基于改进型小波阈值的输油管道磁记忆信号降噪方法

利用金属磁记忆检测方法对输油管道进行早期诊断时,磁记忆检测信号常常被各种噪声源污染,极大地降低缺陷信号可检测性。在传统软、硬阈值降噪方法基础上,根据磁记忆检测信号的特点,提出了一种改进小波阈值函数与自适应阈值相结合的方法,选用Daubechies小波作为小波函数,分解级数为4层,采用自适应方法计算阈值。用新型漏磁/磁记忆检测仪进行了算法验证,将改进降噪方法应用于磁记忆检测信号的降噪处理。与传统软、硬阈值降噪算法相比,新算法克服了软阈值信号失真和硬阈值不连续、振荡等缺点,提高了重建信号的信噪比,降低了均方根误差值,有效地消除了信号噪声,为正确判断输油管道的应力集中位置及早期诊断提供了理论依据。

基于模糊核支持向量机的管道磁记忆检测缺陷识别

针对金属磁记忆检测管道缺陷判定准则的局限性,通过构造基于梯形模糊数的最大、最小贴近度的模糊核函数,提出了一种基于模糊核支持向量机的缺陷识别方法。通过构建识别函数,将管道状态划分为应力集中、微观缺陷和宏观缺陷3个等级。通过比较未形成缺陷的应力集中区域与微裂纹缺陷的特征,构造了五维支持向量机输入特征向量:小波包频带能量增量、修正傅里叶系数、区域信号的峰峰值、信号的检测切向梯度和检测法向梯度。通过实验设计,对采集的磁记忆信号进行特征提取和缺陷识别。与传统线性核与多项式核识别结果进行比较,分析表明该方法能够有效识别管道缺陷,为金属磁记忆技术精确测定管道缺陷提供了一种新方法。

惰性气体抑制管道中可燃气体爆炸的数值模拟

管道内可燃气体的防爆抑爆研究对于石油及天然气工业的安全生产具有重要意义。以RNG湍流模型及EBU-Arrehnius燃烧模型为基础,建立了管道内可燃气体单步化学反应湍流爆炸模型;并以有限体积法求解了爆炸流动及反应控制方程,从而对二维管道中惰性气体抑制可燃气体爆炸的过程及规律进行了数值模拟。模拟结果与实验数据有着较好的吻合性,可为燃气管道中惰性气体防爆抑爆技术的工艺实施、系统设计和关键参数计算提供理论依据。

高强度管道钢氢致开裂门槛应力测定

采用恒载荷和慢应变速率动态拉伸实验方法,测定了X80管道钢在不同充氢条件下的氢致开裂门槛应力和断裂应力。测试结果表明,X80管道钢在 0.5 mol/L H_2SO_4+0.25 g/LAS_2O_3溶液中充氢时,试样中可扩散氢浓度(C_0)与充氢电流的方根(i^(1/2))呈线性关系;不同充氢条件下慢应变速率拉伸时断裂应力均随氢浓度升高而下降;恒载荷下氢致滞后断裂门槛应力随氢浓度的对数而呈线性下降。

调节阀在模拟长距离管道工况中的应用

分析了长距离管道水力特性和调节阀的工作流量特性,提出了以短管道和调节阀配合使用模拟长距离管道运行工况的原理控制方法,即通过对比调节阀两端的理论压差和实际压差,确定阀门开度,再通过控制和执行机构调节阀门开度,得到模拟流量,进而实现短管道加调节阀模拟长距离管道工况。该方式用于管道运行与管理人员的培训,可提高训练水平,降低训练成本。

X80管道钢氢致附加应力的试验测定

X80管道钢在空气中拉伸至塑性变形大于1％后卸载,充氢至饱和再空拉,其屈服应力小于卸载前的流变应力,该差值就是氢引起的附加应力。试验表明,氢致附加应力随氢浓度的升高而线性升高。氢致附加应力能协助外应力促进塑性变形。

地面管道无人机巡查起伏地形跟随方法

在利用无人机对地面管道巡查时,一般较理想的作业飞行高度是100 m左右,无人机在飞行时会沿初设高度进行定高飞行,如果在飞行途中遇到起伏地形,需要人为提前探查地形,调整飞行高度,这种方法会加大工作量,而且遇到GPS信号较弱区域容易产生较大误差。另外,也可以采用自动测距的方式来实现智能飞行,通过在无人机上搭载激光测距仪、声纳测距仪等设备进行主动测距,其优点是精度高,但这种形式会增加无人机载荷及其成本。针对以上问题,提出一种基于单目定焦摄像机图像的视觉测距方法,根据小孔成像原理对管道图像特征进行提取分析,得到无人机距离管道的实际距离。该方法简单高效,有利于实现巡线工作自动化。

基于数值模拟的燃惰气燃烧室的优化设计研究

惰性气体是一种高效、环保、经济的防、抑爆及消防灭火介质,惰气的来源制约了惰气安全防护技术的研究开发。以一种新型燃惰气燃烧室为研究对象,采用了RNGk-ε双方程模型描述湍流流动,随机颗粒轨道模型追踪燃油颗粒运动,考虑了化学反应动力学机制对燃烧的影响,采用了修正的EBU湍流燃烧模型计算燃烧速率,同时采用了离散坐标法表征辐射传热过程,建立了燃烧室三维气雾两相湍流燃烧模型,对燃烧室流动燃烧特性进行了深入数值模拟研究,模拟结果与实验结果的比较表明了数值模型及数值方法的合理性。在数值模拟的基础上对燃惰气燃烧室进行了优化设计,采用了多种强化燃烧技术。对优化设计燃烧室的数值模拟结果表明设计合理,满足设计要求。研究结果为惰气安全技术的开发设计奠定了基础。

燃油惰气发生器燃烧室气雾两相流场数值模拟

以新型燃油惰气发生器燃烧室为研究对象,对气相采用重整化群(renormalizationgroup,RNG)k-ε双方程模型,对颗粒相采用随机颗粒轨道模型,考虑气雾两相间的耦合作用,采用二阶迎风差分和SIMPLE算法,数值模拟燃烧室内的气雾两相三维流场,得到了燃烧室内空气—油雾两相流动动力学特性,比较分析了数值模拟结果与实验数据。研究结果表明,在旋流射流、壁面圆孔射流及燃烧室特殊几何结构的共同作用下,燃烧室内充满旋流,同时存在多个回流区,油气掺混剧烈而充分,有助于燃料点火、稳定火焰和提高燃烧效率。本文结果有助于燃油惰气发生器燃烧室燃烧性能的分析及结构与工艺参数的优化。

基于微粒群算法的管道运行优化研究

管道运行优化问题是复杂的整数规划问题,较常用的求解方法有动态规划法和遗传算法,但其计算复杂且求得的解常大大偏离最优解。基于群智理论的微粒群算法对管道运行优化模型进行了求解,结果表明,微粒群算法具有计算精度高、收敛速度快等优点,能很好地应用于管道优化问题的研究。

新型燃油惰气发生器燃烧室的设计及流场分析

对燃油惰气发生器燃烧室进行了优化设计,并以此为研究对象,对气相采用重整化群(Renormalization Group,RNG)k-ε双方程模型,对颗粒相采用随机颗粒轨道模型;考虑气雾两相之间的耦合作用,采用二阶迎风差分和SIMPLE算法,对燃烧室内的气雾两相三维流场进行数值模拟,得到燃烧室内空气-油雾两相流动动力学特性,其结果对燃油惰气发生器燃烧室燃烧性能的分析及结构与工艺参数的优化具有重要意义。