Воздушные клапаны и риск возникновения отрицательного давления в трубопроводах

Инженерам важно в полной мере осознавать необходимость защиты трубопровода водоснабжения и сточных вод от отрицательного давления, возникающего в случае слива или разрыва трубы, при наличии низкорослых или плохо расположенных воздушных клапанов, а также в случае переходных процессов, связанных с изменением расхода, таких как работа клапанов или отключение насоса.

Невыполнение этого может привести к попаданию загрязненной воды в систему, обрушению трубы, кавитации и разделению колонн, поскольку отрицательное давление может нанести такой же ущерб сети, как и высокое давление.

Для облегчения субатмосферных условий обычно требуется введение правильно расположенных воздушных клапанов в высоких точках, при изменении уклонов, на длинных сегментах и во всех случаях, когда может возникнуть риск разделения колонн.

Пропускная способность воздушного потока через воздушные клапаны зависит от эффективного сечения седла, следуя физическим законам и математическим формулам. Поэтому инженеры всегда должны основывать свой анализ на диаграммах расхода воздуха, предоставленных производителем, а не только на соединении, которое может привести к неточностям и большой опасности.

На следующих рисунках показано, исключительно в иллюстративных целях, использование двух воздушных клапанов для сточных вод, оба с фланцем DN 150 мм. На изображении справа модель CSA с полным отверстием с пропускной способностью около 5000 м3/ч с 0,5 Dp, подходящая для применения трубопроводов диаметром до 700/900 мм , в то время как слева модель с уменьшенным проходом сверху, имеет производительность менее 300 м3/ч, настоятельно рекомендуется для трубопровода не более 150/200 мм. При использовании для более крупных труб последнее неизбежно приведет к отрицательному давлению.

Видео ниже показывает силу вакуума как напоминание о большой опасности, исходящей от неправильного суждения и оценки воздушных клапанов.

Программа определения размеров CSA AVS была разработана, чтобы помочь пользователям в выборе и расположении воздушных клапанов в случае дренажа и разрыва трубы, а затем легко интегрирована с программой анализа гидравлического удара CSA, способной выполнять наше динамическое моделирование и анализ переходных процессов.