输水管进入管道的气体虽然同输送液体处于相同的压强之下。但由于气、液重度差和液体表面张力的作用,气体一般会出现在管道内的制高点,这些微小气泡聚集在一起逐渐形成大气泡甚至气包。这些气包在重力和水流冲力的共同作用下,它们或分散存在于较平缓下坡(对水流而言)段管道顶部,或存在于起伏管线的管道凸起处。气包在管道内所处的位置,取决于其力的平衡条件。当气包重度差的管轴向分力同水流方向一致时,气包随水流方向前进;反之,气包则受摩擦力作用而滞留于管壁甚至逆向流动。因此上坡管道的气体较易于排出,下坡管道的气体则不易随水流排走。
有压输水管道在充水或排水时,要排出或吸入相同体积的气体;正常输水过程中需要排出带入管道的微量气体或因压力和温度变化析出的气体。当缺乏必要的排气设施、排气阀选型不合理、排气阀布置不当或排气阀不能正常工作时,气体就会集聚在管道系统中。这些气体在管道水流发生非正常调节工况时,如输水系统发生事故停泵、输水管道系统切换、控制阀门误操作等,轻则会影响系统正常运行,重则会使管道输水系统遭到破坏。
有压管道内积存气体对系统的危害是多方面的。首先会影响管道安全运行,气包实际上是处于运动和压力振荡之中的,其运动和压力振荡反过来又引起水流速度的变化,从而引发气爆型水锤。供水管网中发生爆管事故,排气不畅是主要原因。其次,在小直径输水管道中,由于附着于管壁的气泡或气囊缩减了管道过水断面甚至阻断水流,减小输水流量,影响需水户正常生产和生
活用水,同时还会增加运行成本。