【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及燃?xì)膺\(yùn)輸安全，尤其涉及一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在天然氣管道發(fā)生泄漏以及燃?xì)恻c(diǎn)燃后，火焰的輻射對(duì)周圍環(huán)境的溫度、結(jié)構(gòu)物的耐火性、人員安全等都有重大影響。高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試通常包括人工模擬天然氣泄漏、點(diǎn)燃并燃燒一段時(shí)間，期間通過熱輻射測量儀器記錄火焰產(chǎn)生的熱輻射強(qiáng)度和分布，通過模擬噴射火熱輻射，可以準(zhǔn)確評(píng)估火災(zāi)對(duì)管道周邊區(qū)域的危害，幫助優(yōu)化安全設(shè)計(jì)。
2、目前對(duì)于高壓大口徑天然氣管道泄漏火災(zāi)的傳播模式還沒有完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在不同環(huán)境、不同氣候條件下，火焰?zhèn)鞑ヅc熱輻射的動(dòng)態(tài)變化難以用簡單模型完全描述。泄漏和點(diǎn)燃后的火焰并非總是穩(wěn)定的，可能出現(xiàn)不規(guī)則的火焰波動(dòng)或瞬時(shí)的燃燒增強(qiáng)，導(dǎo)致熱輻射分布預(yù)測的不確定性。火焰現(xiàn)場的熱輻射分布較為復(fù)雜，通常需要部署大量的熱輻射傳感器等傳感器。火焰的形態(tài)、溫度等會(huì)隨著燃燒過程的發(fā)展而發(fā)生變化，而這種變化又受到多種因素的影響，尤其是風(fēng)速、風(fēng)向、燃料類型等。這些變化使得火災(zāi)的熱輻射分布呈現(xiàn)出很強(qiáng)的動(dòng)態(tài)性，需要部署大量的傳感器到現(xiàn)場來進(jìn)行檢測，但這需要大量的硬件成本以及安裝工作。在保證數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下，盡量減少傳感器的布置數(shù)量是提升監(jiān)測效率和減少成本的一個(gè)關(guān)鍵方法。因此，如何在不需要大量傳感器的情況下，預(yù)判燃燒期間熱輻射的熱點(diǎn)區(qū)域，從而精簡傳感器部署數(shù)量是一個(gè)亟需解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有
2、本專利技術(shù)提供一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，包括：
3、基于所述天然氣管道的尺寸、泄漏位置以及泄露口徑尺寸，確定火焰發(fā)展的形態(tài)特征；火焰發(fā)展的形態(tài)特征包括火焰在不同時(shí)刻下的形狀尺寸；
4、基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征確定火焰的中心位置以及前沿位置，并基于火焰的中心位置以及前沿位置，確定第一位置；
5、基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征以及測試現(xiàn)場的風(fēng)速和風(fēng)向，確定火焰發(fā)展過程中的火焰傾角，得到疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征；
6、基于疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，確定第二位置；
7、在計(jì)算流體力學(xué)cfd模擬得到的歷史熱輻射分層圖中識(shí)別熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，并從所述熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域中所述第一位置和所述第二位置未覆蓋的熱點(diǎn)區(qū)域中確定第三位置；
8、在所述第一位置、所述第二位置以及所述第三位置部署傳感器以對(duì)天然氣管道噴射火熱輻射進(jìn)行測試。
9、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試，所述在計(jì)算流體力學(xué)cfd模擬得到的歷史熱輻射分層圖中識(shí)別熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，包括：
10、從cfd模擬的歷史數(shù)據(jù)中篩選與所述天然氣管道的尺寸、泄漏位置以及泄露口徑尺寸相匹配的歷史熱輻射分層圖；
11、通過局部極大值檢測從所述歷史熱輻射分層圖中找出熱輻射強(qiáng)度的峰值區(qū)域；通過連通域分析確定不同熱輻射范圍的空間范圍；通過熱輻射梯度分析識(shí)別熱輻射變化區(qū)域；
12、基于所述峰值區(qū)域、不同熱輻射范圍的空間范圍以及熱輻射變化區(qū)域，確定所述熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域。
13、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試，所述基于所述峰值區(qū)域、不同熱輻射范圍的空間范圍以及熱輻射變化區(qū)域，確定所述熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，包括：
14、通過滑動(dòng)窗口分析時(shí)間段內(nèi)峰值區(qū)域、不同熱輻射范圍的空間范圍以及熱輻射變化區(qū)域在空間上的分布和時(shí)間演變；
15、基于峰值區(qū)域、不同熱輻射范圍的空間范圍以及熱輻射變化區(qū)域的存在持續(xù)時(shí)間，確定所述熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域。
16、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試，所述基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征以及測試現(xiàn)場的風(fēng)速和風(fēng)向，確定火焰發(fā)展過程中的火焰傾角，得到疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，包括：
17、基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征，對(duì)火焰發(fā)展過程中不同階段的火焰形態(tài)進(jìn)行建模；
18、基于火焰發(fā)展過程中不同階段的火焰形態(tài)、風(fēng)速和風(fēng)向，計(jì)算得到火焰發(fā)展過程中不同階段的火焰傾角；
19、基于火焰發(fā)展過程中不同階段的火焰傾角，并將其疊加到焰發(fā)展過程中不同階段的火焰形態(tài)模型中，得到火焰在整個(gè)發(fā)展過程中的形態(tài)特征。
20、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試，所述基于疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，確定第二位置，包括：
21、基于疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，預(yù)測火焰的最大擴(kuò)展范圍，最大擴(kuò)展范圍包括垂直和水平方向的范圍；
22、基于火焰的最大擴(kuò)展范圍、風(fēng)速以及風(fēng)向，確定所述第二位置。
23、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試，所述基于所述天然氣管道的尺寸、泄漏位置以及泄露口徑尺寸，確定火焰發(fā)展的形態(tài)特征，包括：
24、基于所述天然氣管道的尺寸、泄漏位置以及泄露口徑尺寸，使用流動(dòng)模型計(jì)算泄漏流量；
25、基于所述泄漏流量計(jì)算燃燒速率，并確定火焰的能量釋放速率和強(qiáng)度；
26、基于火焰的能量釋放速率和強(qiáng)度，利用計(jì)算流體力學(xué)cfd模擬氣體泄漏和火焰?zhèn)鞑ミ^程，模擬得到火焰發(fā)展的形態(tài)特征。
27、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試，所述在所述第一位置、所述第二位置以及所述第三位置部署傳感器以對(duì)天然氣管道噴射火熱輻射進(jìn)行測試，包括：
28、基于所述第一位置、所述第二位置以及所述第三位置距離泄露口的距離，從所述第一位置、所述第二位置以及所述第三位置中篩選得到目標(biāo)位置；
29、在所述目標(biāo)位置上部署可移動(dòng)的傳感器，并在測試過程中控制所述目標(biāo)位置上部署的可移動(dòng)的傳感器沿?zé)彷椛鋽U(kuò)散方向運(yùn)動(dòng)來對(duì)熱輻射進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測。
30、本專利技術(shù)還提供一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試系統(tǒng)，包括：
31、第一模擬模塊，用于基于所述天然氣管道的尺寸、泄漏位置以及泄露口徑尺寸，確定火焰發(fā)展的形態(tài)特征；火焰發(fā)展的形態(tài)特征包括火焰在不同時(shí)刻下的形狀尺寸；
32、第一處理模塊，用于基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征確定火焰的中心位置以及前沿位置，并基于火焰的中心位置以及前沿位置，確定第一位置；
33、第二模擬模塊，用于基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征以及測試現(xiàn)場的風(fēng)速和風(fēng)向，確定火焰發(fā)展過程中的火焰傾角，得到疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征；
34、第二處理模塊，用于基于疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，確定第二位置；
35、第三處理模塊，用于在計(jì)算流體力學(xué)cfd模擬得到的歷史熱輻射分層圖中識(shí)別熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，并從所述熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域中所述第一位置和所述第二位置未覆蓋的熱點(diǎn)區(qū)域中確定第三位置；
36、測試模塊，用于在所述第一本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述在計(jì)算流體力學(xué)CFD模擬得到的歷史熱輻射分層圖中識(shí)別熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述基于所述峰值區(qū)域、不同熱輻射范圍的空間范圍以及熱輻射變化區(qū)域，確定所述熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征以及測試現(xiàn)場的風(fēng)速和風(fēng)向，確定火焰發(fā)展過程中的火焰傾角，得到疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述基于疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，確定第二位置，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述基于所述天然氣管道的尺寸、泄漏位置以及泄露口徑尺寸，確定火焰發(fā)展的形態(tài)特征，包括：
<...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述在計(jì)算流體力學(xué)cfd模擬得到的歷史熱輻射分層圖中識(shí)別熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述基于所述峰值區(qū)域、不同熱輻射范圍的空間范圍以及熱輻射變化區(qū)域，確定所述熱輻射熱點(diǎn)區(qū)域，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述基于所述火焰發(fā)展的形態(tài)特征以及測試現(xiàn)場的風(fēng)速和風(fēng)向，確定火焰發(fā)展過程中的火焰傾角，得到疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓大口徑天然氣管道噴射火熱輻射測試方法，其特征在于，所述基于疊加火焰傾角后的火焰發(fā)展的形態(tài)特征，確定第二位置，包括：
6.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張圣柱，閻露璐，王旭，曹旭，魏利軍，多英全，李佳航，王佳帥，刁旭，陳健翔，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國安全生產(chǎn)科學(xué)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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