长距离输水工程,是解决区域水资源合理优化分配重要途径之一。有压输水管道系统中,在阀门关闭或事故停泵下,都将引起管道压力瞬变,形成水锤。水锤正压容易导致管道破裂、供水中断;水锤负压则会使管道瘪塌、供水流量减少。空气阀作为重要的水锤防护设备,由于其特有的优势,被广泛运用于输水管道中。在工程应用中,通常根据经验进行空气阀的选型和布置,但由于各厂家生产标准不统一,相同型号空气阀其水锤防护效果存在很大差异。因此有必要从空气阀结构特点出发,研究该结构空气阀进排气特性对水锤的防护效果,进而指导空气阀的结构设计。本文以空气阀水锤防护特性为研究对象,通过Fluent软件对空气阀三维结构,按“大孔排气”、“小孔排气”及“吸气”三种工况进行流场特性分析,求取空气阀进排气流量特性曲线、流量系数及防水锤缓冲片过渡压力;通过Hammer软件对安装该空气阀的某输水管道进行停泵水锤分析,验证空气阀对水锤的防护效果。本文的主要研究结果如下:(1)原空气阀“大孔排气”流量系数为0.474;“小孔排气”流量系数为0.176;“吸气”流量系数为0.297;空气阀防水锤缓冲片过渡压力为1500Pa。对比分析进排气流量特性曲线,空气阀具有一定的缓冲排气性能。(2)对安装原空气阀的输水管道进行停泵水锤分析发现,原空气阀对管道水锤正压有一定的防护作用,但对水锤负压防护作用不佳;对比分析不同孔径大小空气阀水锤防护,发现原空气阀排气孔径太大,导致其水锤防护无法达到安全范围以内。(3)通过改进原空气阀结构,将防水锤缓冲片布置在阀体上端,当缓冲片通流面积与空气阀出流孔面积之比为0.025时,空气阀水锤防护效果全线达到安全范围以内。