输气管道泄漏声源特性及其变化规律

叶迎春　张来斌　王金江

输气管道泄漏声源特性及其变化规律

叶迎春张来斌王金江

中国石油大学(北京)

叶迎春等.输气管道泄漏声源特性及其变化规律.天然气工业,2016, 36(8): 124-131.

泄漏声源基本特征及变化规律是声波传播研究的基础,对泄漏信号预处理、特征准确提取及泄漏识别算法改进具有重要意义.为此,以输气管道泄漏喷注产生的声源为研究对象,基于气动声学理论推导泄漏喷注流场中的声源项构成,建立了泄漏声源区域三维仿真模型,基于Möhring声类比提取高马赫数和高雷诺数流场中的等效声源,采用气动噪声混合数值模型进行仿真.分析过程中提取了不同条件下(压力及泄漏孔径)泄漏声源的质点最大速率和平均速率、声压级及声功率级等基本特征参数,并利用管道泄漏模拟测试平台进行验证,明确了泄漏声源基本特征及其变化规律.研究结果表明:①泄漏喷注噪声主要是由气体高速喷射湍流和气固耦合引起的,声源以四极子和偶极子为主;②针对管道运行压力和泄漏孔径,得出了泄漏声源基本特征参数的变化规律;③泄漏产生的能量集中于低频部分,各频段(小于等于200 Hz)能量分布分析结果表明0～20 Hz能量比大于等于0.81,无泄漏及正常输送条件下能量分布趋于平均,可作为泄漏识别的特征指标.

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天然气长输管道运行过程中由于腐蚀和第……