管道泄漏是造成水資源浪費(fèi)的主要因素之一,在導(dǎo)致水資源流失的同時(shí),泄漏也會(huì)給細(xì)菌、病毒等微生物入侵管道造成水資源的二次污染提供了條件,嚴(yán)重威脅大眾的飲水安全健康,及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏對于減少經(jīng)濟(jì)損失、提高人民生活質(zhì)量等方面尤為關(guān)鍵。在眾多的管道泄漏檢測方法當(dāng)中,基于聲學(xué)的管道泄漏檢測方法由于準(zhǔn)確高效、易于操作、成本低廉等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為一種廣泛應(yīng)用的管道泄漏檢測手段。然而在實(shí)際泄漏檢測中,管道周圍存在的非泄漏干擾噪聲信號(hào)會(huì)對泄漏辨識(shí)準(zhǔn)確性產(chǎn)生較大影響,其中,因管道結(jié)構(gòu)突變帶來的管內(nèi)流體噪聲,由于其在產(chǎn)生機(jī)理、傳播規(guī)律等方面尚未研究清楚,若不加以處理會(huì)嚴(yán)重干擾泄漏辨識(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確性,因此,本文對管內(nèi)噪聲干擾下的泄漏辨識(shí)進(jìn)行研究。論文主要內(nèi)容可概括為以下幾方面:(1)管內(nèi)流體噪聲產(chǎn)生機(jī)理分析。結(jié)合流體力學(xué)方程、能量守恒定律等基本物理學(xué)原理,利用計(jì)算流體仿真軟件,對管道結(jié)構(gòu)突變處的管內(nèi)流場進(jìn)行數(shù)值仿真,分析得到管道結(jié)構(gòu)突變處的管內(nèi)流場存在規(guī)律性低壓區(qū)域;認(rèn)為管內(nèi)噪聲主要來自于管道結(jié)構(gòu)突變處產(chǎn)生的空化聲和湍流聲,同時(shí)受規(guī)律性低壓區(qū)域的影響,管內(nèi)空化聲以及在空化聲影響下的湍流聲都存在一定的規(guī)律性,這為后續(xù)泄漏... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

管道泄漏檢測原理圖

a) 平直管道管內(nèi)流體為單向?qū)恿�；b) 所有管道內(nèi)流體溫度為常量；c) 所有管道內(nèi)流體熱容為常量；d) 流體與管道的摩擦熱忽略不計(jì)。首先第一個(gè)假設(shè)是為了簡化流體流動(dòng)狀態(tài)，因?yàn)榱黧w在長直管道的流動(dòng)狀態(tài)為層流，僅是在經(jīng)過結(jié)構(gòu)突變段管道結(jié)構(gòu)時(shí)流體流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鳎坏诙䝼�(gè)假設(shè)是為了使仿真結(jié)果僅與管道結(jié)構(gòu)有關(guān)而不受管內(nèi)流體溫度的影響；第三個(gè)假設(shè)是基本假設(shè)，因?yàn)楣軆?nèi)流體的熱容不隨時(shí)間變化，也就是說只要是處于相同深度、相同流速下，流體的傳熱性能將保持不變；第四個(gè)假設(shè)也是必要的基本假設(shè)，因?yàn)榱黧w摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，而產(chǎn)生熱量的多少取決于流體的流動(dòng)特性，如果考慮摩擦熱會(huì)使模型設(shè)計(jì)復(fù)雜化從而引入其他需要考慮的建模因素，因此可以忽略流體摩擦熱只專注于流體流動(dòng)狀態(tài)的仿真。圖 3、圖 4 是 CFD 模塊對三種結(jié)構(gòu)突變處管道管內(nèi)流場的數(shù)值仿真結(jié)果，為了便于觀察，圖中只畫了管道連接處的局部流體流動(dòng)狀態(tài)。

圖 3.2 結(jié)構(gòu)突變段管道管內(nèi)靜壓等值線圖：（a）彎管；（b）支管；（c）變異管Fig.3.2 static pressure in pipeline: (a) crooked pipeline (b) branch pipeline (c) different diameterspipeline從圖 3.1 所示的速度矢量圖可以看出，流體流經(jīng)彎管、支管、變異管時(shí)，靠近管壁部分的流體運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生了變化，流體流速都出現(xiàn)了不同程度的增大，在上述邊界條件下流速最高達(dá)到了 11m/s；從圖 3.2 管內(nèi)靜壓等值線分布圖可以發(fā)現(xiàn)，由于管道的結(jié)構(gòu)變化迫使管內(nèi)流體流動(dòng)方向發(fā)生改變，導(dǎo)致管內(nèi)流體流場的分布發(fā)生了變化，由于管壁結(jié)構(gòu)固定，管內(nèi)壓力分布呈現(xiàn)一定的規(guī)律性：對于彎管結(jié)構(gòu)，越靠近管壁彎曲處管內(nèi)流場的流速和壓力也就越大，圖 3.2（a）中彎管內(nèi)側(cè)管壁壓力最高達(dá)到了 3.2Mpa，外側(cè)管壁壓力雖小于內(nèi)側(cè)但也達(dá)到了 2.8Mpa，管道中心處壓力值平均只有 1.1Mpa；對于圖 3.2（b）支管結(jié)構(gòu)，管內(nèi)流體流入時(shí)壓力瞬間增大，入口處的壓力值最高達(dá)到 4Mpa，而在支管中心區(qū)域流體壓力值變小，平均僅有 2Mpa。當(dāng)流體流經(jīng)支管出口時(shí)壓力再次增大，此處的壓力值與入口處壓力值較為接近達(dá)到 4.1Mpa；對于圖 3.2（c）變異管結(jié)構(gòu)，流體從大直徑管道流向

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]供水管道泄漏自適應(yīng)檢測及定位信號(hào)處理方法研究[D]. 吳慧娟.重慶大學(xué) 2009
[2]供水管道泄漏檢測定位中的信號(hào)分析及處理研究[D]. 楊進(jìn).重慶大學(xué) 2007



本文編號(hào)：2915271