长输管道摩阻系数计算问题探讨

作者通过室内试验,对层流区、临界区,以及不同材质、不同直径管子的紊流区摩阻系数进行了测定,并与国外有关文献资料进行了对比,探讨了有关问题,提出了个人风解,推荐了大口径输油管道紊流混合摩擦区摩阻系数所应采用的计算公式。     

液体管道瞬变流摩阻的计算方法

在液体管道瞬变流计算中,传统的拟恒定摩阻模型不能准确描述瞬变流的真实物理现象.阐述了瞬变流非恒定摩阻问题的主要研究成果,着重讨论了当今为改进瞬变流摩阻计算而提出的非恒定摩阻模型的研究进展,期望利用非恒定摩阻模型结合经典的特征线法理论使液体管道的水击计算更接近实际.介绍了几类有重要价值的非恒定摩阻模型及相应的应用范围,并给出了各类模型进行数值计算的思路及以后的主要研究方向.     

长输管道水力瞬变仿真

根据各种管道边界的瞬变方程和管道水击的连锁Ａｌｌｉｅｖｉ方法,针对具有实际元器件和边界的长输管道的不稳定流动,设计了基于特征线差分解法的分析流程和仿真计算程序。利用长输管道水击数值计算所得线路上各节点的瞬态值进行Ｂ样条曲线拟合,实现了水力瞬变过程中线路水力坡降线及某些水力参数变化情况的图形输出 。     

长输管道瞬变流控制研究

以西部原油成品油管遒为例,论述了长输管道瞬变流产生的原因及其对管道安全运行的危害,并对管道瞬变流的强度进行了定量的分析.给出了以压力调节和压力保护方法有效控制管道瞬交流的方法,认为调度员通过远程控制可以进行人为干预来控制瞬变流.     

MacCormack算法在长输管道瞬变流动仿真中的应用

为了提高长输管道仿真精度和速率,基于MacCormack格式基本原理和流动方程建立了长输液体管道水力瞬变流动仿真模型。以某管道为例,分别采用该仿真算法和特征线法模拟了阀门关闭和流量增加引起的瞬变流动,并探讨了MacCormack格式中不同边界条件处理方法及Courant常数值对模拟结果的影响。结果表明:MacCormack格式可用于精确仿真长输管道瞬变流动过程,采用特征线法求解预估层边界参数后,其振荡幅度、收敛速度均优于特征线仿真方法;同时,采用特征线法处理MacCormack格式边界条件较线性外插法更易收敛。研究成果可为长输管道瞬变流动仿真提供参考。(图8,表2,参22)     

管道内壁表面特性与流体摩阻的关系（二）

作者通过在实验室,采用小口径管路的对比试验,证明了管道内壁表面特性对流体摩阻的影响情况,以及管壁在亲液或增液的情况下将有不同的流体边层特性。文中简要介绍了所采用的五组对比试验的过程,及其试验结果。     

管道内壁表面特性与流体摩阻的关系（一）

在管道内壁喷涂一层不被流体润湿的材料,可使管输液体沿程阻力大为减小。且当管径愈大,流体粘度愈大,流速愈大时,效果愈明显。据此,提出在长输管道采用F_4或F_46内壁涂层的可行性。     

长输管道事故模拟实装训练辅助装置设计及验证

在中国油气管道安全防护日益严峻的形势下,长输管道应急事故救援力量难以开展真实工况训练。设计了由短距离装配式钢质管道与调节阀组成的长输管道事故模拟实装训练辅助装置,并进行相应的现场试验。结果表明:调节阀在某一特定开度下的实际压差流量曲线与相应长度的同管径管道的阻力特性基本一致,验证了选用调节阀模拟长距离管道水力摩阻的可行性。该装置通过敷设短距离管道,实现了在有限场地条件下与实际管道一致的上下游泵站工况,起到以短代长、减小训练规模、降低管道敷设工作量的作用,并能够更加准确地模拟管道泄漏、堵塞及阀门误动作等事故工况,提高了管道应急事故救援人员的训练水平。     

管道水力摩阻系数的计算

介绍了计算机水力摩阻系数λ的通用公式,在分析现有计算摩阻系数公式的基础上,借助于专门的过渡函数,求出了新的通用式。     

长输管道线路的长度确定

在管道设计的各个阶段,长输管道的总长度在设计规范澡没有明确的规定。针对长输管道建设的特点,进一步叙述了在长车管道线路的可行性研究阶段、初步设计阶段、施工图设计阶段管道长度的确定问题,给以明确的步骤及要求,对其精度进行了分析,并提出了建议。     

长输管道离线模型中的PID控制

管道离线模型的建立是研究管道水力系统的首要条件。通过对西南管道和珠三角管道离线模型的建立和调试,阐述了建立离线模型过程中控制器和PID参数合理选用是建立离线模型的关键。     

用自适应网格法计算管道的水力瞬变

应用自适应网格法对长输管道的水力瞬变进行了计算,通过求解水击偏微分方程,在解的大梯度区自动加密网格。以一个站间管道的末段为例,用特征线法和自适应网格法进行了计算。计算结果表明,自适应网格法能够更准确地捕捉到水击压力波的前沿位置。     

管道清洗Pig运行阻力的计算方法

基于对Pig的应力和变形分析,推导出了弹性Pig通过圆截面管道和收敛圆锥形管道时的运行阻力的数学表达式。为验证计算方法的正确性,对比了运行阻力的计算值和实测值,结果表明,该计算方法可以很好地预测Pig的运行阻力。     

输气管道压气站能耗的(火用)分析

利用分析的方法,建立了输气管道压气站能量损耗计算的数学模型。结合压气站机组实例,分析了影响压气站能量损失的各种因素。分析结果表明,燃烧过程和排气过程的损失最大,认为分析结果可以作为输气管道压气站节能改造的基础。     

改进的油气管道风险专家评分方法

通过深入分析《管道风险管理手册》中的专家评分法,发现在一些方面存在着不尽合理的问题。对这些方面的问题进行了改进和修正,提出了适合我国实际情况的油气管道半定量专家评分算法模型.并提出了评价体系、可接受风险、风险调整方案的确定原则,增强了利用半定量专家打分法进行管道风险评价的实用性和客观性。     

一种新型的海底输油管道检漏技术

针对海底管道发生油溢事故时形成的空气、油膜和海水组合体模型,详细分析了模型的辐射亮温与油膜厚度、有效发射率增量与入射角间、不同频率下辐射亮温与油膜厚度间的关系,认为利用微波遥感技术检测海底管道是否泄漏、泄漏量和污染区域在理论上是可行的。根据此理论设计了机载微波辐射计航测系统,给出了该系统的组成结构和优选方案。     

管内单相流体沿程摩阻系数分析

以莫迪图线和鲁克－怀特方程为基准,从众多关系中筛选出单相流体的圆管内各流动区沿程摩阻系数的一整套计算公式以及各区域之间的区分界限。按单相流体沿程摩阻系数λ与雷诺数Ｒｅ、相对粗糙度ε的关系分为五种流型区域：层流区、层流与紊流之间的过渡区、紊流光滑区、紊流混合摩擦区和紊流粗糙区。除小范围的层流与紊流之间的过渡区流动较复杂,目前尚无充分认识外,其它四个区都有建议公式。     

基于点蚀缺陷分形特征的剩余强度评价

对腐蚀管道点蚀机理进行研究,发现整个腐蚀表面呈凹凸不平状,具有某种随机或统计意义上的自相似性,从而认为点蚀缺陷具有分形的特征。根据其分形特征构造了两种点蚀缺陷的形状,结合实际选择一种缺陷形状进行模拟。对某管道的三个点蚀孔运用有限元分析方法进行剩余强度评价,得出了相关结论。     

靖边-西安输气管道季节调峰措施

根据靖西（靖边-西安）天然气长输管道近期的用气现状和今后规划,预测了至2015年的调峰需求量。分析了陕西省天然气供应中存在的问题,认为应采取的季节调峰措施不仅应进行地下储气库、调峰型液化天然气（LNG）储备站、压气站等的建设,还应引导天然气市场发展方向,充分利用上、下游及管道资源,进行冬季运行工艺优化和实行调峰气价以及多气源的争取。     

LNG储罐内BOG动态模拟研究

LNG储罐漏热引起的BOG蒸发速率、BOG压力(罐内压力)的运行控制是LNG接收终端正常运行的关键。通过对LNG储罐内流体热响应过程的分析,建立了储罐内流体的计算模型,开展了储罐热负荷、BOG排出速率对BOG蒸发速率和压力的影响的动态模拟分析,提出了BOG蒸发和排出速率控制的建议。