天然气管道瞬变流动数值模拟新算法

针对管道中介质瞬变流动的非线性偏微分方程组难以解析求解的问题,由质量、动量、能量三个偏微分方程构成的控制方程组,应用TVD/Godunov混合算法数值模拟天然气管道中气体的瞬变流动,摒弃了传统的差分方法对动量方程非线性对流项的线性化处理,而直接处理非线性对流项,从而大大提高了算法的稳定性和管道瞬变流动的仿真精度。算法采用了时间分裂法描述不完全堵塞管道,没有作等温假设,进一步增进了数值模拟的精度与合理性,获得了理想精度的计算结果。     

Ti含量对X65管线钢组织与力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察两组不同Ti含量的X65级别管线钢显微组织和析出物变化,并进行室温拉伸性能和0℃时CVN冲击功测试。结果表明,随着Ti含量增大,钢中析出物数量增多,多边形铁素体尺寸变细,珠光体形态退化,材料强韧性增大;Ti含量为0.11%时材料强韧性满足API Spec 5L—2007标准要求。     

基于小波变换的GM(1,1)-ARMA组合预测模型对悬索管桥的应变预测

ARMA模型采用差分处理对桥梁监测数据进行预测时,会出现数据丢失和预测精度降低的现象.为此,利用小波变换对信号进行离散化处理信息不会丢失的优点,将趋势明显的原始序列离散化,得到不同频带上的块信号.采用灰色GM(1,1)模型对趋势明显的低频信号进行趋势预测,用ARMA模型对平稳的高频细节信号进行细节预测,再将两部分预测值叠加得到最终预测值.对黄河悬索管桥在线监测系统获得的过去一段时间的应变数据进行验证,结果表明所提出的GM(1,1)-ARMA组合模型预测效果明显高于传统ARMA模型,这对实现同类桥梁的预警具有积极意义.     

深基坑开挖对周边管线位移的影响分析

以湘潭某深基坑开挖为研究背景,采用ABAQUS有限元软件对基坑某一横断面进行深入研究,并考虑了土体、围护结构、地下管线的相互作用,分析不同影响因素(分步开挖、预应力大小、钢管桩截面尺寸、地面超载)对管线位移的影响.研究结果表明:一定范围(≤120kN)内增加预应力可以有效地减小管线的位移;钢管桩截面尺寸的变化对管线竖向位移的影响程度大于水平位移;管线最终水平位移随着地面超载的增大呈线性增加.     

氯气管道泄漏源项识别反演问题

 在突发氯气泄漏时,及时充分地掌握泄漏源的源项信息,是科学预测氯气泄漏扩散事故的难点之一,也是控制和管理氯气泄漏事故的一项重要基础性工作。围绕泄漏源反演问题,对有障碍物环境下氯气管道泄漏扩散后的源项反演进行了数值模拟。采用基于Bayes推断理论的MCMC抽样方法,结合某氯乙酸生产厂区生产装置布局及氯气泄漏的扩散模型,对氯气泄漏源的空间位置和氯气泄漏强度等重要参数进行反演。结果展示了泄漏源项信息,通过结果检验得出参数的反演结果均在真实数值范围之内。     

玄武岩纤维管材在石油领域的应用现状及前景分析

 玄武岩纤维是一种新型材料,具有成本低廉、绿色环保、应用广泛等优点,因此在国防、工业、民用等各个领域得到广泛应用.近年来,俄罗斯等国家将玄武岩纤维制成管材,成功应用到石油领域,包括油气井套管、油管及地面输油管道.本文系统阐述了玄武岩纤维套管、油管及地面输油管道的主要类型及性能指标,并分析了玄武岩纤维管材应用于石油领域的优势及其实际应用效果,证明在石油领域应用玄武岩纤维管材从技术上是可行的.同时,从原材料、技术指标、需求、技术难点等方面探讨了玄武岩纤维管材在中国石油领域的应用前景.     

基于未确知测度理论的山区管道地质灾害风险评估

山区管道所处地理环境复杂,受滑坡、水毁等地质灾害影响较大,给山区管道的风险管控带来了极大挑战,而风险评价是管控的前提,故山区管道地质灾害的风险评价尤为重要。为提高评价结果的准确性,本文以西南地区某中贵天然气管段为例,选取地质灾害中岩土类因素、水文水流因素、地质诱发因素、沿管道因素和防护措施等17项因素作为风险评价指标,应用未确知测度理论确定未知信息,构造山区管道风险指标因素评价标准;结合层次分析法确定指标权重;并建立了符合三级指标因素的五级风险等级判定准则,评价结果与专项排查情况进行对比,其结果符合实际情况,说明该方法的科学性和适用性,为山区管道地质灾害的风险评价提供了新方法。     

考虑拓扑规划与管线选型的区域综合能源系统优化配置方法

区域综合能源系统是一种集多种能源生产与转换为一体的,具有能源利用效率高、多能源协调互补以及清洁低碳为特征的综合性能源生产形式。研究综合能源系统的优化配置方法有助于系统节能减排、保障地区用能安全以及促进可再生能源大幅消纳。本文建立了含拓扑规划的区域综合能源系统优化配置模型。其基本思路是以分布式能源站为基本供能单元,通过引入电力线路与输热管道的选型和容量配置约束,将分布在不同地区的能源系统连接在一起;其次,考虑了管网损耗、容量上限以及电压幅值等因素影响,以经济性最优为目标,综合考虑投资成本、替换成本与设备残值收益,构建了面向多区域能源互联系统的混合整数线性规划模型。算例测试结果表明,本文建立的规划模型可以有效减少冗余设备的安装容量,提高规划方案的经济性以及系统的综合能效,对于多区域综合能源系统的规划及建设具有一定的参考价值。     

声波法直埋热水供热管道泄漏检测定位

为快速诊断供热管网泄漏,提升供热管网运行安全,搭建了供热管道泄漏检测与定位的试验台,采用加速度传感器进行声波测量,研究供热管道不同运行压力、温度、泄漏孔径、漏点位置等对供热管道泄漏声波特性与漏点定位的影响。结果表明:供热管道未泄漏时背景噪声能量集中在0~1000Hz,泄漏后的声波能量集中在1200~2400Hz和3200~4000Hz范围。管内压力和泄漏孔径增大后,泄漏声波信号幅值增大,信号能量增强,高频段能量占比增加,漏点定位精度提高;而温度升高后,泄漏声波信号幅值减小,信号能量减弱,低频段能量占比增加,漏点定位精度下降;漏点相对位置对漏点定位精度影响小,带通滤波处理后,漏点定位精度明显提高。     

爆炸载荷作用下埋地聚乙烯管的动力响应分析

爆炸载荷作用下埋地管线的动力响应研究对管道附近的爆破施工和管道安全防护设计具有重要意义。数值模拟研究了四种相同标准尺寸比(管外径与壁厚的比值)的埋地聚乙烯(PE)管在爆炸载荷作用下的动态响应,初步揭示了PE管的振速、应变、应力和压力等指标参数的动响应规律。研究表明：PE管正对爆心截面处受横向振动影响最大,而管道正对爆心截面两侧受轴向振动影响最大;管道受压应变影响程度比拉应变大,易受压损伤;在误差允许范围内,四种相同标准尺寸PE管的动态响应参数(峰值振速、峰值环向压应变和峰值压力)可采用考虑场地系数和衰减系数的拟合公式进行预测分析。