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流体管道泄漏流场分析与管口封堵模型研究

发布时间:2018-08-31 20:23
【摘要】:流体管道泄漏流场分析和管口封堵装置的研究,对于管道泄漏检测技术、管道泄漏封堵技术的发展以及有效减小因管道泄漏而带来的经济损失、环境污染和人民生命财产损失有着重要的意义。 根据运用计算流体力学(CFD)相关知识及技术进行问题分析的步骤,,本文首先通过建立由管道泄漏流场的伯努利方程和连续性方程组成的方程组对可能影响泄漏流场特性的因素进行分析,分析表明泄漏孔面积、泄漏孔形状、管道输送速度和管道内外静压强差可能是影响管道泄漏流场特性的因素。运用FLUENT软件对影响因素单一变化下的管道泄漏流场模型进行流体动力学仿真,根据仿真结果得出了各影响因素对管道泄漏流场影响的规律和泄漏流场的特点。 在对泄漏管道进行封堵作业时,可能会遇到封堵直径为管道直径的情况,例如管口泄漏封堵作业、被截断管道的应急封堵作业、管道闭水闭气实验等。本文针对这一情况设计了一种管口封堵装置,并对封堵装置的总体设计方案、封堵原理、工作流程和主要构件的总体设计方案等进行了阐述,建立了管口封堵装置模型,并运用SOLIDWORKSSIMULATION软件对所设计的具有两种不同密封结构的橡胶气囊进行了非线性有限元仿真,对橡胶气囊与管壁、封堵主体接触面处的接触应力进行了分析,得出了橡胶气囊接触应力分布规律以及膨胀对密封性能的影响规律。
[Abstract]:The analysis of fluid pipeline leakage flow field and the research of pipe opening sealing device, for pipeline leakage detection technology, pipeline leakage sealing technology development and effectively reduce the economic losses caused by pipeline leakage. Environmental pollution and loss of life and property are of great significance. According to the application of computational fluid dynamics (CFD) related knowledge and technology for problem analysis, In this paper, firstly, by establishing the Bernoulli equation and continuity equation of the leakage flow field of the pipeline, the factors that may affect the characteristics of the leakage flow field are analyzed, and the results show that the area and shape of the leak hole are obtained. The flow field characteristics of pipeline leakage may be affected by pipeline conveying speed and static pressure difference inside and outside the pipeline. The fluid dynamics simulation of the pipeline leakage flow field model with a single influence factor is carried out by using FLUENT software. According to the simulation results, the law of the influence factors on the pipeline leakage flow field and the characteristics of the leakage flow field are obtained. When sealing the leakage pipeline, it may be encountered that the diameter of the pipe is the diameter of the pipe, for example, the leakage and plugging operation of the pipe mouth, the emergency plugging operation of the truncated pipeline, the water and gas closure experiment of the pipeline, and so on. In this paper, a pipe-opening plugging device is designed, and the overall design scheme, plugging principle, work flow and the overall design scheme of main components are described, and the model of pipe-mouth plugging device is established. The nonlinear finite element simulation of rubber airbag with two different sealing structures is carried out by using SOLIDWORKSSIMULATION software, and the contact stress between rubber airbag and pipe wall, sealing the main contact surface is analyzed. The distribution of contact stress and the influence of expansion on sealing performance were obtained.
【学位授予单位】:中北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U178

【参考文献】

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本文编号:2216061

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