Luchtslot
Een luchtsluis is een beperking of volledige stopzetting van de vloeistofstroom, veroorzaakt door damp die opgesloten zit in een hoog punt van een met vloeistof gevuld leidingsysteem. Het gas, dat een geringere dichtheid heeft dan de vloeistof, stijgt op naar alle hoge punten. Dit verschijnsel staat bekend als vapor lock, of air lock.
Het doorspoelen van het systeem met een hoog debiet of onder hoge druk kan helpen het gas weg te krijgen van het hoogste punt. Ook kan een kraan (of automatische ontluchtingsklep) worden geïnstalleerd om het gas naar buiten te laten.
Verluchtingsproblemen treden vaak op wanneer men probeert een systeem weer in gebruik te nemen nadat het opzettelijk (voor onderhoud) of per ongeluk is geleegd. Bijvoorbeeld een centraal verwarmingssysteem dat gebruik maakt van een circulatiepomp om water door radiatoren te pompen. Bij het vullen van een dergelijk systeem wordt lucht ingesloten in de radiatoren. Deze lucht moet worden ontlucht met behulp van schroefventielen die in de radiatoren zijn ingebouwd. Afhankelijk van het leidingverloop – als er omgekeerde ‘U’s’ in het circuit zitten – zal het nodig zijn het hoogste punt (of de hoogste punten) te ontluchten. Zo niet, dan kan luchtsluis een watervalstroming veroorzaken waarbij het verlies aan hydraulische opvoerhoogte gelijk is aan de hoogte van de luchtsluis; als de hydraulische stijghoogtelijn onder de uitgang van de leiding komt, zou de stroming door dat deel van het circuit volledig stoppen. Merk op dat circulatiepompen gewoonlijk niet genoeg druk genereren om luchtsluizen te overwinnen.
Fig 1 toont een reservoir dat een zwaartekrachtdistributiesysteem voedt – voor drinkwater of irrigatie. Als de grond waarin de leiding ligt hoge punten heeft – zoals Hi1, 2 enz. en daartussen lage punten zoals Lo1, 2 enz., dan zal, als de leiding van bovenaf gevuld wordt, en leeg was, de leiding OK vullen tot aan Hi1. Als de stroomsnelheid van het water lager is dan de stijgsnelheid van de luchtbellen, dan druppelt het water omlaag naar het lage punt Lo2 en houdt de resterende lucht vast tussen Hi1 en Lo2. Naarmate meer water naar beneden stroomt, vult het opwaartse deel Lo2 naar Hi2 zich. Dit oefent op de ingesloten lucht een druk uit van H2 m water (WG = watermeter) of H1, welke van de twee het kleinst is. Als H2 groter is dan H1, dan is er een volledig luchtslot en stopt het waterniveau in het opgaande deel Lo2 tot Hi2 bij H1 en kan er geen water meer stromen. Als H1 groter is dan H2, dan kan er wel wat water stromen, maar de hydraulische opvoerhoogte H3 wordt niet bereikt en het debiet is dus veel kleiner dan verwacht. Als er nog meer golvingen zijn, dan tellen de tegendrukeffecten bij elkaar op. Het is duidelijk dat lange pijpleidingen over tamelijk vlak, maar golvend land, onvermijdelijk veel van dergelijke hoge en lage punten zullen hebben. Om lucht- of gasopsluiting te voorkomen, worden automatische ontluchters aangebracht die lucht of gas uitlaten wanneer een bepaalde druk wordt overschreden. Ze kunnen ook zo ontworpen zijn dat ze lucht binnenlaten onder vacuüm. Er zijn vele andere ontwerpoverwegingen voor het ontwerp van waterleidingsystemen, b.v.
Het luchtslotverschijnsel kan op een aantal nuttige manieren worden gebruikt. Het diagram hiernaast toont een “S”-afsluiter. Deze heeft de eigenschappen a) dat vloeistof ongehinderd van boven (1) naar beneden (4) kan stromen en b) dat gas niet door de sifon kan stromen tenzij het voldoende extra druk heeft om de vloeistofkop van de sifon te overwinnen. Dit is gewoonlijk ongeveer 75 tot 100 mm water en voorkomt dat stinkende lucht terugkomt uit waterafvoersystemen via aansluitingen op toiletten, gootstenen enzovoort. S-vallen werken goed, tenzij er zand in het afvoerwater zit – dat verzamelt zich dan in het U-gedeelte van de S-val.