中国大部分的长距离供水工程由于地形变化及外部建筑物的影响，在发生停电等异常情况时极易发生停泵水锤，其会导致管道内水体分离再弥合，造成管道内压力在短时间内交替变化，致使管道破裂、供水中断，影响着供水管网的安全运行。
　　复合式空气阀作为一种水锤防护设备被广泛应用于供水管网中，其可通过调节内部的浮球及节流塞的位置状态进而调节排出气体的质量流量及气体流速大小来抑制正压水锤，当管道内出现负压时可及时补气抑制负压水锤，以保证管路的安全。但由于中国目前对空气阀研究内容较少，对空气阀的制造设计尚未形成同一标准，同一厂家所制造的空气阀水锤防护效果不一。空气阀的水锤防护效果与其进排气特性有着直接的关系，本文就空气阀的进排气特性对其水锤防护效果展开研究，主要研究内容如下：
　　（1）阐述目前国内外对水锤效果研究和空气阀进排气特性研究的现状，明确影响空气阀进排气特性的影响参数。
　　（2）以北甘泉泵站长治支线供水工程为依托，对停泵时水力过渡过程进行数值模拟，提出空气阀的安装位置及选型，并确定空气阀处的极限正压。
　　（3）根据喷管的气流特性推及空气阀的数学模型。阐述复合式空气阀的工作原理，确定空气阀在大量排气阶段、节流排气阶段及负压吸气阶段下的计算模型，在网格无关性检验后确定采用ANSYS Mesh方式进行网格划分，借助Fluent软件对空气阀处于三种不同工况下进行进排气特性分析。
　　（4）借助Fluent软件确定空气阀的起跳压力与起跳压差，探究不同压差下空气阀进排气特性及对水锤效果的影响。
　　（5）通过改变空气阀节流塞口径、颈口半径及节流塞环宽，运用Fluent软件对不同节流塞口径、颈口半径及节流塞环宽进行进排气特性分析，确定防护水锤效果最优情况下的节流塞口径、颈口半径及环宽大小。并根据改进后的空气阀模型对空气阀整体结构改进提出建议。
　　本文的主要结论：
　　（1）对北甘泉泵站长治支线供水工程不同防护措施方式下进行停泵水力过渡过程计算，确定了该工程在管路上安装的空气阀处的最大正压为0.87MPa。
　　（2）在网格无关性检验下确定采用4mm的网格划分方式，确定DN300复合式防水锤空气阀的起跳压力为49.07N，起跳压差为945Pa.
　　（3）对空气阀进行优化改进，确定空气阀节流塞最优孔径为15-20mm区间内一值，颈口最优尺寸为150mm，环宽最优尺寸为30-40mm区间内的一值。
　　（4）提出改进建议：将原直角设计改为符合气体流场的曲面平滑结构，对易受冲蚀和气体冲蚀的部位喷涂各种耐磨涂层或采用堆焊、喷焊等技术以增加硬度。