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天然氣管道泄漏檢測及擴散研究

  • 作者:侯慶民
  • 出版社:中國建築工業
  • ISBN:9787112225538
  • 出版日期:2018/11/01
  • 裝幀:平裝
  • 頁數:131
人民幣:RMB 30 元      售價:
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內容大鋼
    天然氣管道泄漏事故發生后,儘快檢測到泄漏並確定其擴散規律,對事故預警和安全疏散具有很重要的現實意義。侯慶民著的《天然氣管道泄漏檢測及擴散研究》從安全檢測與監控的角度展開研究,首先,以天然氣管道泄漏為研究對象,考慮泄漏對管道內壓力和泄漏點前流量的影響,利用逐次優化演算法來計算其泄漏量,建立天然氣管道泄漏計算模型;其次,通過搭建天然氣管道(網)實驗台,將基於擴展卡爾曼濾波器的實時模型法和基於光纖光柵應變感測器的負壓波法應用於泄漏檢測,研究基於支持向量機的模式識別方法對泄漏進行診斷,實現對泄漏和各種其他工況的分類;最終,利用流體力學模擬軟體FLUENT對天然氣泄漏擴散進行模擬計算,並分析風速、壓力、泄漏孔徑以及障礙物的變化對擴散結果的影響。
    本書可為大、中專院校教師,設計、科研等相關從業人員提供理論參考和技術支持。

作者介紹
侯慶民

目錄
第1章  緒論
  1.1  引言
  1.2  天然氣管道運輸發展狀況
  1.3  天然氣管道運輸的安全問題
  1.4  天然氣管道泄漏檢測定位方法綜述
    1.4.1  基於硬體的泄漏檢測方法
    1.4.2  基於軟體的泄漏檢測方法
  1.5  國內外泄漏檢測定位方法研究現狀及總結
    1.5.1  國內外研究現狀
    1.5.2  國內外研究現狀的總結
  1.6  本書的主要研究內容
第2章  管內天然氣流動的理論基礎
  2.1  天然氣流動基本控制方程
  2.2  天然氣管道正常工況下的理論基礎
    2.2.1  天然氣管道正常工況下的計算方法
    2.2.2  天然氣管道沿線的壓力和溫度分佈
  2.3  天然氣管道泄漏工況下的理論基礎
    2.3.1  天然氣管道泄漏工況下的計算方法
    2.3.2  天然氣管道穩態泄漏模型及模型分析
  2.4  本章小結
第3章  天然氣管道泄漏檢測的實驗研究
  3.1  實驗研究目的
  3.2  實驗台系統
    3.2.1  實驗台概況
    3.2.2  實驗台主要設備及原理
  3.3  泄漏實驗的一般步驟
  3.4  實驗測試及實驗結果分析
    3.4.1  光纖光柵應變感測器的實驗測試與標定
    3.4.2  泄漏實驗結果分析
  3.5  本章小結
第4章  基於擴展卡爾曼濾波器的天然氣管道泄漏檢測與定位研究
  4.1  卡爾曼濾波器和擴展卡爾曼濾波器
    4.1.1  卡爾曼濾波器
    4.1.2  擴展卡爾曼濾波器
  4.2  離散化的包含多點泄漏的天然氣管道瞬態流動模型
  4.3  利用擴展卡爾曼濾波器估計管道泄漏量和泄漏位置
    4.3.1  瞬態流動模型結合擴展卡爾曼濾波器估汁管道流動水力要素
    4.3.2  泄漏量和泄漏位置的演算法研究
  4.4  模擬算例驗證
  4.5  實驗測試驗證
  4.6  本章小結
第5章  改進負壓波法及其技術理論分析
  5.1  負壓波法及改進負壓波法
  5.2  小波變換在負壓波信號處理和分析中的應用
    5.2.1  小波變換基本理論梗概
    5.2.2  小波變換用於負壓波信號降噪
  5.3  改進負壓波法和負壓波法檢測效果對比分析
  5.4  負壓波衰減規律研究
    5.4.1  負壓波衰減的數學模型
    5.4.2  泄漏點距離的影響

    5.4.3  首端壓力的影響
    5.4.4  泄漏量的影響
    5.4.5  最小可檢測負壓波
  5.5  改進負壓波法的技術理論分析
  5.6  本章小結
第6章  基於改進負壓波法的天然氣管道泄漏定位研究
  6.1  改進負壓波法定位泄漏位置原理
  6.2  天然氣管道泄漏定位的關鍵因素和後續的工作
  6.3  小波變換用於壓力突變點檢測
    6.3.1  壓力突變點的檢測原理
    6.3.2  壓力突變點的檢測步驟
    6.3.3  小波變換檢測壓力突變點的應用實例
  6.4  管道內天然氣流速和負壓波傳播速度修正公式推導
    6.4.1  管道內天然氣流速
    6.4.2  負壓波傳播速度
    6.4.3  管道內天然氣流速和負壓波傳播速度修正公式
  6.5  定位演算法改進
    6.5.1  利用復化辛普森公式計算積分
    6.5.2  利用二分搜索法計算泄漏位置
  6.6  實驗定位結果
  6.7  本章小結
第7章  基於最小二乘支持向量機的天然氣管道泄漏智能檢測研究
  7.1  天然氣管道泄漏檢測與最小二乘支持向量機
    7.1.1  天然氣管道泄漏檢測與最小二乘支持向量機的關係
    7.1.2  支持向量機與最小二乘支持向量機的基本理論
  7.2  基於LS-SVM的天然氣管道泄漏檢測模型
    7.2.1  輸入輸出特徵向量的選取
    7.2.2  訓練樣本集
    7.2.3  核函數及參數優化
    7.2.4  基於LS-SVM的天然氣管道泄漏檢測模型的測試結果
  7.3  基於LS-SVM的天然氣管道泄漏智能檢測系統
  7.4  本章小結
第8章  天然氣泄漏擴散的機理研究
  8.1  射流理論概述
    8.1.1  射流的分類
    8.1.2  均勻環境的浮力射流
    8.1.3  天然氣管道泄漏的射流特點
  8.2  氣體流動基本控制方程
    8.2.1  連續性方程
    8.2.2  運動方程
    8.2.3  能量方程
    8.2.4  本構方程
    8.2.5  狀態方程
  8.3  本章小結
第9章  天然氣擴散的模擬研究
  9.1  天然氣擴散模型的建立…
    9.1.1  空氣流動方程
    9.1.2  對流擴散方程
    9.1.3  天然氣擴散方程組
    9.1.4  初始條件和邊界條件

  9.2  天然氣擴散模型求解
    9.2.1  有限元方法概述
    9.2.2  方程組求解
  9.3  本章小結
第10章  FLUENT軟體及標準狀態下的模擬結果
  10.1  軟體介紹
  10.2  網格的繪製和FLUENT模型的選擇
    10.2.1  模擬空間網格的繪製
    10.2.2  模擬的模型選擇
    lO.2.3  邊界條件的確定
  10.3  FLUENT初始條件的計算和輸入
    10.3.1  天然氣概述
    10.3.2  給定的管道參數
    10.3.3  標準狀態下FLUENT所需各管道參數的計算
  10.4  標準狀態下的模擬結果及分析
    10.4.1  標準狀態下的速度分佈
    10.4.2  標準狀態下的濃度分佈
  10.5  本章小結
第11章  不同條件對天然氣擴散的影響
  11.1  風速對擴散的影響
    11.1.1  不同風速下的速度場分佈
    11.1.2  不同風速下的濃度場分佈
  11.2  不同泄漏壓力對擴散的影響
    11.2.1  不同泄漏壓力下的速度場分佈
    11.2.2  不同泄漏壓力下的濃度場分佈
  11.3  不同泄漏孔徑對擴散的影響
    11.3.1  不同泄漏孔徑下的速度場分佈
    11.3.2  不同泄漏孔徑下的濃度場分佈
  11.4  障礙物對擴散的影響
    11.4.1  下風向障礙物距離泄漏口不同距離的噴射擴散情況
    11.4.2  下風向障礙物不同高度的噴射擴散情況
  11.5  本章小結
結論
參考文獻

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