[发明专利]一种液烃管道泄漏量测算方法

权利要求书

1.一种液烃管道泄漏量测算方法，特征在于其包括以下步骤：

1)首先建立泄漏管道的通用物理模型；

2)根据建立的泄漏管道的通用物理模型，建立泄漏管道中各管段的连续数学模型，得到描述管内油流的控制方程；

3)采用各管段统一时步法对泄漏管道和时间域进行网格划分，得到离散的计算区域；

4)采用特征线法，将步骤2)中建立的泄漏管道的连续数学模型进行离散化，得到描述管内油流控制方程的特征方程；

5)根据步骤3)中的网格划分结果，将步骤4)中得到的管内油流控制方程的特征方程转换为离散格式；

6)根据步骤1)建立的通用物理模型中各管段的相邻处不同的边界类型，确定不同边界条件，并建立其离散格式；

7)根据步骤5)中得到的管内油流控制方程的离散格式以及步骤6)中确定的各边界条件对管道全线进行水热力耦合模拟计算，得到泄漏过程中所需相应计算时间内泄漏管道的泄漏量。

2.如权利要求1所述的一种液烃管道泄漏量测算方法，其特征在于：所述步骤2)中，管内油流的控制方程包括管内油流的连续性方程、动量方程和换热方程；其中，管内油流的连续性方程为：

$\frac{\∂\left(\mathrm{\ρ}A\right)}{\∂t}+\frac{\∂\left(\mathrm{\ρ}Av\right)}{\∂x}=0;$

管内油流的动量方程为：

$\frac{\∂v}{\∂t}+\frac{1}{\mathrm{\ρ}}\frac{\∂p}{\∂x}+v\frac{\∂v}{\∂x}=-gsin\mathrm{\θ}-\frac{\mathrm{\λ}}{2D}v\left|v\right|;$

管内油流的换热方程为：

$\frac{\∂T}{\∂t}+\frac{{\mathrm{Ta}}^2{\mathrm{\α}}_p}{c}\frac{\∂v}{\∂x}+v\frac{\∂T}{\∂x}=\frac{{\mathrm{\λv}}^3}{2Dc}-\frac{4q}{\mathrm{\ρ}Dc};$

$a=max\left(a_{o,g}\right),a_{o,g}=\frac{1}{\sqrt{{\mathrm{\ρ}}_o(\frac{1}{k_o}+\frac{D_g}{E_g{\mathrm{\δ}}_g})}};$

式中，t为时间，单位为s；ρ为油品在管截面上的平均密度，单位为kg/m³；x为距泄漏管段起点的距离，单位为m；v为管内油品的平均速度，单位为m/s；A为泄漏管段截面积，单位为m²；g为重力加速度，单位为m/s²；θ是泄漏管段与水平方向的夹角，单位为rad；D为管内径，单位为m；λ为达西摩阻系数；q为油品与单位面积管壁单位时间内的热流密度，单位为W/m²，T为管内油品平均温度，单位为℃；α_p为油品的膨胀系数，单位为℃^-1；c为油品的比热容，单位为J/(kg·℃)；a_o,g为压力波在不同介质中的传播速度，单位为m/s；ρ_o为不同批次的油品密度，单位为kg/m³；k_o为对应批次油品的弹性模量，单位为Pa；D_g为不同管段直径，单位为m；E_g为对应管段的杨氏弹性模量，单位为Pa；δ_g为对应管段的壁厚，单位为m。