基于自由振蕩理論的輸油管道堵塞檢測(cè)研究.pdf

1、近年來(lái)，管道運(yùn)輸已經(jīng)成為流體輸送的主要方式，通過(guò)長(zhǎng)距離輸油管道實(shí)現(xiàn)油品的運(yùn)輸已經(jīng)占據(jù)市場(chǎng)的主要地位。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的管道，會(huì)出現(xiàn)一系列的問(wèn)題，例如石蠟結(jié)垢，微生物腐蝕，閥門失靈等，這些都會(huì)造成管道的堵塞。管道堵塞會(huì)影響管道的正常工作狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生管道漏失，甚至?xí)鸸艿赖谋?。油品的漏失不僅污染環(huán)境，也造成了資源的浪費(fèi)，管道爆裂也威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。此外，管道堵塞還會(huì)破壞油品的品質(zhì)。因此，尋找一種準(zhǔn)確獲得堵塞位置以及堵塞量級(jí)的

2、方法刻不容緩。
　　本課題應(yīng)用流體自由振蕩理論，針對(duì)輸油管道中堵塞問(wèn)題進(jìn)行研究，根據(jù)輸油管道的特點(diǎn)，建立了適合于管道堵塞檢測(cè)的數(shù)學(xué)模型，分別以末端水箱水位變化、瞬間關(guān)閥兩種方式作為激勵(lì)，對(duì)輸油管道的激勵(lì)-響應(yīng)特性曲線進(jìn)行分析，繼而對(duì)管道堵塞進(jìn)行檢測(cè)，即堵塞點(diǎn)及堵塞量的定位及定量分析。
　　在應(yīng)用流體自由振蕩理論中，提出帶有堵塞點(diǎn)位置的輸油管道流體運(yùn)動(dòng)水擊控制方程，引入迪拉克函數(shù)，并且將方程進(jìn)行無(wú)因次化及線性化表示。然后在固定

3、的邊界條件下，獲得方程的解析解，并用傅立葉級(jí)數(shù)的方式表示出來(lái)。最后對(duì)方程的解析解進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分析，得到在不同的周期下每個(gè)單獨(dú)組成成分諧波的振幅，根據(jù)各不同諧波在不同周期下的振幅便可得知各諧波的堵塞衰減參數(shù)，堵塞位置可以通過(guò)兩個(gè)單獨(dú)組成成分諧波的比值確定，而堵塞量級(jí)的大小可以通過(guò)各單獨(dú)組成成分諧波的堵塞衰減參數(shù)值準(zhǔn)確確定。
　　利用管道系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，用不完全開(kāi)啟的閥門代替管道堵塞，模擬瞬間關(guān)閥時(shí)管道內(nèi)任意點(diǎn)的壓力響應(yīng)特性。對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)