防水锤空气阀作为一种构造简单、造价低,安装维修方便的水锤防护装置,广泛应用于长距离供水工程中。但由于空气阀选型不合理,安装位置不当以及其内部结构等原因,造成阀体破损、失效甚至对供水系统产生危害的事故屡有发生。现阶段,防水锤空气阀无统一的设计生产标准,且内部结构复杂,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。因此,有必要对防水锤空气阀数学模型、内部结构以及防护水锤效果进行研究,进而为其设计和选型提供理论支持。本文主要从理论模型、试验研究以及数值模拟三个方面对防水锤空气阀展开分析研究,主要研究内容及结论如下:（1）由喷管的气流特性推及空气阀进排气计算模型,在此基础上,结合防水锤空气阀的结构特点和工作原理,提出动态进排气系数的概念,进一步优化空气阀进排气数学模型。（2）以DN100防水锤空气阀为研究对象,展开进排气试验与仿真数值模拟研究,在验证数值模拟结果的可靠性后,分别对空气阀在大量排气阶段、节流排气阶段及负压吸气阶段的进排气特性和节流塞表面应力应变进行分析,为空气阀数学模型的求解以及水锤防护效果研究提供依据。（3）保持防水锤空气阀主阀体不变,选取不同节流塞中心孔径,利用数值模拟,探究中心孔径对空气阀节流排气性能的影响规律,分析节流塞结构特性,为空气阀选型及内部结构设计提供参考。（4）以山西省某泵站输水工程为依托,利用求解的防水锤空气阀进排气数学模型,对空气阀输水管路水锤防护性能进行分析,为供水系统的安全运行提供技术支持。