【摘 要】
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随着国民经济的快速发展,城市燃气管道建设规模越来越大,其中非金属燃气管道占全部城镇区域管道的80%左右。但近几年非金属管道泄漏事故频发,造成巨大的人员伤亡和财产损失。目前针对非金属燃气管道泄漏检测与监测的方法及其应用技术研究较少。由于次声波泄漏检测技术不受管材限制,与其它检测技术相比,更适用于城市燃气非金属管道的泄漏监测。但非金属管道泄漏次声波信号的传播特性及规律尚不明确,亟需对深入研究。因此,本
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随着国民经济的快速发展,城市燃气管道建设规模越来越大,其中非金属燃气管道占全部城镇区域管道的80%左右。但近几年非金属管道泄漏事故频发,造成巨大的人员伤亡和财产损失。目前针对非金属燃气管道泄漏检测与监测的方法及其应用技术研究较少。由于次声波泄漏检测技术不受管材限制,与其它检测技术相比,更适用于城市燃气非金属管道的泄漏监测。但非金属管道泄漏次声波信号的传播特性及规律尚不明确,亟需对深入研究。因此,本课题研究埋地非金属管道泄漏次声波信号传播理论。结合城市埋地非金属管道的工程实际,通过实验室试验和数值模拟,研究不同工况下无泄漏和泄漏管道的声场分布,对比分析试验结果和数值模拟结果,归纳管道泄漏次声波信号的传播特性和规律。得到如下主要结论:（1）泄漏次声波信号的时域特性。泄漏次声波信号时域声压幅值比无泄漏信号声压幅值大,波动振幅约是无泄漏信号的百倍至千倍。（2）泄漏次声波信号的频谱特性。泄漏次声波信号的声压幅值随管道压力、泄漏孔径和管径的增大而增大;管道泄漏孔径越大,幅值对应频率越大;同一管道,当管道压力足够大时,泄漏孔径大小对次声波声压级的幅值影响较小;相同管径下,泄漏孔径越大,泄漏次声波信号的核心频带范围越大,特征频率越大;相同泄漏孔径下,管径越大,核心频带范围越小;小于3 Hz的泄漏次声波信号声压级衰减和能量损耗较快,信号衰减和能耗随着管道压力、泄漏孔径和管径的增大而增大。（3）泄漏次声波信号的衰减规律。在短管内,声压级幅值随着传播距离的增加而衰减,衰减幅度较小;泄漏口附近的次声波声压级衰减和能耗最快,压力越大,泄漏孔径越大,泄漏口附近的位置衰减越快。（4）泄漏次声波信号的声源组成。城市埋地管道泄漏次声波信号声源包括壁内偶极子声源、壁外偶极子声源以及高速紊流产生的四极子声源。
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