本文關(guān)鍵詞： 夾套結(jié)構(gòu) 氣體泄漏 仿真模擬 定位實(shí)驗(yàn)　出處：《東北石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：在化工行業(yè)中,夾套結(jié)構(gòu)設(shè)備比較常見,其主體內(nèi)部通常盛裝高溫、腐蝕性高的介質(zhì)。長(zhǎng)周期服役會(huì)導(dǎo)致夾套設(shè)備主體開裂或內(nèi)壁減薄進(jìn)而發(fā)生泄漏。因其結(jié)構(gòu)特殊性致使夾套結(jié)構(gòu)內(nèi)管發(fā)生泄漏具有隱蔽性,通常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。因此急需一種能夠在夾套設(shè)備運(yùn)行時(shí)對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)泄漏監(jiān)測(cè)手段來(lái)保證夾套設(shè)備安全運(yùn)行。聲發(fā)射技術(shù)因具有實(shí)時(shí)性和靈敏度高的特點(diǎn),適合用于此類結(jié)構(gòu)的在線監(jiān)測(cè)。因此,在理論研究和數(shù)值分析基礎(chǔ)上,確定內(nèi)管泄漏在外管上產(chǎn)生的振動(dòng)響應(yīng)并對(duì)振動(dòng)源進(jìn)行定位是本技術(shù)的研究關(guān)鍵。在此技術(shù)路線下,本文主要完成以下工作:1.通過GAMBIT建立二維夾套結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算模型,采用FLUENT軟件對(duì)夾套內(nèi)管小孔泄漏過程進(jìn)行流場(chǎng)模擬分析,并在流場(chǎng)模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行聲場(chǎng)仿真,得到泄漏參數(shù)與管道泄漏聲強(qiáng)度關(guān)系;2.揭示夾套結(jié)構(gòu)內(nèi)管泄漏在外壁產(chǎn)生振動(dòng)效應(yīng)的主要原因,并獲得輻射聲壓與流體湍動(dòng)曳力產(chǎn)生傳感器響應(yīng)的規(guī)律;3.在理論研究和數(shù)值分析基礎(chǔ)上,建立夾套結(jié)構(gòu)內(nèi)管泄漏實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。首先通過LMS振動(dòng)與模態(tài)測(cè)試分析,獲得實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)頻率特點(diǎn),確定實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)傳感器響應(yīng)的主要聲源來(lái)源,并通過布置在夾套結(jié)構(gòu)外壁的傳感器序列對(duì)內(nèi)管泄漏過程進(jìn)行監(jiān)測(cè),獲得外壁聲發(fā)射響應(yīng)基本規(guī)律;4.通過聲發(fā)射波形分析,選取合適的小波函數(shù),獲得表征泄漏特性的主要聲特征參量,并獲得其隨傳播距離的演變關(guān)系;5.通過聲發(fā)射線定位分析,確定夾套結(jié)構(gòu)內(nèi)管泄漏的屬于多聲源過程,并通過互相關(guān)定位分析,較有效地確定泄漏位置。
[Abstract]:In the chemical industry, jacket structure equipment is more common, its main body is usually filled with high temperature. Long period service will lead to cracking of the main body of the jacket equipment or thinning of the inner wall and then leakage. Because of its structural particularity, the leakage of the inner pipe of the jacket structure will be concealed. It is urgent to use a real-time leakage monitoring method to ensure the safe operation of jacket equipment. Acoustic emission technology has the characteristics of real-time and high sensitivity. It is suitable for on-line monitoring of such structures. Therefore, based on theoretical research and numerical analysis. Determining the vibration response of the inner tube leakage on the outer tube and locating the vibration source is the key of this technology. The main work of this paper is as follows: 1. The numerical calculation model of two dimensional jacket structure is established by GAMBIT, and the flow field simulation analysis is carried out by using FLUENT software to simulate the leakage process of small holes in the inner pipe of the jacket. On the basis of flow field simulation, the relationship between leakage parameters and leakage sound intensity is obtained. 2. The main cause of vibration effect on the outer wall of inner tube leakage of jacket structure is revealed, and the law of sensor response caused by radiation sound pressure and fluid turbulent drag force is obtained. 3. On the basis of theoretical research and numerical analysis, the experimental system of inner pipe leakage of jacket structure is established. Firstly, the frequency characteristics of the experimental system are obtained by LMS vibration and modal analysis. The main sound sources of the sensor response of the experimental system are determined, and the basic rules of the acoustic emission response of the outer wall are obtained by monitoring the leakage process of the inner tube by the sensor sequence arranged in the outer wall of the jacket structure. 4. By analyzing the acoustic emission waveform and selecting the appropriate wavelet function, the main acoustic characteristic parameters which characterize the leakage characteristics are obtained, and the relationship between the acoustic characteristic parameters and the propagation distance is obtained. 5. Through the analysis of acoustic emission line location, it is determined that the leakage of the inner tube of the jacket structure belongs to the process of multiple sound sources, and the location of leakage is determined more effectively by the cross-correlation location analysis.
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ055.81

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