输气管道泄漏瞬态仿真分析

针对气体管道可能发生的泄漏工况,基于气体管道瞬变流动模型,结合泄漏边界条件,采用数值解法仿真得到泄漏后管道任一位置压力流量随时间的变化,并通过模型法对泄漏位置实时计算。结果表明：未泄漏稳态计算时,公式法和模型法的计算结果基本相同。管道泄漏后会产生负压波,导致全线压力降低,泄漏点上游流量增大,下游流量减小。压力波先后传播到管道首末端,在传播到管道首末端时会发生反射,随着压力波反射次数的增加,管内压力和流量会逐渐达到稳定状态。气体管道发生泄漏后,压力波向上下游传播,在各点产生的压力波幅呈指数规律衰减。利用管道泄漏后稳定状态时的起终点压力和流量结果计算得到的定位结果与真实值更接近。     

气体泄漏量超声检测理论分析及实验

探讨了小孔泄漏气体噪声频谱中某一频段声压级与雷诺数之间的函数关系.通过该函数关系,测量某一频段的声压级得到雷诺数,进而求出泄漏气体质量流量.实验结果表明,理论计算值与实测值基本吻合.该研究结果对于测量管道气体泄漏量具有一定意义.     

单螺杆压缩机内部泄漏及其对性能影响的研究

分析了喷油单螺杆压缩机的内部泄漏，把泄漏流动简化为３种流态，从而建立了计算各泄漏通道瞬时泄漏流量和泄漏通道壁面相对运动引起的流体粘性剪切功耗的数学模型，此模型考虑了泄漏通道的截面积，间隙、长度、壁面相对速度、喷油量、油和气体的粘性、压差等因素对泄漏量的影响，比较了所研制的样机在不同工况下的实验值及计算值，给出了典型工况下的泄漏率和粘性剪切功耗的分布，并由此得出了一些有助于改进单螺杆压缩机性能的结论     

平坦地区含硫化氢集输管道的泄漏扩散模拟

针对管道中天然气的泄漏,尤其是含硫集输管道的泄漏将对周围环境造成极大的威胁,对平坦地区含硫化氢天然气管道泄漏扩散进行了数值模拟。模拟分析发现：静风条件下,天然气在大气中自由扩散稳定后,压力、速度和浓度分布基本对称,喷口附近、喷口垂直向上区域以及接近地面区域的硫化氢浓度很高,属于高危险区域;有风条件下,气体扩散范围增大,风不仅对污染物起输送作用,还起稀释扩散作用,但在地面附近影响效果并不明显,而随高度的增加,其效果将不断增强;在无风情况下,喷射区域基本在泄漏口正上方,而有风时,喷射区域发生弯曲;危险区域随着风速的增大而减小,静风时,其范围最大。模拟得出天然气管道泄漏点外扩散的规律能够为实际安全生产和应急抢险提供较好的参考依据。     

非等温长输管线稳态泄漏计算模型

为了客观准确地计算燃气管道泄漏时的泄漏率、泄漏孔口内外温度和压力分布,通过对长输管线微元段燃气压缩因子、摩擦系数、泄漏系数、压力修正系数以及温度修正系数的分析讨论,结合现有泄漏模型,建立了非等温条件下的稳态管道泄漏小孔、管道及大孔模型．对大孔模型泄漏过程,提出了综合三状态模式及具体两状态模式．通过对非等温条件下3种泄漏模型计算结果的比较,得出小孔模型适用于孔径比约为0．15的泄漏,管道模型适用于孔径比约为0．9的泄漏,而大孔模型在各种泄漏孔径下均比较适用,所得计算结果均合理可靠．     

基于对角递归网络的气体管道泄漏检测与定位的研究

利用对角递归网络能够描述非线性动态系统的特点，设计了用于气体管道泄漏检测定位的动态网络模型。网络的训练样本由管道各种工况下的压力、流量数据组成。试验结果表明，与传统的静态前馈神经网络模型相比，本研究建立的网络能更好的反映气体在管遵中的流动特性，实现气体管道的泄漏检测与定位。     

马尔可夫模型在过程企业管道维修中应用

一种基于泄漏后破裂(LBB)的马尔可夫模型被应用于研究过程工业中的维修活动对于管道失效概率的影响,该模型可以预测复杂维修方案(包含带压堵漏等内容)对于管道失效概率的影响,这对于维修方案的定量评估有重要意义.根据中国石化企业中的管道维修特点,将管道状态分为完好、可探测缺陷、泄漏和破裂4种状态,相应地建立了LBB四状态马尔可夫模型,进而推导出了在维修方案影响下管道失效概率随时间变化的常微分方程,并应用盛金公式求解该微分方程,最后通过一个管道减薄维修的案例验证了该马尔可夫模型计算结果的可靠性.     

典型危险化学品事故模拟试验研究

研究设计了池火灾、有毒物质泄漏等典型危险化学品事故场景,并采用相关系数、偏差等方法与选择的理论计算模型进行了对比分析.事故模拟试验结果表明,池火灾事故模拟试验值与计算值的相关系数、偏差分别为0.993,7.9%,有毒物质泄漏模拟试验值与计算值的相关系数和偏差分别为0.976、22.6%,试验数据与模型计算结果具有较好的一致性,拟合性较好,事故计算模型具有较高的准确度.研究成果对确定危险化学品事故计算模型、科学分析危险化学品事故后果提供了技术支持.     

输气管道泄漏模型不确定性因素敏感性分析

输气管道泄漏模型中不确定性因素的分析是影响管道泄漏风险评价不确定的主要原因。为此,在确定起点压力、泄漏孔面积、气体温度和泄漏点距起点距离4项为影响输气管道泄漏速率计算的主要不确定性因素基础上,考虑多因素相互关联、共同影响模型计算精度的问题,采用多因素敏感度整体分析方法分别抽取数量为500,1 000,2 000和3 000的样本各3组,研究各不确定性因素对泄漏速率的影响程度,分析表明,不同样本量下计算得到的各因素Spearman秩相关系数排序基本一致,说明泄漏孔面积对泄漏速率的影响最大,其次是气体温度,起点压力和泄漏点距起点距离对泄漏速率的影响较小;样本数量为500时得到的不确定性因素Spearman秩相关系数排序与样本数量为1 000,2 000和3 000时得到的不确定性因素Spearman秩相关系数排序趋势相同,说明在现有因素取值区间内,抽样数量大于500时的模型计算结果已具备可靠性,能够满足后续风险分析的精度要求。     

基于特征线法的输气管道泄漏瞬态仿真与分析

针对气体管道可能发生的泄漏工况,基于气体管道瞬变流动模型,结合泄漏边界条件,计算得到泄漏后管道任一位置压力流量随时间的变化规律,并通过模型法实时计算泄漏位置。结果表明:未泄漏稳态计算时,公式法和模型法的计算结果基本相同。管道泄漏后会产生负压波,导致全线压力降低,泄漏点上游流量增大,下游流量减小。压力波先后传播到管道首末端,在传播到管道首末端时会发生反射,随着压力波反射次数的增加,管内压力和流量会逐渐达到稳定状态。气体管道发生泄漏后,压力波向上下游传播,在各点产生的压力波幅呈指数规律衰减。利用管道泄漏后稳定状态时的起终点压力和流量结果计算得到的定位结果与真实值更接近。     

天然气管道站场泄漏扩散三维动态研究

针对天然气管道站场中天然气的泄漏扩散对安全生产造成的问题,开展了天然气管道站场中天然气泄漏扩散规律研究.采用专业软件模拟的方法,使用FLACS进行模拟,设置边界条件进行求解,研究不同风速、不同风向及不同泄漏速率对天然气泄漏扩散的影响,并结合天然气行业相关标准对天然气管道站场内可燃性气体位置进行优化.研究结果表明,泄漏速...     

旋转填充床端效应区分布范围的研究

本文假设液体射流在端效应区内的流动过程动量守恒，建立并简化N-S方程，经过计算得到了端效应区厚度与射流速度和转子转速的关系。关系式显示，端效应区的厚度与射流速度成正比，与转子转速成反比。通过墨迹实验，观察不同的填料层厚度下射流被捕获的情况，进而判断端效应区的范围。实验结果与模拟结果的一致性较好，模拟计算的最大误差不超过10%。以CO₂(10%)+N₂(90%)和NaOH溶液为实验对象，通过改变填料层数，得到脱碳率随填料层数变化的曲线。实验发现填料厚度大于端效应区时，脱碳率逐渐趋于常数。     

保冷层对液相管道泄漏影响的试验与仿真研究

包覆层下腐蚀(corrosion-under-insulation,CUI)是一种常见的管道缺陷形式,极易造成管道内物质泄漏,进而引发火灾爆炸及中毒等严重后果。泡沫玻璃作为一种不燃的保冷材料,广泛用于LNG液化装置以及储运设施中,为管道和装置保冷;而在保冷层的覆盖下,管道的腐蚀点很难被发现。在液相裸管管道小孔泄漏试验的基础上,设计试验探究泡沫玻璃保冷层对泄漏压降、泄漏速率、泄漏稳定压力的影响,并建立数学模型进行理论研究,同时利用计算流体力学软件FLUENT对试验模型进行仿真模拟。结果表明:由于泡沫玻璃包覆管道泄漏过程的特殊性导致模拟结果和试验值有所差异,经修正后模拟得到的泄漏速率与试验值达到较好的一致性;仿真结果能够解释和验证泡沫玻璃保冷层对于液相管道小孔泄漏的抑制作用。     

基于分形理论的接触式机械密封端面泄漏模型

目前对于密封的大多数研究都基于密封端面形貌和摩擦条件不变的假设,且大多忽略了密封端面形貌对泄漏的影响,也并未从微观角度考虑端面形貌的影响.基于分形理论,将动、静环端面的接触简化为粗糙表面与理想刚性平面的接触,建立了机械密封的泄漏模型,并对各分形参数、端面比载荷和材料参数对泄漏率的影响进行了研究,得到了机械密封分形维数D和端面比载荷p_○g与其泄漏量Q成反比;而特征长度尺度参数G和综合弹性模量E与其泄漏量Q成正比.计算泄漏率与实验数据验证了模型的准确性.     

CFB锅炉中回转式空气预热器腐蚀、漏风分析计算

烟气酸露点与空预器漏风率的准确计算对于电站锅炉的设计及尾部受热面的布置都非常重要,现有文献对两者的理论计算与实测值偏差较大,造成排烟温度偏高,为了进一步提高锅炉能源利用率,要求对酸露点与空预器漏风率的确定更加精确。结合四分仓空预器在机组检修过程中存在的腐蚀、漏风问题,找出主要影响因素,对山西某电厂CFB锅炉的烟气酸露点和空预器漏风率进行了计算,计算结果在锅炉实际运行中也得到了应用,并且可来指导空预器在锅炉实际运行过程中应该控制的运行参数,保证机组安全、经济运行。     

埋地天然气管道泄漏量计算与分析

为计算埋地天然气管道泄漏量,获得合理的埋地管道泄漏计算模型与埋地管道土中天然气吸收量,通过分析燃气管道泄漏的模型划分标准,建立等温与等熵模型计算小孔泄漏量。结合天然气管线泄漏强度的实验数据进行对比分析,得出了等熵与等温模型分别为实际小孔泄漏量的上下限;利用菲克定律推导埋地管道泄漏扩散浓度方程,并分析扩散范围,结合工程实例对泄漏量进行计算分析。研究结果表明,小孔泄漏孔径越小,处于爆炸浓度极限的时间越长,危险性越高。根据埋地管道周围土中各点天然气浓度分布规律,提出了土壤吸收量计算方法,改进了地面蒸气云泄漏质量计算方法,结合工程实例定量地给出了土壤的天然气吸收率。     

输气管道泄漏音波信号传播特性及预测模型

输气管道泄漏音波在管内传播过程中发生衰减,在安装音波传感器前必须明确管内音波信号的传播距离。综合考虑介质黏滞吸收和热传导作用及特殊管件(弯管、分支及变径管)的吸收作用,建立泄漏音波在管内传播模型。利用改进的小波分析法对泄漏音波信号时频域特征进行分析,模拟分析不同特殊管件对音波传播的影响,并利用高压泄漏试验装置对建立的传播模型进行验证。结果表明:泄漏音波在管内以平面波形式传播,泄漏信号幅值能量占优的频带主要集中在0～0.366 Hz及2.93～46.88 Hz内,直管和弯管对音波衰减影响较小,只有分支和变径(变径流量计、阀门)对音波传播影响较大;得到的拟合音波吸收系数与理论吸收系数吻合较好,模型计算结果较为准确,可提高音波泄漏检测的准确性。     

埋地管道泄漏数值模拟分析

针对不同因素对管道泄漏工况的影响进行了模拟研究。管道的铺设方式一般为埋地铺设,长时间埋地管道会因为外力破坏或管道自身老化、腐蚀穿孔等因素造成管道泄漏。管道泄漏时会造成重大压力损失和管道流体的损失,管道大孔泄漏后容易在地面上被检测出来,小孔泄漏不容易被检测出来。因此采用数值模拟方法,通过模型简化,同时考虑计算精度和计算成本,建立了埋地管道小孔泄漏扩散模型。分别研究泄漏压力、泄漏孔径、管道埋深、土壤性质、环境温度、泄漏孔形状和障碍物等因素对埋地管道泄漏扩散的影响。