Обратные задачи транспортировки газа по трубопроводам

1 Введение 4
2 Постановка задачи расчета координаты места утеч­ки в газопроводе 9
2.1 Математическая модель транспортировки газа по
трубопроводу 10
2.2 Выбор уравнения состояния 12
3 Обзор литературы 16
4 Задача расчета координаты места утечки для тру­бопроводов среднего давления 20
4.1 Общая модель (модель 1) 20
4.2 Упрощенная модель (модель 2) 22
4.2.1 Упрощенная модель 2 (размерная) .... 23
4.2.2 Упрощенная модель 2 (безразмерная) . . 23
4.3 Интегрирование системы уравнений 4.2.2 .... 24
4.4 Задача идентификации места утечки газа .... 25
4.4.1 Прямая задача, 1 участок (z 2 [0, la]) ... 26
4.4.2 Прямая задача, 2 участок (z 2 [la, 1]) . . . 26
4.4.3 Аналитическая формула расчета коорди­
наты места утечки по упрощенной модели 27
4.5 Уравнение состояния газовой смеси при высоких
давлениях 28
4.6 Численные расчеты 32
4.6.1 Вариант 1 33
4.6.2 Вариант 2 34
4.6.3 Вариант 3 34
4.6.4 Вариант 4 35
4.6.5 Вариант 5 36
4.6.6 Вариант 6 37
4.6.7 Вариант 7 37
4.6.8 Вариант 8 38
4.6.9 Вариант 9 39
4.6.10 Вариант 10 40
4.6.11 Вариант 11 40
4.6.12 Вариант 12 41
5 Выводы 42
6 Заключение 44
7 Список литературы 46
8 Приложение 49
Купить

Всемирная сеть магистральных газопроводов является слож­ной и постоянно развивающейся. Согласно исследованию, пред­ставленному в [1], трубопроводы являются наиболее безопас­ным средством транспортировки, однако, это не означает, что они безопасны полностью. Поэтому обеспечение надежности га­зопроводной инфраструктуры имеет огромную социальную и экономическую ценность. Значительной угрозой является воз­никновение утечек в трубопроводной сети.
Основными причинами аварий на газопроводах являются внешнее вмешательство, коррозия, дефекты конструкции, раз­рушение материалов и движение грунта. Прежде чем принять решение о наборе корректирующих действий, необходимо знать место утечки и ее размер. Кроме того, в связи с увеличени­ем длины подводной и подземной нефтегазовой инфраструкту­ры, отрасль сталкивается с новыми проблемами в плане мони­торинга, сбора, анализа данных и корректирующих действий при повреждениях, находящихся в местах, где затруднено про­ведение внешнего осмотра [2]. Пассивные методы обнаруже­ния утечек, обычно используемые в промышленности, оказа­лись успешными с некоторыми ограничениями, поскольку они не могут обнаруживать мелкие повреждения.
Утечки газа могут приводить к загрязнению окружающей среды, авариям, а также к финансовым потерям. Чтобы избе­жать таких ситуаций, значительные усилия направлены на раз­работку надежных методов обнаружения координаты происше­ствия. Основная цель данной работы - сравнение погрешностей расчета координаты места утечки по математическим моделям разной степени общности. В работе оцениваются возможности различных методов для установившихся режимов течения газа в трубах, обсуждаются преимущества и недостатки методов.
В начале обзора литературы рассматриваются классифика­ции известных методов обнаружения утечек. Методы приня­то классифицировать по объему необходимого вмешательства человека, а так же по необходимой точности измерений и по возможностям измерительной аппаратуры.
По степени вмешательства человека различаются три кате­гории:
1) автоматическое обнаружение утечки газа без участия че­ловека с помощью оптоволоконных или кабельных датчиков;
2) полуавтоматическое обнаружение утечки, требующее уча­стие оператора;
3) ручное обнаружение утечки, осуществляемое оператором с помощью различных устройств, например, тепловизоры, ЛИ-
ДАРные и другие визуальные устройства.
Большинство методов обнаружения основаны на измерении определенной физической величины или проявлении опреде­ленного физического явления. Это может использоваться как критерий для классификации, поскольку существует несколько общих используемых физических параметров и явлений: аку­стика, скорость потока, давление, отбор проб газа, оптика, ино­гда их сочетание. Эти внешние методы иногда подразделяются на оптические и акустические.....
Купить