【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道系统设计，更具体的说是涉及一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法、系统及设备。
技术介绍
1、在管道输送系统中，气囊的临界起动流速是一个重要的参数，它直接关系到系统的运行效率和安全性。当流速低于临界起动流速时，气囊可能无法有效启动，导致管道输送能力下降，甚至引发管道堵塞等问题。因此，对气囊临界起动流速进行准确的定量分析，对于优化管道设计、提高系统性能具有重要意义。
2、管道布置条件是影响气囊临界起动流速的关键因素之一。不同的管道布置条件，如管道长度、直径、弯头数量、阀门类型等，都会对气囊的流动特性产生影响，进而影响其临界起动流速。例如，在管道中存在大量弯头或阀门时，会增加气体的流动阻力，导致气囊起动所需的流速增加。然而，现有技术中并没有一种很好的确认管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析的方法，无法确保管道系统的高效、安全运行。
3、因此，如何提供一种能够解决上述问题的管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法、系统及设备，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法、系统及设备，用于解决上述现有技术中存在的技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，包括：
4、设置管道布置条件；
5、基于管道布置条件利用
6、基于流体状态，确定设置的管道布置条件下影响流体在管道中的关键管道特征指标；
7、基于流体本身的流动特性指标以及确定的关键管道特征指标建立描述气囊起动流速的数学模型；
8、通过求解数学模型，得到气囊的临界起动流速。
9、优选的，还包括：基于气囊的临界起动流速进行管道系统设计。
10、优选的，所述管道布置条件还包括基于管道直径计算得到的管道截面积，表达式为：
11、a＝π*(d/2)2；
12、式中，d为管道直径，a为管道截面积。
13、优选的，所述基于管道布置条件利用流体力学软件建立管道流动模型，模拟设置的管道布置条件下流体的流动状态，包括：
14、基于管道布置条件利用建模工具创建管道的几何模型；
15、将几何模型导入流体力学软件中；
16、使用流体力学软件中提供的网格划分工具对几何模型进行网格划分；
17、选择对应的湍流模型来描述流体流动，并设定边界条件及求解器参数；
18、启动模拟计算，得到管道布置条件下流体的流动状态。
19、优选的，所述基于流体状态，确定设置的管道布置条件下影响流体在管道中的关键管道特征指标，包括：
20、基于流体状态，将布置条件进行指标划分，得到影响流体的关键管道特征指标；
21、比较不同状态下管道特征指标之间的相对重要程度，并赋予相应权重，得到判定矩阵；
22、计算判定矩阵的特征向量；
23、归一化特征向量，得到各指标的权值；
24、计算判定矩阵的最大特征值、一致性指标、随机一致性比率，调整判定矩阵；
25、基于判定矩阵确定当前管道布置条件下影响流体在管道中的关键管道特征指标。
26、优选的，所述判定矩阵的表达式为：
27、rx＝(ci,j)n×m
28、其中，r为判定矩阵，x是特征向量，ci,j为第i个状态下第j个特征指标值的重要程度，其中，i＝1,2，...，n，n为状态总个数，j＝1,2，...，m，m为特征指标总个数。
29、优选的，所述流体本身的流动特性指标包括流体粘度、流体密度、流体速度。
30、优选的，所述建立气囊起动流速的数学模型表达式为：
31、
32、式中，b为流体本身的流动特性指标，a为确定的关键管道特征指标数值，fpipe为摩擦系数，k、α、β为相关系数。
33、一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析系统，包括：
34、参数设置模块：设置管道布置条件；
35、模拟模块：基于管道布置条件利用流体力学软件建立管道流动模型，模拟设置的管道布置条件下流体的流动状态；
36、指标确认模块：基于流体状态，确定设置的管道布置条件下影响流体在管道中的关键管道特征指标；
37、模型建立模块：基于流体本身的流动特性指标以及确定的关键管道特征指标建立描述气囊起动流速的数学模型；
38、模型求解模块：通过求解数学模型，得到气囊的临界起动流速。
39、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法。
40、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法、系统及设备，通过流体力学软件建立管道流动模型，可以精确模拟在不同管道布置条件下流体的流动状态，并大大缩短实验周期，减少实验成本，提高分析效率，同时，通过模拟分析可以灵活调整管道布置条件，快速找到最优设计方案从而确定影响流体在管道中的关键特征指标，通过定量分析管道布置条件与气囊临界起动流速之间的关系，可以为管道系统设计提供科学依据，确保管道系统的高效、安全运行。同时，通过本专利技术的模拟结果和数学模型的结合，可以更加科学地评估不同管道布置方案对气囊起动流速的影响，根据不同的管道布置条件进行定量分析，从而得出针对特定情况下的气囊临界起动流速，做出更加合理的决策，具有较强的灵活性和普适性。
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1.一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，还包括：基于气囊的临界起动流速进行管道系统设计。
3.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述管道布置条件还包括基于管道直径计算得到的管道截面积，表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述基于管道布置条件利用流体力学软件建立管道流动模型，模拟设置的管道布置条件下流体的流动状态，包括：
5.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述基于流体状态，确定设置的管道布置条件下影响流体在管道中的关键管道特征指标，包括：
6.根据权利要求5所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述判定矩阵的表达式为：
7.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系
8.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述描述气囊起动流速的数学模型表达式为：
9.一种利用权利要求1至8任一项所述的管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法的管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析系统，其特征在于，包括：
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一所述的管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，还包括：基于气囊的临界起动流速进行管道系统设计。
3.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述管道布置条件还包括基于管道直径计算得到的管道截面积，表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述基于管道布置条件利用流体力学软件建立管道流动模型，模拟设置的管道布置条件下流体的流动状态，包括：
5.根据权利要求1所述的一种管道布置条件与气囊临界起动流速关系的定量分析方法，其特征在于，所述基于流体状态，确定设置的管道布置条件下影响流体在管道中的关键管道特征指标，包括：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡建永，宋明明，李东风，谢锋，山成菊，周宇，刘丹，刘甲春，刘虹，张金鑫，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：发明
国别省市：
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