防水锤空气阀是一般复合式空气阀技术进步的产物,由于加入了节流塞这一缓冲装置,可以更好的防止爆管和弥合水锤发生,是管路防护水锤的一种重要设备。防水锤空气阀无统一的设计生产标准,内部结构复杂且形式多样,即使是同种规格的空气阀,其进排气特性也多有不同,使得水锤防护效果有明显差异,依靠经验选型已不能满足工程的安全性及经济性要求。面对长距离输水工程中该阀的重要性和广阔的应用前景,基于研究现状,透过爆管频繁发生的现象分析其进排气本质,找出内在原因、关键技术及解决方案是本论文的出发点。本论文以DN100防水锤空气阀为研究对象:1)根据喷管流推导复合式空气阀数学模型;2)基于防水锤空气阀运行原理及节流塞结构特性,利用有限元分析软件ANSYS,创建不同进排气状态下DN100防水锤空气阀流体域模型及节流塞固体域模型进行数值模拟,分析不同材料下节流塞的起跳压差;3)根据数值模拟结果与厂家提供的试验数据进行对比分析;4)在验证数值模拟模型合理性的基础上,分析防水锤空气阀不同参数条件下内部进排气流量变化规律及节流塞的受力变形;5)以节流塞变形最小、缓冲气囊（截留的气体流量、流速）最大为判别条件,探究防水锤空气阀节流塞的最优孔口占比（节流塞表面开孔面积占节流塞表面总面积的比）;6)拟合最优孔口占比下的动态进排气函数,对复合式空气阀数学模型（S-W模型）进行改进,建立防水锤空气阀数学模型;7)基于最优孔口占比下的防水锤空气阀及建立的数学模型,依托西山供水工程进行水力过渡过程计算,对防水锤空气阀管路防护效果进行分析。主要结论如下:（1）通过数值模拟计算,发现节流塞材料为不锈钢304条件下的起跳压差为15kpa左右,不锈钢314材料的起跳压差在20kpa左右,同种材料不同孔口占比下节流塞的起跳压差相差甚微;（2）基于数值模拟成果,节流塞对防水锤空气阀的进排气影响效果主要体现在节流排气阶段,节流塞孔径处压力变化较明显,沿排气孔径从正压区逐渐向负压区过渡,在节流塞上部存在大量负压区域,节流塞下部出现回流,形成缓冲气囊;（3）在进出口压差为15kpa-400kpa范围内,分析了缓冲气囊的形成条件、变化特性,在此基础上进行节流塞的变形计算,并得出节流塞最优孔口占比为4.15%;（4）在节流塞最优孔口占比下,拟合动态进排气函数Cin（p）、Cout（p）,对复合式空气阀数学模型进行改进,建立防水锤空气阀数学模型;（5）西山供水工程水力过渡过程计算结果表明采用动态进排气函数的防水锤空气阀具有良好的水锤防护效果。通过本论文研究,目标是解决国家重大需求急需突破的瓶颈技术,为节流塞优化设计、防水锤空气阀气体计算模型完善及在输水管道中应用提供理论依据。因此本研究具有重要的理论意义与重大的经济效益。