本發(fā)明涉及管道運(yùn)輸，尤其是涉及一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法和裝置。

背景技術(shù)：

1、石化工業(yè)以及核工業(yè)基本采用管道運(yùn)輸，管道運(yùn)輸常采用限流孔板對介質(zhì)限流，從而減少流體對閥門等管件的沖蝕。限流孔板作為節(jié)流元件，具有結(jié)構(gòu)簡單、易加工、制造成本低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，在滿足工藝要求的前提下，使用限流孔板代替調(diào)節(jié)閥來限定流量或降低壓力，可大幅度降低投資和操作維修費(fèi)用。根據(jù)工藝要求，限流孔板可用于：限定流量、降低壓力以及同時(shí)限流降壓。限流孔板按照開孔數(shù)可分為單孔孔板和多孔孔板；按照管路上的板數(shù)可分為單級孔板和多級孔板。

2、目前，行業(yè)大都采用國標(biāo)《hg/t?20570.15-95管路限流孔板的設(shè)置》(以下簡稱標(biāo)準(zhǔn))介紹的步驟進(jìn)行限流孔板的設(shè)計(jì)計(jì)算。但是由于上述步驟中的計(jì)算方法需要查閱標(biāo)準(zhǔn)中提供的曲線圖才能大致確定孔徑，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)算，存在計(jì)算誤差大、計(jì)算效率低的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法和裝置，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中存在的計(jì)算誤差大、計(jì)算效率低的技術(shù)問題。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法，包括：基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型；上述限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)包括：雷諾數(shù)、孔板流量系數(shù)、孔徑比；利用上述多級限流孔板參數(shù)生成模型，確定各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)；根據(jù)上述各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，對管路中節(jié)流元件的各級限流孔板進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)管路運(yùn)輸過程中的介質(zhì)限流。

3、在一些可選的實(shí)現(xiàn)中，基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型，包括：確定表示限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型的一元二次函數(shù)；確定表示孔板孔徑計(jì)算模型的孔徑計(jì)算函數(shù)；根據(jù)上述一元二次函數(shù)和上述孔徑計(jì)算函數(shù)，確定用于表示多級限流孔板參數(shù)生成模型的方程組。

4、在一些可選的實(shí)現(xiàn)中，上述確定表示限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型的一元二次函數(shù)，包括：將預(yù)先獲取的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)曲線關(guān)系圖轉(zhuǎn)化為限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系表；上述限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)曲線關(guān)系圖用于表示雷諾數(shù)值、孔板流量系數(shù)值以及孔徑比值之間的對應(yīng)關(guān)系；各個(gè)上述雷諾數(shù)值、上述孔板流量系數(shù)值以及上述孔徑比值在上述限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系表中一一對應(yīng)；利用最小二乘法對上述限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，生成限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型；上述限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型為以孔徑比為自變量、孔板流量系數(shù)為因變量的一元二次函數(shù)。

5、在一些可選的實(shí)現(xiàn)中，上述基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型，還包括：根據(jù)預(yù)先獲取的孔板孔徑計(jì)算公式確定變形系數(shù)；上述孔板孔徑計(jì)算公式為：

6、

7、其中，w為流體的質(zhì)量流量；c為孔板流量系數(shù)；d0為孔板孔徑；p1為孔板前壓力；p2為孔板后壓力；m為流體相對分子質(zhì)量；z為壓縮系數(shù)；t為孔板前流體溫度；k為絕熱指數(shù)；基于孔板流量系數(shù)、孔徑比和上述變形系數(shù)，確定孔徑計(jì)算函數(shù)；基于上述孔徑計(jì)算函數(shù)確定孔板孔徑計(jì)算模型；上述孔板孔徑計(jì)算模型包括：孔徑計(jì)算函數(shù)、孔板數(shù)計(jì)算函數(shù)、各級孔板前后壓力計(jì)算函數(shù)。

8、在一些可選的實(shí)現(xiàn)中，利用上述多級限流孔板參數(shù)生成模型，確定各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括：向上述多級限流孔板參數(shù)生成模型輸入條件數(shù)據(jù)，并輸出各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)；上述條件數(shù)據(jù)包括：介質(zhì)數(shù)據(jù)、管道數(shù)據(jù)以及降壓前后的目標(biāo)壓力數(shù)據(jù)；上述各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)包括：孔板數(shù)、各級孔板降壓前后的壓力值、雷諾數(shù)、各級孔板的變形系數(shù)、各級孔板的流量系數(shù)、各級孔板的孔徑。

9、在一些可選的實(shí)現(xiàn)中，向上述多級限流孔板參數(shù)生成模型輸入條件數(shù)據(jù)，并輸出各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括：向上述多級限流孔板參數(shù)生成模型輸入上述介質(zhì)數(shù)據(jù)、上述管道數(shù)據(jù)以及上述降壓前后的目標(biāo)壓力數(shù)據(jù)；通過上述孔板孔徑計(jì)算模型中的孔板數(shù)計(jì)算函數(shù)，計(jì)算并輸出孔板數(shù)；通過上述孔板孔徑計(jì)算模型中的各級孔板前后壓力計(jì)算函數(shù)，計(jì)算并輸出各級孔板降壓前后的壓力值；根據(jù)預(yù)先獲取的孔板孔徑計(jì)算公式，計(jì)算并輸出各級孔板的變形系數(shù)；基于上述各級孔板的變形系數(shù)，確定上述孔板孔徑計(jì)算模型中的孔徑計(jì)算函數(shù)的第一約束關(guān)系曲線；基于預(yù)先確定的雷諾數(shù)，確定上述限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型中的一元二次函數(shù)的第二約束關(guān)系曲線；根據(jù)上述第一約束關(guān)系曲線和上述第二約束關(guān)系曲線，確定各級孔板的流量系數(shù)以及對應(yīng)的各級孔板的孔徑。

10、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)裝置，包括：模型構(gòu)建模塊，用于基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型；上述限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)包括：雷諾數(shù)、孔板流量系數(shù)、孔徑比；各級孔板設(shè)計(jì)參數(shù)確定模塊，用于利用上述多級限流孔板參數(shù)生成模型，確定各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)；應(yīng)用模塊，用于根據(jù)上述各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，對管路中節(jié)流元件的各級限流孔板進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)管路運(yùn)輸過程中的介質(zhì)限流。

11、在一些可選的實(shí)現(xiàn)中，上述模型構(gòu)建模塊，還包括：第一確定模塊，用于確定表示限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型的一元二次函數(shù)；第二確定模塊，用于確定表示孔板孔徑計(jì)算模型的孔徑計(jì)算函數(shù)；第三確定模塊，用于根據(jù)上述一元二次函數(shù)和上述孔徑計(jì)算函數(shù)，確定用于表示多級限流孔板參數(shù)生成模型的方程組。

12、第三方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述第一方面任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

13、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有機(jī)器可運(yùn)行指令，所述計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令在被處理器調(diào)用和運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令促使所述處理器運(yùn)行上述第一方面任一項(xiàng)所述的方法。

14、本發(fā)明提供了一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法和裝置，該方法包括：首先基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型；然后利用多級限流孔板參數(shù)生成模型，確定各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，最后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)對管路中節(jié)流元件的各級限流孔板進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)管路運(yùn)輸過程中的介質(zhì)限流，解決了現(xiàn)有孔板參數(shù)設(shè)計(jì)誤差大、計(jì)算效率低的技術(shù)問題，達(dá)到了提高計(jì)算精度和計(jì)算效率的技術(shù)效果。

技術(shù)特征：

1.一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，確定表示限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型的一元二次函數(shù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型，還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，利用所述多級限流孔板參數(shù)生成模型，確定各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法，其特征在于，向所述多級限流孔板參數(shù)生成模型輸入條件數(shù)據(jù)，并輸出各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，包括：

7.一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于，所述模型構(gòu)建模塊，還包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令，所述計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令在被處理器調(diào)用和運(yùn)行時(shí)，所述計(jì)算機(jī)可運(yùn)行指令促使所述處理器運(yùn)行所述權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于管路運(yùn)輸?shù)亩嗉壪蘖骺装宓膮?shù)設(shè)計(jì)方法和裝置，涉及管道運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)領(lǐng)域，該方法包括：首先基于預(yù)先生成的限流孔板基礎(chǔ)參數(shù)關(guān)系模型以及孔板孔徑計(jì)算模型，構(gòu)建多級限流孔板參數(shù)生成模型；然后利用多級限流孔板參數(shù)生成模型，確定各級限流孔板的設(shè)計(jì)參數(shù)，最后根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)對管路中節(jié)流元件的各級限流孔板進(jìn)行設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)管路運(yùn)輸過程中的介質(zhì)限流，解決了現(xiàn)有孔板參數(shù)設(shè)計(jì)誤差大、計(jì)算效率低的技術(shù)問題，達(dá)到了提高計(jì)算精度和計(jì)算效率的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：王亮,石建業(yè),翟炎龍,張群偉,李長敏,李景,楊文磊,陳異,曹冬巍,賈愛芬,錢明遠(yuǎn),張戈
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國核工業(yè)二三建設(shè)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28