CN114577439A - 一种评估流体动力学系统性能的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评估流体动力学系统性能的系统和方法，其中，一种评估流体动力学系统性能的系统，包括环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块，所述环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块依次连接。本发明通过对分别对管道周围的温度、水分及管体位移进行监测，管道网络的剪应力热点可以使用无量纲传递函数来识别，根据管道网络的常用部件的几何参数、流量的流体特性以及管道网络的运行状况来识别潜在的剪应力局部最大值，识别精度高，稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及管道网络监测技术领域，尤其涉及一种评估流体动力学系统性能的系统和方法。
背景技术
油气管道网络随时间可易受腐蚀。例如，酸性和充满矿物质的原油对于金属是高腐蚀性的。在极端的情况下，管段可腐蚀到泄漏点。因为这样的泄漏可妨碍管道网络的有效运行，通常监测管线中的腐蚀。腐蚀传感器和/或监测器在由于来自材料和与材料接触的环境之间的相互作用的腐蚀和/或侵蚀引起的材料(例如管线壁的内表面等)的损耗的检测和监测中使用。一些类型的腐蚀监测器使用电阻法检测管壁中材料厚度由于腐蚀而造成的损耗。其他类型的监测方法可涉及管壁厚度的X射线或超声评定。典型地，该监测在沿管道网络的多个、分离位置进行，因为大型的这样的网络阻碍了腐蚀的全局监测。
然而，不存在用于选择沿管道网络的个体监测地点的标准，对于手持型监测器，腐蚀在由该装置的操作员选择的位置监测，一般，这些位置由操作员直觉确定，某些类型的电阻腐蚀监测器永久地安装到管道上的个体位置，关于手持装置，不存在确定这样的监测器的最佳安置的指导。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种评估流体动力学系统性能的系统和方法。
本发明提出的一种评估流体动力学系统性能的系统，包括环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块，所述环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块依次连接，所述环境监测模块，用于监测温度场数据、管体位移数据和水分场数据，所述数据采集模块，用于对温度场数据、管体位移数据和水分场数据进行采集和预处理，所述数据传输模块，用于将预处理后的数据进行远程传输与接收，所述数据分析处理模块，用于对预处理后的数据进行分析处理，所述管道拆分模块，用于将管道网络分成多个不同形态的部件，所述参数确定模块，用于确定多个不同形态部件的参数，所述分析计算模块，用于分析多个不同形态部件的参数，以确定剪应力最大值的一个或多个点，所述输出位置模块，用于输出多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置，所述动态显示模块，用于对多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置进行动态显示。
优选的，所述管道网络的多个不同形态部件分别为：直管、弯弯、渐缩管和三通接头。
优选的，所述多个不同形态部件的参数包括：流动状况参数、流体性质参数、管道几何参数。
优选的，所述分析计算模块对多个不同形态部件求解无量纲传递函数。
优选的，所述输出位置模块输出多个不同形态部件的局部剪应力最大值和输出多个不同形态部件的最大剪应力大小。
优选的，确定所述局部剪应力最大值的位置包括识别包括小于管道部件的跨度的10％的位置。
一种评估流体动力学系统性能的方法，包括如下步骤：
S1对管道网络内的环境温度场、管体位移和水分场进行监测；
S2采集温度场数据、管体位移数据和水分场数据进行采集和预处理；
S3将预处理后的数据进行远程传输，并对预处理后的数据进行分析处理；
S4接收关于流体的管道网络的信息，其中所述信息包括所述管道网络的几何参数、运行状况参数和流体性质；
S5使用无量纲传递函数使管道网络的流体动力学与剪应力相关；
S6基于该相关性确定一个或多个局部剪应力最大值的位置；
S61将管道网络分成多个不同形态的部件；
S62确定多个不同形态部件的参数；
S63分析多个不同形态部件的参数，以确定剪应力最大值的一个或多个点；
S64输出多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置；
S7对多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置进行动态显示。
优选的，接收关于流体的管道网络的信息包括接收关于至少两个管道部件的相对取向的信息。
本发明中，所述一种评估流体动力学系统性能的系统和方法，通过对分别对管道周围的温度、水分及管体位移进行监测，管道网络的剪应力热点可以使用无量纲传递函数来识别，根据管道网络的常用部件的几何参数、流量的流体特性以及管道网络的运行状况来识别潜在的剪应力局部最大值，识别精度高，稳定性高。
附图说明
图1为本发明提出的一种评估流体动力学系统性能的系统的框图；
图2为本发明提出的一种评估流体动力学系统性能的方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种评估流体动力学系统性能的系统，包括环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块，环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块依次连接，环境监测模块，用于监测温度场数据、管体位移数据和水分场数据，数据采集模块，用于对温度场数据、管体位移数据和水分场数据进行采集和预处理，数据传输模块，用于将预处理后的数据进行远程传输与接收，数据分析处理模块，用于对预处理后的数据进行分析处理，管道拆分模块，用于将管道网络分成多个不同形态的部件，参数确定模块，用于确定多个不同形态部件的参数，分析计算模块，用于分析多个不同形态部件的参数，以确定剪应力最大值的一个或多个点，输出位置模块，用于输出多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置，动态显示模块，用于对多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置进行动态显示。
本发明中，管道网络的多个不同形态部件分别为：直管、弯弯、渐缩管和三通接头。
本发明中，多个不同形态部件的参数包括：流动状况参数、流体性质参数、管道几何参数。
本发明中，分析计算模块对多个不同形态部件求解无量纲传递函数。
本发明中，输出位置模块输出多个不同形态部件的局部剪应力最大值和输出多个不同形态部件的最大剪应力大小。
本发明中，确定局部剪应力最大值的位置包括识别包括小于管道部件的跨度的10％的位置。
一种评估流体动力学系统性能的方法，包括如下步骤：
S1对管道网络内的环境温度场、管体位移和水分场进行监测；
S2采集温度场数据、管体位移数据和水分场数据进行采集和预处理；
S3将预处理后的数据进行远程传输，并对预处理后的数据进行分析处理；
S4接收关于流体的管道网络的信息，其中信息包括管道网络的几何参数、运行状况参数和流体性质；
S5使用无量纲传递函数使管道网络的流体动力学与剪应力相关；
S6基于该相关性确定一个或多个局部剪应力最大值的位置；
S61将管道网络分成多个不同形态的部件；
S62确定多个不同形态部件的参数；
S63分析多个不同形态部件的参数，以确定剪应力最大值的一个或多个点；
S64输出多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置；
S7对多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置进行动态显示。
本发明中，接收关于流体的管道网络的信息包括接收关于至少两个管道部件的相对取向的信息。
本发明：对管道网络内的环境温度场、管体位移和水分场进行监测；采集温度场数据、管体位移数据和水分场数据进行采集和预处理；将预处理后的数据进行远程传输，并对预处理后的数据进行分析处理；接收关于流体的管道网络的信息，其中信息包括管道网络的几何参数、运行状况参数和流体性质；使用无量纲传递函数使管道网络的流体动力学与剪应力相关；基于该相关性确定一个或多个局部剪应力最大值的位置；将管道网络分成多个不同形态的部件；确定多个不同形态部件的参数；分析多个不同形态部件的参数，以确定剪应力最大值的一个或多个点；输出多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置；对多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置进行动态显示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种评估流体动力学系统性能的系统，其特征在于，包括环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块，所述环境监测模块、数据采集模块、数据传输模块、数据分析处理模块、管道拆分模块、参数确定模块、分析计算模块、输出位置模块和动态显示模块依次连接，所述环境监测模块，用于监测温度场数据、管体位移数据和水分场数据，所述数据采集模块，用于对温度场数据、管体位移数据和水分场数据进行采集和预处理，所述数据传输模块，用于将预处理后的数据进行远程传输与接收，所述数据分析处理模块，用于对预处理后的数据进行分析处理，所述管道拆分模块，用于将管道网络分成多个不同形态的部件，所述参数确定模块，用于确定多个不同形态部件的参数，所述分析计算模块，用于分析多个不同形态部件的参数，以确定剪应力最大值的一个或多个点，所述输出位置模块，用于输出多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置，所述动态显示模块，用于对多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置进行动态显示。
2.根据权利要求1所述的一种评估流体动力学系统性能的系统，其特征在于，所述管道网络的多个不同形态部件分别为：直管、弯弯、渐缩管和三通接头。
3.根据权利要求1所述的一种评估流体动力学系统性能的系统，其特征在于，所述多个不同形态部件的参数包括：流动状况参数、流体性质参数、管道几何参数。
4.根据权利要求1所述的一种评估流体动力学系统性能的系统，其特征在于，所述分析计算模块对多个不同形态部件求解无量纲传递函数。
5.根据权利要求1所述的一种评估流体动力学系统性能的系统，其特征在于，所述输出位置模块输出多个不同形态部件的局部剪应力最大值和输出多个不同形态部件的最大剪应力大小。
6.根据权利要求1所述的一种评估流体动力学系统性能的系统，其特征在于，确定所述局部剪应力最大值的位置包括识别包括小于管道部件的跨度的10％的位置。
7.一种评估流体动力学系统性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1对管道网络内的环境温度场、管体位移和水分场进行监测；
S2采集温度场数据、管体位移数据和水分场数据进行采集和预处理；
S3将预处理后的数据进行远程传输，并对预处理后的数据进行分析处理；
S4接收关于流体的管道网络的信息，其中所述信息包括所述管道网络的几何参数、运行状况参数和流体性质；
S5使用无量纲传递函数使管道网络的流体动力学与剪应力相关；
S6基于该相关性确定一个或多个局部剪应力最大值的位置；
S61将管道网络分成多个不同形态的部件；
S62确定多个不同形态部件的参数；
S63分析多个不同形态部件的参数，以确定剪应力最大值的一个或多个点；
S64输出多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置；
S7对多个不同形态部件中的每个剪应力最大值的一个或多个位置进行动态显示。
8.根据权利要求7所述的一种评估流体动力学系统性能的方法，其特征在于，接收关于流体的管道网络的信息包括接收关于至少两个管道部件的相对取向的信息。
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