[发明专利]一种长距离管道输送现场疏浚输送系统数据处理方法

说明书

一种长距离管道输送现场疏浚输送系统数据处理方法，所述数据包括流速数据、压力数据、浓度数据；所述流速数据、压力数据通过已有方法获得，其特征在于，首先，选取整个输送管道的起始点作为监测点，获得该监测点的泥沙流体流速值视为其下游整个管道(包括待测目标管段)同时刻共同的流速值，获得该监测点处的浓度值，将监测点随时间变化的浓度值推演出任意时刻整个输送管道上的浓度分布，为目标管段压差进行匹配，构建数据组；接着，清洗数据组；接着，将数据组作为二维空间数据，按其大小分别排序、分组、取平均，弱化数据的集中性。经本发明方法处理后的数据组具代表性和真实性，为后续研究提供了可靠的工程数据。

技术领域

本发明属于疏浚工程技术领域。

背景技术

疏浚工程中，泥沙输送的主要形式是水力输送，尤其是固液混合多相流的长距离管道输送，并经常使用多泵系统。管道输送对疏浚施工效率影响大，能耗大，例如管道输送能耗在绞吸式挖泥船施工中，占总能耗的80％以上。浆体流速过快往往会增加摩阻，浪费动力，流速过慢则泥沙沉积，导致堵管、爆管等一系列问题。实现高效、稳定、安全的水力输送是一直以来追求的目标。

考虑到疏浚管线实际作业数据随时间及沿程分布的波动性，常规现场测试数据多采用按时段平均(比如1小时、1天等)的处理方案，使得处理后的数据在流速和浓度分布上趋于集中，不能有效地反映实际输送特性。而现场获取的数据跟实验室内稳定可控的数据不同，其波动性大，复杂程度高，且实时变化的流速、浓度和压差等数据之间又相互关联。

这些数据是进一步研究管道输送机理，完善输送理论，建立输送理论模型等研究工作的基础，而现场测试数据只有经过科学的方法处理后才可以有效利用，例如，多年来，国内外相关领域的专家和学者，针对管道水力输送的摩阻损失及临界流速问题，开展了大量的测试和研究，早期研究多是从宏观层面出发，基于一定的理论假定以及室内小管径管道输送试验或现场中小管径管道输送测试结果，建立了大量经验性或半经验半理论计算模型，在疏浚界及相关领域，以Durand、Newitt、Wasp、费祥俊、王绍周等研究成果为代表。这些计算模型用于现代大管径管道、高浓度输送、粗颗粒或复杂土质工况下疏浚输送系统性能分析计算，可能存在较大的偏差。合理处理后的现场数据可以较好的修正优化这些经验模型，乃至于提出更合理的计算模型。

综上，有必要提出一种科学可行的现场输送数据的处理方法。考虑到浓度传感器价格昂贵，在水面管线上布置和安装较困难，因此，通过大量的实物浓度传感器布设来采集有效数据的成本和难度都很大，不易推广和工程应用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是公开一套数据处理方法，通过该方法可以得到基础管道数据，以有效代替密布实物浓度传感器方式获得基础管道数据，用于工程应用及疏浚管道特性研究。本发明考虑采用按流速、浓度大小，分类平均的处理方法，首先，对实测流速、浓度、压力数据进行前处理，然后结合管线及测点布置情况，在合理假设下推演得到测试管段的实时浓度数据。随后，将测试工况数据组合(流速、浓度以及压差)按照流速、浓度进行分类排序，并按一定数量(一般不低于500个数据组合)进行划分。最后，取划分后各数据组的平均值，形成最终的测试工况数据组。通过以上处理方式，可以得到实际施工较广泛流速及浓度分布下的测试结果，并通过平均降低少数数据测试偏差及各类异常情况导致的测试结果偏离。进一步应用，即对该数据和方法进行应用，其可用于研究管道输送机理，完善输送理论，建立输送理论模型等工作。

为实现上述目的，本发明需要保护的下技术方案：

概括的技术方案：