[发明专利]一种基于压力差的管道泄露定位的计算方法有效
申请号: | 201810112257.4 | 申请日: | 2018-02-05 |
公开(公告)号: | CN108019622B | 公开(公告)日: | 2019-05-10 |
发明(设计)人: | 李娟;郑强;乔乔;钱志鸿;吕伟力 | 申请(专利权)人: | 吉林大学 |
主分类号: | F17D5/02 | 分类号: | F17D5/02;G06F17/14;G06F17/11 |
代理公司: | 北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙) 11369 | 代理人: | 李烨 |
地址: | 130000 吉*** | 国省代码: | 吉林;22 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 压力 管道 泄露 定位 计算方法 | ||
1.一种基于压力差的管道泄露定位的计算方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤一、建立如下供水管路模型:
式中,V为管道内水的流速,P为管道内水的管道压力,x为距离首端的距离,t为时间参数,ρ为水的密度,g为重力加速度,θ为管道和水平面的夹角,f为由达西公式算出的摩擦系数,D为管道直径,a为负压波波速;
步骤二、根据所述供水管路模型得到如下负压波沿着供水管道的衰减方程:
式中,ΔP0为首端压力变化值,为末端压力变化值,A为管道横截面积,为管道平稳状态下的质量流量,Lp为管道总长度,l为漏点距离首端的距离,ΔP为泄漏后的压力变化;
步骤三、根据所述衰减方程得到如下管道泄漏位置:
2.如权利要求1所述的基于压力差的管道泄露定位的计算方法,其特征在于,对所述步骤一中的供水管路模型进行转换,得到转换后的供水管路模型为:
式中,Q=ρVA,V为管道内水的流速,ρ为水的密度,A为管道横截面积。
3.如权利要求2所述的基于压力差的管道泄露定位的计算方法,其特征在于,在所述转换后的供水管路模型中,当时,所述供水管路模型为:
式中,分别为泄漏前的压力和质量流量,ΔP,ΔQ为泄漏后的压力变化和质量流量变化,L=1/A,C=A/a2。
4.如权利要求3所述的基于压力差的管道泄露定位的计算方法,其特征在于,建立所述衰减方程包括如下步骤:
当供水管道在距离首端l处发生泄漏时,将所述供水管道分成第一部分x=0到x=l-和第二部分x=l+到x=Lp;
使所述第一部分和所述第二部分均满足如下公式:
ΔP(0,s)=A1ΔP(Lp,s)+A1ΔQ(Lp,s)-A1A2ΔQ(0,s),
式中,A1=1/cosh(nLp)-1/Zksinh(nLp),A2=cosh(nLp)-Zksinh(nLp);
确定泄漏点处的边界条件;
根据所述边界条件得到衰减公式;
其中,式中,L=1/A,C=A/a2。
5.如权利要求4所述的基于压力差的管道泄露定位的计算方法,其特征在于,所述边界条件包括:
ΔQ(l-,s)=ΔQ(0,s)
ΔQ(l+,s)=ΔQ(Lp,s)’
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