[发明专利]一种倒U型槽最佳安全高度的获取方法

说明书

本发明公开了一种倒U型槽最佳安全高度的获取方法，首先基于影响天然气泄漏过程的关键因素进行取值，构建倒U型槽安全高度的样本空间；建立倒U型槽中天然气管道泄漏扩散模拟的三维数学模型，得到样本空间设计点的报警器报警时间；将样本空间作为支持向量机SVM的输入，将报警器报警时间作为输出，对支持向量机进行训练，建立报警器报警时间的预测模型；以倒U型槽发生泄漏时引发报警器报警的最短时间为目标函数，以上述因素为设计变量，建立倒U型槽最佳安全高度的优化模型；采用差分进化算法对优化模型进行求解，获得目标函数的最优解。上述方法能快速准确地得到倒U型槽的最佳安全高度，从而为倒U型槽结构设计提供准确定量化的指导。

技术领域

本发明涉及消防设备技术领域，尤其涉及一种倒U型槽最佳安全高度的获取方法。

背景技术

天然气是一种绿色环保的清洁能源，具有储量大、高效、优质等优点，被广泛用于商业体餐饮中。由于开发商对商业体室外建筑美观性具有较高的要求，一般将燃气管道安装在商业体内的走廊或商铺顶部，这些地方一方面无直接对外的门窗，另一方面开发商和业主多数会做天花吊顶，从而出现将燃气管道包藏在天花吊顶内的情况。由于管道敷设种类较多，天花吊顶内属于密闭空间，本身的材质又属于可燃烧性质，会给燃气管道的安全运行带来较大隐患。因此，商业燃气户的天然气管道一般会安装在倒U型槽中，在天然气管道的运营过程中，腐蚀穿孔、系统连接件之间密封缺陷和人为管理不善等因素可能引发天然气管道的泄漏。天然气是易燃易爆气体，其泄漏后会与空气混合形成可燃气体，遇明火很可能发生火灾甚至爆炸。

为了预防和控制此类事故的发生，一般在倒U型槽的顶部安装泄漏报警装置，当倒U型槽内可燃气体达到报警浓度时，泄漏气体会触发报警装置并自动切断气源，但是如果U型槽尺寸不合理，当天然气管道泄漏时导致不能及时触发报警器，延误补救时间，极易引发火灾、爆炸、中毒和伤亡等恶性事故，将对人的生命和财产造成很大的威胁。因此必须采取有效地方法优化商业体户内倒U型槽的结构设计，这对保障商业用户的人身和财产安全具有重要的意义。但由于倒U型槽在实际工程的应用还较少，对其结构尺寸的研究更是罕见，现有技术中一般根据经验来确定，缺乏定量获取倒U型槽安全高度的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种倒U型槽最佳安全高度的获取方法，该方法能快速准确地得到倒U型槽的最佳安全高度，从而为倒U型槽结构设计提供准确定量化的指导。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种倒U型槽最佳安全高度的获取方法，所述方法包括：

步骤1、对影响天然气泄漏过程的关键因素进行取值，并基于关键因素采用正交试验法构建倒U型槽安全高度的样本空间；

步骤2、建立倒U型槽中天然气管道泄漏扩散模拟的三维数学模型，模拟天然气在倒U型槽中的扩散过程，得到所述样本空间设计点的报警器报警时间；

步骤3、将步骤1所获得的样本空间作为支持向量机SVM的输入，将步骤2所获得的报警器报警时间作为所述支持向量机的输出，对所述支持向量机进行训练，建立倒U型槽发生泄漏时报警器报警时间的预测模型；

步骤4、以倒U型槽发生泄漏时引发报警器报警的最短时间为目标函数，以影响天然气泄漏过程的关键因素为设计变量，建立倒U型槽最佳安全高度的优化模型；

步骤5、采用差分进化算法对所建立的优化模型进行求解，获得目标函数的最优解，即倒U型槽发生泄漏时引发报警器报警的最短时间，对应的倒U型槽高度即为最佳安全高度。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法能快速准确地得到倒U型槽的最佳安全高度，为倒U型槽结构设计提供准确定量化的指导。

附图说明