随着中国经济的不断发展，各地兴建了大量的输水工程，部分输水工程距离长，扬程高，流量大，运行情况复杂，且关乎人民群众的生产生活，因此有必要选择合适的调压措施，以保证工程的安全运行调压空气罐能够消除过高的正压或负压，保证管道压力的相对平稳，是一种理想的调压工具，在实际工程中运用广泛。文章通过对调压罐空气膨胀及压缩过程的研究，能够初步得出调压空气罐的体积及初始设置压力，为工程的设计提供必要的依据。

1 计算的原理

调压空气罐，利用空气可压缩及膨胀的特性，在管道压力迅速升高时能够容纳管道中的水流，控制压力过快升高，在管道压力突然降低时，能够将储存的水流迅速补充到管道当中，防止管道负压过高，是一种能够双向调节的调压工程措施[1]。

当管道中发生压力波动，调压空气罐气囊中的气体被压缩或膨胀时，由于时间极短，来不及与外界发生热量交换，因此可近似为绝热压缩或膨胀过程，符合气体绝热方程：

 

(1)

式中：P1为气囊初期压力，Pa；V1为气囊初期体积，m3；P为气囊终止压力，Pa；V为气囊终止体积，m3；γ为气体的绝热指数，空气近似取1.4。

管道中的水流流入空气罐或流出空气罐，本质上是水流对空气或空气对水流做功的过程，即

3.创建生猪标准化养殖创业园区。推广标准化、规模化养猪技术，每个园区募集10位左右有志发展生猪标准化生产的业主入驻，建成后每个创业园年出栏商品猪万头以上。

p△v=△w

(2)

式中：P为气囊压力(管道压力)，Pa；△v为气囊体积变化量，m3；△w为气体压缩(膨胀)功，J。

对式2积分，则有

 

(3)

式中：V水为正常工作状态下，空气罐存水；Q补充为气压罐向管道补水的流量；t为补水的时间

p0V0=nRT0

(4)

p1V1=nRT1

(5)

假设气压罐正常工作与初期设置时温度相同，即T0=T1，通过式4，5可得：

p0V0=p1V1

(6)

在实际工程中，管道停泵时，气压罐先后经历膨胀降压及压缩升压2个过程，降压及升压的计算及分析过程过程分别如下。

 

(7)

在实际工程中，泵站停泵后，管道内水流在惯性及气压罐的作用下达到最高点后便往回流动，在不考虑管道摩擦阻力损失的情况下，当管道内气囊被压缩至设计压力P1时，水流速度达到最大，大小应为管道设计流速V0，在此基础上进一步分析气囊的受压过程，根据式9，即有：

 

(8)

2011年6月，玉树州开始恢复重建，白玛文洲毅然接受组织委派，在3年灾后重建工作中不怕艰辛、坚守岗位，充分发扬“5+2、白加黑、特别能吃苦、特别能奉献”的玉树重建精神，白天走帐入户宣讲政策，晚上加班熬夜统计分析数据，全身心地投入恢复重建工作，圆满完成任务，交上了一份满意的答卷。

c=pvγ

(9)

即：

 

(10)

凯度消费者指数针对9 700名韩国女性美妆样本对象，以消费者触及数为测量指标，发布了韩国化妆品市场品牌排行榜。护肤领域排名第1的是悦诗风吟，其次是菲诗小铺、雪花秀、谜尚、爱他美、IOPE、赫拉、自然乐园、AHC、托尼魅力。韩国每5名女性就有1名购买伊蒂之屋、谜尚、菲诗小铺、悦诗风吟等品牌，这些品牌占据了彩妆领域第1到第4的位置。

令代入上式，则有

 

(11)

气体绝热指数c取1.4，对上式进行定积分，可得气体由体积V1被压缩至V2的情况下，需对气体做用的压缩功如下：

 

(12)

即：

1.1 气压罐的降压计算

当水泵突然停泵时，管道中的水流在惯性的作用下仍然向前运动，气压罐内空气发生膨胀，将水流补充进入管道。当管道正向流动停止时，气囊体积达到最大[2]。为防止断流发生，当气囊体积达到最大时，应保证管内尚有一定的水量，即应满足如下关系式：

《中华人民共和国农村土地承包法》(以下简称《土地承包法》)第三十三条中规定，“土地承包经营权流转应当遵循以下原则：(一)平等协商、自愿、有偿，任何组织和个人不得强迫或者阻碍承包方进行土地承包经营权流转；(二)不得改变土地所有权的性质和土地的农业用途；(三)流转的期限不得超过承包期的剩余期限；(四)受让方须有农业经营能力；(五)在同等条件下，本集体经济组织成员享有优先权”。这一条款的第五条原则也就在法律上明确了农村土地流转中集体成员享有优先权。那么，法律为何界定农村土地流转的优先权呢？这一法律原则究竟是历史传统的延续，还是新的历史条件下的制度创新呢？

V水≫Q补充t

(13)

式中：P1，V1均为气压罐正常工作时，气囊内气体压力及体积。设气压罐气囊初期设置的压力及体积为P0，V0则气压罐正常工作及初期充气时，气体均应符合克拉柏龙方程，即有

对式(11)中参数进行线性简化，Q补充随气压罐罐压力变化而变化，刚停泵时Q补充等于管道设计流量Q设计，气囊膨胀到最大后，Q补充=0，因此取Q补充=Q设计/2。以整个管道内水流为研究对象，当水泵停泵以后，水流在气压罐及高点的共同作用下减速运动，高点高程不变，气压罐气囊刚开始膨胀时，压力为设计压力P1，膨胀结束后，气囊压力近似为初设压力P0，在膨胀过程中压力近似为(P1+P0)/2则式11可变形为：

V水≥

(14)

式中：V水为正常工作状态下，空气罐存水，m3；Q设计为管道的设计流量，m3/s；L为管道长度，m；V0为管道设计流速，m/s；g为重力加速度，取9.81；H2为管道末端高程，m；H1为气压罐高程，m；P0为气囊初设压力，m；P1为气囊设计流量下压力，m。

将式8代入式3，则有

1.2 气压罐的升压计算

将式7代入式1可得：

 

(15)

式中：m为管道中的水流质量，kg；V为管道中的水流速度，m/s。

2 计算实例

以某工程为例，调压空气罐设置在泵站之内，该工程设计流量为1.47m3/s，泵出口的压力为90m，管道流速为1.3m/s，管径1.2m，气压罐高程为130m，管道后侧高点高程为216m，泵后高点距离泵站4.1km，当泵站停泵后，泵出口阀门迅速关闭。管道的试验压力为正常工作压力加0.5MPa，管道压力上升不应超过此数值。在气压罐体积V0及初设压力P0不同的情况下，根据式14、式15计算并判断结果如下表：

二是促进了生态文明建设。结合实行最严格水资源管理制度，全省水资源管理机构开展了“万名干部进万村洁万家”“千乡万村世纪行，建设美丽新农村”“每亩地少施一斤化肥、少撒一两农药、少用一方水”等特色亮点活动。竹溪县实施生物杀虫、沼液施肥、阀门控水，改善了水生态环境，提高了大米品质，售价每斤达60多元，增加了农民收入，综合效益显著。开展南水北调中线工程核心水源地保护，确保一库清水北送。实施重点流域区域综合治理，努力实现习总书记提出的“让城市融入大自然，让居民望得见山、看得见水、记得住乡愁”的目标。

从图2可知，伍姓湖最高水位345.96m时，湖水容积为3.05×107m3，表面积为21.7km2，最低水位343.85 m时，湖水容积为 0.38×107m3，表面积为 9.6 km2。

 

表1 气压罐体积V0与初设压力P0不同的情况管道压力值结果

  

气压罐体积V0/m3初设压力P0/MPa正常压力pl/MPa正常体积vL/m3管道升压计算管道降压计算 最终体积V2/m最终压力P2/MPa压力上升AP/MPa设计压力气罐存水量V0/m补水量v补充/m3剩余水量/m3是否可行100.20.9l2.200.52S.905.997.8013.090.00不可行100.40.914.401.922.a91.98民6019.480.00不可行100.60.916.593.692.051.143.4138.030.00不可行200.20.914.401.922.891.9815.6013.092.51不可行200.40.918.795.621.700.7911.2119.480.00不可行200.60.9113.199.701.400.496.日138.030.00不可行300.20.916.593.692.051.1423.4l13.0910.31不可行300.40.9l13.199.701.400.4916.8l19.480.00不可行300.60.9119.7816.051.220.3110.2238.030.00不可行400.20.918.795.621.700.7931.2l13.0918.12不可行400.40.9117.5813.921.260.3522.4219.482.94可行400.60.9126.3722.521.140.2313.6338.030.00不可行500.20.9110.997.641.5l0.6039.0113.0925.92不可行500.40.9121.9818.201.190.2828.0219.488.54可行500.60.9132.9729.031.090,1817.0338.030.00不可行600.20.9113.199.?01.400.4946.8113.0933.?2可行600.40.9126.3722.521.140.2333.6319.4814.15可行600.60.9l39.5635.561.060.1520.4438.030.00不可行700.20.9115.3811.801.320.4154.6213.0941.52可行700.40.9130.7726.851.100.1939.2319.4819.75可行700.60.9146.1542.111.030.1223.日538.030.00不可行800.20.9117.5813.921.260.3562.4213.0949.32可行800.40.9135.1631.201.08O。1744.8419.4825.36可行800.60.9152.7548.681.020.1127.2538.030.00不可行

通过以上计算，初步选定本工程选用的总体积为40m3，气囊初始设计压力为40m水头的气压罐，可以满足工程停泵时，管道的安全运行。

需要指出的是，文章在研究及计算过程中将水流及管道看成是完全的刚性体，其得出的结果与实际工程应存在一定偏差。但作为一种初步计算压力空气罐的方法，其精度是能够满足工程进行初期设计，选型要求的。

另外，随着计算软件的普及，计算压力空气罐的结果也更加精确。文章能通过简单的理论计算，初步框定压力空气罐的各项参数，对专业软件的计算结果也能起到很好的校核作用。

我说“：随您怎么说，说心中想说的就可以。”婆婆清了清嗓子，微笑着说：“我儿媳曾经告诉我，是一家人，就要说家人该说的话，做家人该做的事，正是坚持这一点，我们婆媳从矛盾重重走到今天的相亲相爱。”

参考文献：

[1]杨玉顺.工程热力学[M].北京：机械工业出版社，2009：47-62.

[2]华东水利学院.水工手册[M].北京：水利电力出版社，1983：27-31.