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。     

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。     

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。     

水力瞬变特征线法和隐式差分法的对比分析

液体在长输管道内不稳定流动问题可以采用各种数直解法并借助计算机来进行处理,如特征线法、隐式差分法等。特征线法是广泛使用的数值方法.隐式差分法在液体长输管道不稳定流动问题分析中应用则比较少。分析了长输管道水力瞬变特征线法和隐式有限差分法的优缺点,并结合算例分析,指出隐式差分法适合于长输管道水力瞬变分析,计算误差较小。     

复杂地形长输管道外防腐设计

介绍了国内外长输管道外防腐设计现状,分析了常用防腐材料的性能特点.针对复杂地形条件下的长输管道外防腐要求提出了设计要点,即应综合考虑环境条件和施工条件,通过技术与经济分析来确定管道外防腐层.     

液体管道非稳定流动摩阻计算

管道中非稳定流动的分析方法主要有频域法和时域法,非线性摩阻的存在给非稳定流动的分析带来一定困难,通常的作法是认为瞬态流动下的摩阻等于稳定流动下的摩阻,但对于管道非稳定流动的长时间的动态模拟,用传统的“拟稳态”假设计算管道摩擦阻力及相关压头损失不够准确,采用频率相关摩中改变这一情况,给出了频率相关摩阻的计算公式及在特征线法中的具体应用。     

长输管道稳态气体泄漏率的计算

应用计算流体力学理论给出了长输管道稳态气体泄漏率的计算方法，计算结果表明，给出的新模型是一个通用模型，它包含了孔模型和管道断裂模型，可用于计算不同孔径条件下的气体泄漏率，当管道破坏的孔径较小，为小孔泄漏时，新模型与孔模型计算结果一致，而当管道发生全截面断裂时，则与管道模型计算结果相近，当管道破裂的孔径大于小孔而小于管径时，则采用新模型计算气体泄漏率更符合实际情况。     

基于滑动节点的含气管流水力瞬变特征线计算法

针对含气体积分数α很小(10-6＜α≤10-4)的情况,根据梯形积分公式建立了考虑管道不同位置在瞬变过程中声速变化的瞬变差分方程组,构造了基于滑动节点的特征线法计算格式,提出了固定时步、滑动节点计算法,该法考虑了瞬变过程中可能发生的液柱分离的影响,计算时毋须变更时步,易于编程实现.