囊出现的原因和导致的问题进行了详细分析，并研究了相关对策，对设计和施工人员及房地产开发商有一定的借鉴参考和指导意义。
1 室内给水管道中气体产生的原因
常见的室内给水管道中气体产生的原因有以下几种：
（1）新管道首次通水。
新投入使用的室内给水管道，在首次送水的过程中，如果在某些用水点没有进行相关的排气措施，则很可能导致管内的气体无法及时排出而存于管内，又由于管内压力的变化，气囊会有一定的运动。
（2）事故抢修放空。
室内管道在正常使用的情况下，若某一段管道出现问题，会采取放空管道内的存水的方法来进行抢修。当抢修完毕后，未采取有效的排气措施，同样会导致气体留存于管道内部。
（3）管道出现负压，排气阀注气。
基于室内给水管道的布置特点，当突然大量用水时，会在局部管道中出现负压的现象。当负压出现时，本来起排气作用的排气阀会起到相反的注气作用，同样，在某些连接和封闭不严的地方，若有负压，同样会产生注气作用。
（4）水在流动中的气体释放。
一般情况下，水中约含2%的溶解气体，在输送过程中，由于运动和压力的变化等因素，这些空气会从水中不断地释放出来，特别是热水系统。
（5）在水泵吸气管和叶轮内，因运行负压也同样会产生气体的释放。
2 气泡在水中的受力分析
气体通常都是以气泡形式从水中释放出来，在水平管道中气泡形成之后主要受到三个力的作用，水平方向气泡受到水流推力，气泡随水流前进，垂直方向气泡受到向下的自身重力即气泡体积与空气质量的乘积和向上的浮力即气泡排开水的重量，因浮力远大于气泡重力，所以气泡会向管顶运动，其运动轨迹类似于反抛物线。如图1：
图1气泡在水中的受力分析
3 气囊形成的部位
（1）管径变化处
当管径由大变小时，气体有时会卡于连接口处，无法被水流带走，形成气囊。2：
（2）管道坡顶
气体在水中受到浮力，一般都是上行的，所以，对于有坡管道，气体很容易在坡顶发生聚集，产生气囊，有时甚至堵塞管道，中断水流。
（3）管道交叉处
在管道交叉处，水流从大管径流向小管径，但是，气体有时会卡于连接口处，无法被水流带走。
（4）平坦管路
有时平坦管路也会形成气囊，在平坦管路气体运动到管顶后受到管壁摩擦力会附着在管壁，大量气体附着就会形成气囊。
（5）逆坡管路
在逆坡管路水流向而气泡向上运动，当浮力不足以克服水流推力时，气体便聚集在管壁处，形成气囊。
（6）坡度变化处
坡度变化处由于坡度变化使水流出现源于：7彩论文网论文结论范文www.7ctime.com
波动，出现波状流，然后转变为段塞流。
（7）各类阀门内部及安装处
当水流通过阀门时，流速和方向将发生变化，流态紊乱，有产生气体析出可能。同时，由于阀门构造上的原因，各类阀门如旋启式止回阀。减压阀。水位控制阀等处，气体不易排出，可能产生聚积。
4 给水管道内气囊运动的危害
室内给水管道的气囊的存在，将严重影响人们用水的安全性和舒适性，它的危害主要表现在；
（1）造成爆管和裂管。
当气囊在管路中被水流带到高压区时，其体积将急剧减少，会产生局部压力升高。气囊运动时，水流也随之流动，由气囊运动引起的升压大小不同，大到数百米水柱，从而引起管道爆裂。
（2）增加管道水头损失，降低通水能力。
由于气囊的存在，占据了一定的管道横截面积，同时，也增大了水流通过是的阻力，水头损失加大，通水能力降低，导致达不到设计工况，造成资源浪费和不够经济。
（3）管道压力不稳，漏失水量增加。
由于气囊的压缩性，气压不断的变化，所到之处，会引起相应的水压的变化波动，在管道的连接处或一些易漏水的地方，由于压力的波动变化，也会引起漏水可能性加大，漏失的水量增加。
（4）降低管道的使用寿命，增加了工程造价。
如前所述，气囊的可压缩性，随着水流运动的气囊会随着水流压力不断变化，从而对管道的应力产生重要的影响，不稳定的压力变化，容易引起管道的应力疲劳，降低管道的使用寿命，从而从客观上增加工程的造价。
（5）引起噪声和振动。
气囊造成的局部压力冲击，会造成强烈的噪声和振动。特别是在集中热水给水管道中发生的可能性最大。
5 室内给水管道排气对策探讨
气囊运动的危害巨大，所以需要采取合适的方式来防止气囊的危害。从以上气囊产生的原因分析可以看出，要解决气囊的问题，必须要有合适的排气装置，在适当的位置排出气体。从而保证任何状态下都不产生气囊的运动。要达到此目的，上行下给式给水系统的配水干管最高处及向上抬高的管段应设性能良好的自动排气阀实现正常排气；下行上给式系统可利用最高排水点放气，当入户支管上有分户计量表时，宜在各供水立管顶端设自动排气阀。
6 结语
建筑内部给水管道中由于各种原因经常会出现部分气囊，由于气囊在管道中随着水流的运动，可能会导致一系列的问题出现，严重影响人们用水的安全性和舒适性，不符合人们正常工作，学习和生活对用水的要求。通过采用性能良好的自动排气阀来实现正常排气，保证给水管路中产生的气体能及时排出，是目前绝大多数工程最常用的方法，也是发展的主要方向，且较经济合理。
参考文献：
高明远，岳秀萍..建筑给水排水工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2002
论文导读：
刘志，耿欣平，白文策. 住宅楼给排水噪声的解决办法[J].给水排水, 2000,26(11)
[3]王增长. 建筑给水排水工程（第六版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010
[4]吕平. 建筑室内给排水系统噪声的控制[J]. 科技情报开发与经济, 2004,(12)：14
[5]张学伟. 建筑给排水噪声的分析与控制[J]. 山西建筑, 2004,(17) ：30 ..
作者简介：
张杰（1984-），男，湖北襄阳人，2010年毕业于长安大学，硕士，研究方向为水处理技术和给排水系统优化设计，现任教于西安科技大学建筑与土木工程学院，助教。
【摘要】建筑内部给水管道中由于各种原因经常会出现部分气囊，由于气囊在管道中随着水流的运动，可能会导致一系列的问题出现，对室内给水管道中气囊出现的原因和导致的问题和危害进行了详细分析和研究，并研究了相关对策。
【关键词】给水管；气囊运动；气囊危害；排气对策
引言
随着人们生活水平的提高和居住环境的日益改善，人们对室内用水的安全性和舒适性要求越来越高。然而，由于在建筑施工，安装和给水管道材料及卫生器具的选用过程中，会出现不同的差别和问题，较容易在建筑内部给水管道中出现气囊，由于气囊在管道中随着水流的运动，可能会导致一系列的问题出现，严重影响人们用水的安全性和舒适性，不符合人们对正常工作，学习和生活对用水的要求，本文对室内给水管道的气囊出现的原因和导致的问题进行了详细分析，并研究了相关对策，对设计和施工人员及房地产开发商有一定的借鉴参考和指导意义。
1 室内给水管道中气体产生的原因
常见的室内给水管道中气体产生的原因有以下几种：
（1）新管道首次通水。
新投入使用的室内给水管道，在首次送水的过程中，如果在某些用水点没有进行相关的排气措施，则很可能导致管内的气体无法及时排出而存于管内，又由于管内压力的变化，气囊会有一定的运动。
（2）事故抢修放空。
室内管道在正常使用的情况下，若某一段管道出现问题，会采取放空管道内的存水的方法来进行抢修。当抢修完毕后，未采取有效的排气措施，同样会导致气体留存于管道内部。
（3）管道出现负压，排气阀注气。
基于室内给水管道的布置特点，当突然大量用水时，会在局部管道中出现负压的现象。当负压出现时，本来起排气作用的排气阀会起到相反的注气作用，同样，在某些连接和封闭不严的地方，若有负压，同样会产生注气作用。
（4）水在流动中的气体释放。
一般情况下，水中约含2%的溶解气体，在输送过程中，由于运动和压力的变化等因素，这些空气会从水中不断地释放出来，特别是热水系统。
（5）在水泵吸气管和叶轮内，因运行负压也同样会产生气体的释放。
2 气泡在水中的受力分析
气体通常都是以气泡形式从水中释放出来，在水平管道中气泡形成之后主要受到三个力的作用，水平方向气泡受到水流推力，气泡随水流前进，垂直方向气泡受到向下的自身重力即气泡体积与空气质量的乘积和向上的浮力即气泡排开水的重量，因浮力远大于气泡重力，所以气泡会向管顶运动，其运动轨迹类似于反抛物线。如图1：
图1气泡在水中的受力分析
3 气囊形成的部位
（1）管径变化处
当管径由大变小时，气体有时会卡于连接口处，无法被水流带走，形成气囊。2：
（2）管道坡顶
气体在水中受到浮力，一般都是上行的，所以，对于有坡管道，气体很容易在坡顶发生聚集，产生气囊，有时甚至堵塞管道，中断水流。
（3）管道交叉处
在管道交叉处，水流从大管径流向小管径，但是，气体有时会卡于连接口处，无法被水流带走。
（4）平坦管路
有时平坦管路也会形成气囊，在平坦管路气体运动到管顶后受到管壁摩擦力会附着在管壁，大量气体附着就会形成气囊。
（5）逆坡管路
在逆坡管路水流向而气泡向上运动，当浮力不足以克服水流推力时，气体便聚集在管壁处，形成气囊。
（6）坡度变化处
坡度变化处由于坡度变化使水流出现源于：7彩论文网论文结论范文www.7ctime.com
波动，出现波状流，然后转变为段塞流。
（7）各类阀门内部及安装处
当水流通过阀门时，流速和方向将发生变化，流态紊乱，有产生气体析出可能。同时，由于阀门构造上的原因，各类阀门如旋启式止回阀。减压阀。水位控制阀等处，气体不易排出，可能产生聚积。
4 给水管道内气囊运动的危害
室内给水管道的气囊的存在，将严重影响人们用水的安全性和舒适性，它的危害主要表现在；
（1）造成爆管和裂管。
当气囊在管路中被水流带到高压区时，其体积将急剧减少，会产生局部压力升高。气囊运动时，水流也随之流动，由气囊运动引起的升压大小不同，大到数百米水柱，从而引起管道爆裂。
（2）增加管道水头损失，降低通水能力。
由于气囊的存在，占据了一定的管道横截面积，同时，也增大了水流通过是的阻力，水头损失加大，通水能力降低，导致达不到设计工况，造成资源浪费和不够经济。
（3）管道压力不稳，漏失水量增加。
由于气囊的压缩性，气压不断的变化，所到之处，会引起相应的水压的变化波动，在管道的连接处或一些易漏水的地方，由于压力的波动变化，也会引起漏水可能性加大，漏失的水量增加。
（4）降低管道的使用寿命，增加了工程造价。
如前所述，气囊的可压缩性，随着水流运动的气囊会随着水流压力不断变化，从而对管道的应力产生重要的影响，不稳定的压力变化，容易引起管道的应力疲劳，降低管道的使用寿命，从而从客观上增加工程的造价。
（5）引起噪声和振动。
气囊造成的局部压力冲击，会造成强烈的噪声和振动。特别是在集中热水给水管道中发生的可能性最大。
5 室内给水管道排气对策探讨
气囊运动的危害巨大，所以需要采取合适的方式来防止气囊的危害。从以上气囊产生的原因分析可以看出，要解决气囊的问题，必须要有合适的排气装置，在适当的位置排出气体。从而保证任何状态下都不产生气囊的运动。要达到此目的，上行下给式给水系统的配水干管最高处及向上抬高的管段应设性能良好的自动排气阀实现正常排气；下行上给式系统可利用最高排水点放气，当入户支管上有分户计量表时，宜在各供水立管顶端设自动排气阀。
6 结语
建筑内部给水管道中由于各种原因经常会出现部分气囊，由于气囊在管道中随着水流的运动，可能会导致一系列的问题出现，严重影响人们用水的安全性和舒适性，不符合人们正常工作，学习和生活对用水的要求。通过采用性能良好的自动排气阀来实现正常排气，保证给水管路中产生的气体能及时排出，是目前绝大多数工程最常用的方法，也是发展的主要方向，且较经济合理。
参考文献：
高明远，岳秀萍..建筑给水排水工程学[M].北京：中国建筑工业出版社，2002
论文导读：
刘志，耿欣平，白文策. 住宅楼给排水噪声的解决办法[J].给水排水, 2000,26(11)
[3]王增长. 建筑给水排水工程（第六版）[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2010
[4]吕平. 建筑室内给排水系统噪声的控制[J]. 科技情报开发与经济, 2004,(12)：14
[5]张学伟. 建筑给排水噪声的分析与控制[J]. 山西建筑, 2004,(17) ：30 ..
作者简介：
张杰（1984-），男，湖北襄阳人，2010年毕业于长安大学，硕士，研究方向为水处理技术和给排水系统优化设计，现任教于西安科技大学建筑与土木工程学院，助教。