输油管道瞬变流复习概要

输油管道瞬变流复习概要一、基本概念1、不稳定流动的概念答：不稳定流动指的是管道内任意一点流体参数（速度，压力）不仅与空间有关，还与时间有关。2、输油管道的水击事故答：1.有计划地调整管道输量,如改变阀门的开度；泵站泵机组的停车；中间站的启动和停输；泵机组的转速调节。2.管道的某些操作程序；如管道首末站倒罐，顺序输送过程中的油品切换；分输，注入等。3.管道运行中出现的事故：阀门的误操作。泵机组机械故障；中间站突然停电；管道发生泄漏和管道破裂等缺陷。3、短管水击的基本过程答：短管水击的四个过程，看课件或课本，有详细描述。4、短管水击的周期、直接和间接水击答：水击周期4La管路周期2La当关阀时间小于2La，为直接水击，否则为间接水击。5、压力波的影响因素答：(1)kakDE具体叙述。6、惯性水击压力答：aHVg，了解推导过程，上游取正，下游取负。7、长输管道水击的特点、产生的原因答：长输管道水击特点：1.长输管道的水击分析中需要考虑摩擦的影响。2.长输管道发生事故后需要考虑管道的充装压力。3.长输管道距离长，水击波传播和反射的时间长。4长输管道是一个统一的水力系统，某处发生水击扰动后，将影响全线的运行情况。5.长输管道操作复杂，引起水击的影响因素复杂长输管道的水击原因：1.有计划地调整管道输量,如改变阀门的开度；泵站泵机组的停车；中间站的启动和停输；泵机组的转速调节。2.管道的某些操作程序；如管道首末站倒罐，顺序输送过程中的油品切换；分输，注入等。3.管道运行中出现的事故：阀门的误操作。泵机组机械故障；中间站突然停电；4管道发生泄漏和管道破裂等缺陷。8、增压波、减压波、正反射、负反射10、液体中含气对压力波传播速度的影响（包括概念延伸）答：液体中含气量的越多，压力波传播的速度越低。延生:相同条件下，油田地面集输管道中水击波的传播速度小于单相油品输送管道11、瞬变分析中摩阻的影响如何考虑，为什么答：瞬变流分析中摩擦阻力采用准二次近视，因为摩擦项在微分方程中无法积分12、特征线方程答：dxVadt13、相容性方程答：:sin02aVVdHadVCVdtgdtgD:sin02aVVdHadVCVdtgdtgD14、为什么要利用有限差分方程求解答：因为摩擦项不可积分。16、初始点、内点、边界点定义答：初始点：指的是发生水击之前管道沿线各点，压力和流量由稳态计算求得。内点：是相容性方程连续的点。边界点：凡是使得相容性方程不连续的点。17、水力瞬变过程的影响区答：影响区内各点的压力和流量可以通过相容性方程求解，影响区内上一时步相邻两点流量和压力决定18、矩形网格法时步和距步的关系答：dxadt19、差分形式的特征线方程答：xat20、各种简单的边界条件的方程建立答：泵。阀门。分输。变径。注入等边界条件的建立21、简单的组合边界条件答:泵和阀门；泵和加热炉等22、超前保护的原理、条件答：原理：水击压力波是机械波，具有波的传播特性，可以相互叠加。条件：灵敏的SCADA的系统和水击保护程序23、一般调节过程所产生的扰动情况24、SCADA系统的功能答：远控。检测。数据采集和分析。警报二、计算题1、计算压力波传播速度2、计算惯性水击压力3、计算传播时间4、分析各种因素的影响5、简单的特征线计算方法应用6、简单管道不稳定分析例题1.一条长5000米ф426х8的输水管道（第一种约束），管材的弹性模量为E=207000MPa，水的体积弹性系数为K=2400MPa，某段时间管道的运行流速为V0=1.2m/s，终点压力为0.7MPa，泊松比为0.3。（不考虑摩擦阻力）。1、如果管道终点阀门突然关闭，问阀门关闭后有多少流体流入管子？解：提示:在La时间段内，流体以0V流入管道。2、反射波到达阀门处的时间为多少？解：提示：2La3、阀门上游最大压力升值是多少？解：提示：aHVg4、如果管道终点阀门突然改变流速V=0.5m/s，V=1.5m/s等。2.一条长520公里ф508х8和ф529х8的输油管道，管材的弹性模量为E=207000MPa，油的体积弹性系数为K=1380MPa，中间有5个泵站，布置如图。管道某段时间的稳态运行输量为Q0=750m3/h，ф508的阻力系数为f1，ф529的阻力系数为f2。密度为840kg/m3，泊松比为0.3。本题无图，故无直接答案，只注明思路1、如果第三站突然意外停电，问第二站和第四站站控系统受到该事故扰动的时刻为多少？解：算2#——3#站间波速，计算23la，同理算3#——4#2、如果SCADA系统在事故发生后25秒动作，扰动波和拦截波在何处相遇？解：；两波的传波3、管道有多少个组合边界？解：具体图具体分析4、若时步为2秒，各站间的距步为多少？解：提示：xat三、解答题：1.用特征线法写出如图所示的作为反射边界的边界条件方程组。不发生越站,1,1,1,11,11,1,1,,,1,11,11,01,01,11,111,11111,11,1,01,0,:+:+iNiNiNiNiiiNpiNpiNiNwiiNmwiiiNipipiiiwiimwiiiipiNpippipiNCHRSQRHCQSCfQxCHRSQRHCQSCfQxQQQHH22222221122RpRppppfvvanbQanbQkQkQkQ炉调节阀单向阀发生越站流程,1,1,1,11,11,1,1,,,1,11,11,01,01,11,111,11111,11,1,0,1,0:+:+iNiNiNiNiiiNpiNpiNiNwiiNmwiiiNipipiiiwiimwiiiipiNpippiNpiCHRSQRHCQSCfQxCHRSQRHCQSCfQxQQQHH2pvkQ单向阀