变温环境下充水管道导波监测的复合误差补偿方法

温度的变化对导波传播有着很大的影响,但温度与其他因素对导波造成的复合误差却少有研究,而管道常常处于各种严峻环境下,对其进行温度变化与不同工况之间的复合误差研究十分有必要。本文就充水管道与温度变化之间的关系,提出了一种新的补偿思路,即用信号集匹配相近的基线信号,同时判断充水信息,再用基线拉伸法拉伸监测信号中的时域部分,最后减去相对应的最大残余幅值与充水偏差,完成信号的复合误差补偿。通过COMSOL模拟仿真分析该方法的可行性,同时设计实验验证效果,实验结果表明,进行补偿后的残余信号平均幅值比进行补偿后的残余信号平均幅值低约5 d B,即该方法能够有效的补偿由变温与充水共同造成的复合性误差。

利用纵向导波检测充水管道周向缺陷的实验研究

对未充水和充水管道中纵向模态的传播特性进行了研究。在未充水和充水管道中分别激励160kHz和195kHz两个频率的L模态对管道进行了缺陷检测实验。结果表明,在未充水或充水管道中,L模态的频散特性和波结构不同,对缺陷检测的能力也不同,可通过对频散特性和波结构分析选取合适的模态检测管道中的缺陷。

充水管道声分隔片消声性能研究Ⅱ.实验研究

将声分隔片结构用于充水管道，对其消声性能进行了实验研究．主要由吸声橡皮构成的４０ｃｍ 长的声分隔片；在１０ｋＨｚ－１００ｋＨｚ的频率范围内，测得其传递损失在１０ｄＢ左右．

充水管道声分隔片消声性能研究Ⅰ.理论分析

本文对在充水管道中加入声分隔片的消声结构的消声性能进行了理论研究，用模式匹配法计 算了有限长度声分隔片的传递损失和功率反射系数．研究结果表明，声分隔片的消声效果优于通常 所采用在管壁加吸声衬层的结构，并且其功率反射系数很小．

内空和充水管道在爆炸冲击荷载下的数值模拟分析

利用ANSYS/LS-DYNA有限元软件,根据实验目的建立了计算模型,并选取适当的本构关系和材料,对空中TNT炸药爆炸冲击荷载下的内空和充水管道的动力响应规律进行了数值模拟分析,指出爆炸冲击荷载下,在等量炸药的条件下,充水管道的变形量、单元位移及单元压强峰值较内空管道低,这些参数的增加速率也均低于内空管道;充水管道的抗变形能力更强,稳定性更高。

L(0,2)模态导波检测充水管道的试验研究

从理论上分析了充水管道中纵向模态导波的频散方程,研究了L(0,2)模态在常用输气和输油直径101.6mm、壁厚6mm未充水和充水钢管中的频散特性。结果表明,不同于未充水管道,充水钢管中所有纵向模态都存在模态耦合现象,具有模态分支和群速度低的传播特性。未充水和充水管道的对比试验表明L(0,2)模态导波适合检测充水管道中非轴对称支撑特征信号。

管道充水工况下气液两相流瞬态数值模拟

结合k-ε湍流模型,对三维管道充水过程的气液两相流进行了瞬态数值模拟.建立了管道充水过程液相体积分数与时间的数学模型,并对两相流在管道中的流动特性、能量损耗进行分析.模拟结果表明:充水过程中存在分层、段塞、气团、气泡流;气体在管道中以气团、气泡流流型向下游管网流动;气液两相流造成的能量损耗大于单相流,两相流能量消耗增大的原因是存在气液相间相互作用以及流体与管壁摩擦系数的增大;倾斜下降管道剖面水平方向轴向流速对称分布;垂直方向靠近管道顶部与底部分别出现气、液相轴向流速峰值,气液交界处轴向流速最低.

运营充水状态高密度聚乙烯管的爆破振动响应特性

结合武汉市管道预埋地层特点,通过全尺度预埋高密度聚乙烯(HDPE)管道现场爆破试验,分析不同工况条件下(不同药量、不同爆破心距)无压状态管道爆破振动速度及动应变分布特征;结合LSDYNA动力有限元分析方法,通过现场试验数据的对比验证计算模型及参数的可靠性;分析爆破振动荷载作用下不同运营状态(即不同充水水位高度)HDPE管道动力响应特性;结合管道运营状态环向容许应力控制准则,提出HDPE波纹管爆破振动速度安全控制标准.研究结果表明:当HDPE管道受到爆破振动影响时,环向应变最大;管道合振速与等效应力随管内水位高度的增加而降低,且管道同一截面处迎爆侧的合振速和等效应力大于背爆侧,最大空管合振速为18.56 cm/s,最大等效应力为0.912 MPa;管道振速最大位置处X方向振动速度与主频随水位高度升高而降低,Y、Z方向振动速度与主频随水位高度的升高而增加;通过米塞斯屈服强度准备得到的管道运营状态安全控制速度为25.79 cm/s.

声分隔片优化设计方法

基于对各阶简正波衰减量数值计算结果和简正波在管中分布的分析，提出一种按声功率优化分隔片相对半径Ｒ的方法，用这种方法得到的相对半径优化值与所得充水管道声分隔片结构的实验结果相符。