天然气管道泄漏声源特性及传播机理数值模拟

【摘要】：管道泄漏声源特性和传播机理决定了音波法在管道上的可检测性,管道泄漏引发的音波能量大小和其沿管道传播的衰减程度分别与泄漏口径大小、管道内压和管道长度等因素有关。以天然气管道泄漏时的气动噪声为研究对象,采用适用于高马赫数流场的Mhring声类比对其进行模拟计算,建立了不同压力、不同泄漏孔径条件下的天然气管道泄漏噪声仿真模型,得到了天然气管道泄漏声源的相关特性,利用试验数据验证了计算模型的准确性。以该声源模型为基础,建立了音波在管道内的二维传播模型,通过模拟结果与现场试验的比较分析,表明天然气管道泄漏音波的超低频段(低于5Hz)可在管道内传播较远距离并能被声波传感器所探测,从理论上验证了音波法在天然气管道泄漏检测领域的良好应用前景。 【作者单位】： 中国石油大学油气安全工程技术研究中心;
【关键词】： 管道泄漏 音波法 Mhring声类比 气动声学 仿真模型
【基金】：国家自然科学基金项目(No.51005247) 北京市科技新星计划项目(2010B068) 中国石油科技创新基金项目(2012D-5006-0605) 中国石油大学(北京)基金项目(KYJJ2012-04-25)资助
【分类号】：TE973.6
【正文快照】： 输气管道在连续运行过程中,由于管壁受到腐烛、冲刷、高压作用,加之第三方破坏等因素,管道破裂或穿孔等事故时有发生,严重威胁管道安全。在目前已有的天然气管道泄漏检测方法中[1],音波法逐渐成为了研究热点[25]。国内外在此方面研究中主要集中在油气管道泄漏音波信号的预处理

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