[發(fā)明專利]基于流固耦合分析計(jì)算的止回閥內(nèi)泄漏流量的監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910089743.3
• 申請(qǐng)日: 2019-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN109783972B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高炳軍;董曉梅;余雛麟;董俊華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/28
• 分類號(hào): G06F30/28;G06F113/14;G06F119/08;G06F119/04
• 代理公司: 天津翰林知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長(zhǎng)杰

1.一種基于流固耦合分析計(jì)算的止回閥內(nèi)泄漏流量的監(jiān)測(cè)方法，包括下述步驟：

第一步、建立待分析管道的幾何模型，并對(duì)流體域與固體域進(jìn)行網(wǎng)格剖分，運(yùn)用計(jì)算流體力學(xué)軟件進(jìn)行流固耦合計(jì)算，得到閥前管道溫度場(chǎng)：

已知待分析管道部位閥前主管道溫度t_hot、閥前主管道流量Q_hot及閥后管內(nèi)泄漏流體的溫度t_cold的操作范圍不同泄漏流量Q_Leak下閥前管外壁溫度數(shù)據(jù)，每一個(gè)泄漏流量對(duì)應(yīng)一組管壁溫；

基于流固耦合計(jì)算，確定閥前監(jiān)測(cè)截面沿圓周方向的n個(gè)閥前測(cè)溫點(diǎn)，第1測(cè)溫點(diǎn)設(shè)于截面位置的最上側(cè)，第n測(cè)溫點(diǎn)位于截面位置的最低端；相鄰兩個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的溫度依次取平均值記為T_i，i＝1、2、3…、n-1，兩個(gè)相鄰測(cè)溫點(diǎn)間監(jiān)測(cè)截面的面積記為S_i，根據(jù)式(8)計(jì)算得到待測(cè)點(diǎn)的當(dāng)量面平均溫度T_A，根據(jù)式(9)計(jì)算出整個(gè)截面中最高溫度T_top與最低溫度T_Bottom的溫度差ΔT，待測(cè)點(diǎn)的當(dāng)量面平均溫度T_A與溫度差ΔT作為管外壁溫度特征參數(shù)，

ΔT＝T_top-T_Bottom (9)

式中：

第二步、不同流動(dòng)條件下流固耦合計(jì)算與泄漏流量關(guān)聯(lián)式的確定：

對(duì)不同流動(dòng)條件下進(jìn)行流固耦合計(jì)算，利用最小二乘法對(duì)閥前管外壁溫度特征參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，得出閥前管外壁溫度特征參數(shù)隨泄漏流量Q_Leak、泄漏流體溫度t_cold、主管道溫度t_hot及主管道流量Q_hot的變化規(guī)律；擬合出閥前管外壁溫度特征參數(shù)與泄漏流量Q_Leak的定量關(guān)系式為T＝f(t_hot,Q_hot,t_cold,Q_Leak)，式中T代表T_A或ΔT；

根據(jù)上述得到的T與Q_Leak的數(shù)學(xué)關(guān)系，解出泄漏流量Q_Leak與閥前管外壁溫度特征參數(shù)、主管道溫度t_hot及主管道流量Q_hot、泄漏流體溫度t_cold間的關(guān)系式為Q_Leak＝g(t_hot,Q_hot,t_cold,T)，

Q_Leak＝g(t_hot,Q_hot,t_cold,T)即為閥前管外壁溫度特征參數(shù)、主管道溫度t_hot及主管道流量Q_hot、泄漏流體溫度t_cold與泄漏流量Q_Leak之間復(fù)雜的閥門內(nèi)泄漏量化預(yù)測(cè)模型；

第三步、根據(jù)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：

在閥前測(cè)溫點(diǎn)安裝熱電偶，實(shí)時(shí)將閥前測(cè)溫點(diǎn)處溫度發(fā)送給監(jiān)控服務(wù)器端，得到的熱分層溫度特征參數(shù)，再根據(jù)閥門內(nèi)泄漏量化預(yù)測(cè)模型計(jì)算出泄漏流量，比較由兩個(gè)閥前管外壁溫度特征參數(shù)得到的對(duì)應(yīng)泄漏流量，若兩者的泄漏流量相對(duì)誤差小于泄漏閾值，則取二者的算數(shù)平均值，若不小于泄漏閾值，則取二者較大值為最終的泄漏流量值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流固耦合分析計(jì)算的止回閥內(nèi)泄漏流量的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，第二步中，n個(gè)閥前測(cè)溫點(diǎn)位于止回閥前50mm處。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于流固耦合分析計(jì)算的止回閥內(nèi)泄漏流量的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，該方法應(yīng)用于核管道安注管線止回閥內(nèi)泄漏流量的監(jiān)測(cè)。