基于主动加热光纤测温的供水管道渗漏监测研究

发布时间：2023-05-31 22:26

　　供水管道系统发生渗漏是一个普遍存在的问题,给社会造成了巨大的资源浪费以及严重的经济损失。为了实时了解埋地供水管道的运营状态、保障人民生命财产安全、维系社会生活正常运转,本课题开发了一种用于供水管道渗漏监测的主动加热分布式测温缆线,提出了一种基于主动加热分布式光纤测温的供水管道渗漏监测方法,为实时监测埋地供水管道的运营状态以及对管道渗漏位置的准确定位提供了一种新的研究思路。围绕本课题项目,本文展开了一系列的研究工作,主要内容有如下几方面:利用有限元软件ANSYS FLUENT进行了数值模拟分析,探索了主动加热测温法适用于管道渗漏监测研究的可行性,通过三维模型模拟判断了供水管道渗漏的准确位置,分析了渗漏流体温度、渗流速率、土壤环境等因素对主动加热测温法的监测结果影响。通过数值模拟验证了主动加热测温法应用于供水管道渗漏监测研究的有效性。研究开发了DS18B20式主动加热缆线以及Fiber Bragg Grating(FBG)式主动加热缆线。搭建了DS18B20式主动加热缆线的供水管道渗漏监测平台以及FBG式主动加热缆线的供水管道渗漏监测平台。对DS18B20式加热缆线及FBG式加热缆线开展了...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题背景及研究的意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 管道渗漏监测研究现状
        1.3.2 主动加热测温法研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 主动加热测温法应用于管道渗漏监测的可行性研究
    2.1 引言
    2.2 主动加热测温法的监测理论
        2.2.1 管道未渗漏处的热量传递
        2.2.2 管道渗漏处的热量传递
    2.3 热固流耦合数值模拟
        2.3.1 有限元建模
        2.3.2 边界条件
    2.4 数值模拟结果分析
        2.4.1 未渗漏模拟
        2.4.2 渗漏模拟
        2.4.3 模拟结果对比分析
    2.5 渗漏流体温度影响
    2.6 渗漏流体速率影响
    2.7 渗漏定位模拟
    2.8 土壤环境影响
    2.9 本章小结
第3章 加热测温缆线的开发与监测试验平台的搭建
    3.1 引言
    3.2 加热测温缆线设计制作
        3.2.1 DS18B20式加热缆线
        3.2.2 FBG式加热缆线
    3.3 渗漏监测平台
        3.3.1 DS18B20式监测平台
        3.3.2 FBG式监测平台
    3.4 主动加热测温缆线测试试验
        3.4.1 空气环境测试试验
        3.4.2 沙土环境测试试验
        3.4.3 主动加热测温缆线水域环境测试试验
        3.4.4 DS18B20式加热缆线测试试验对比
        3.4.5 FBG式加热缆线测试试验对比
    3.5 本章小结
第4章 管道渗漏监测的试验验证与基于BP神经网络的识别
    4.1 引言
    4.2 供水管道渗漏监测试验研究
        4.2.1 DS18B20测温的渗漏监测试验
        4.2.2 FBG测温的渗漏监测试验
    4.3 供水管道渗漏监测定位研究
        4.3.1 基于DS18B20渗漏定位分析
        4.3.2 基于FBG渗漏定位分析
    4.4 渗流速率影响试验研究
        4.4.1 DS18B20测温的速率影响试验
        4.4.2 FBG测温的速率影响试验
    4.5 土壤环境影响试验研究
        4.5.1 DS18B20测温的土壤环境影响试验
        4.5.2 FBG测温的土壤环境影响试验
    4.6 基于BP神经网络的识别
        4.6.1 神经网络概况
        4.6.2 MATLAB实现BP神经网络
        4.6.3 监测结果评定
    4.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3826120