管道水击冲击特性及风险对策研究

摘要

本文主要对输流管道在瞬变冲击工况下的安全性进行了研究,包括输流管道的动态响应特性、疲劳寿命以及振动特性。依据以上研究内容对输流管道易导致瞬变冲击工况的危险因素进行了识别,计算出各自风险权重,为管道风险管理提供依据。首先,对输流管道瞬变冲击工况基本理论与计算方法进行了介绍,特征线法是计算输流管道瞬变压力的有效方法。根据瞬变流理论对输流管道瞬变工况下的压力波动情况进行数值计算,研究了阀门关闭特性对输流管道瞬变压力的影响。其次,根据压力波动情况计算出管道所受的冲击力,利用冲击力作为加载函数,使用ansys有限元软件对输流管道在瞬变冲击力作用下的动态响应进行了计算,然后对在瞬变冲击极限压力下不同约束状态下的管段进行了疲劳寿命分析。第三,利用两相流实验管道对瞬变工况下的输流管道瞬变冲击振动进行实验测试,通过对实验数据进行分析研究瞬变冲击对管道振动的影响,分析了管道在瞬变流作用下的振动机理。最后,通过对风险管理流程的研究,对输流管道瞬变冲击风险因素进行识别并利用层次分析法计算出各自权重,利用风险矩阵对输流管道风险进行定量计算,提出管道风险控制与监测措施,给出了防止输流管道发生瞬变冲击的风险管理过程。