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专利号: 2018100751973
申请人: 上海水顿智能科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分析管道淤积分布的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:获取各排水管道参数,包括管长、管径、管道坡度、粗糙系数;进行管道分组,包括将排水系统中首尾相连、管径相同、流量无变化的若干条管道分为一组,每组管道上游检查井编号记为n,下游管道编号记为n+1,第n组的总管长记为L、管径记为d;并在每组管道的上下游所述检查井安装液位计;

S2:进行水位数据的筛选和处理,获取所述检查井的水位Hn;

S3:根据管道内水流状态为满流管或非满流管,进行下述水力计算:S31:对于满流管,水位差△H主要由局部水头损失h局和沿程水头损失h沿组成,其中管道中淤塞物是造成局部水头损失h局的主要原因,第n组管段的上下游检查井水位差△Hn,△Hn=hn局+hn沿,根据hn局与hn沿的相对大小判断淤积情况:(a)局部水头损失hn局<<沿程水头损失hn沿,第n组管道淤塞前后水位差无明显变化,第n组管道判定为不易淤积管道;

(b) 第n组管道判定为易淤积管道;

S32:对于非满流管,采用水流的弗汝德数Fr和水流速度v判断淤积情况,Fr和v采用计算式:和

式中:h表示管道内某断面水深,m;n表示管道粗糙系数;R表示水力半径,m;i表示管道2

坡度;g表示重力加速度,m/s;

判断方法为:

(c)Fr>1时,管道中水流为急流,由于流速较大,出现淤堵的概率较低,这组管道属于不易淤积管道;

(d)当Fr<1且v>0.6m/s时,这组管道为可能存在淤积管道;

(e)当Fr<1且v<0.6m/s时,这组管道为易淤积管道。

2.根据权利要求1所述的分析管道淤积分布的方法,其特征在于,所述步骤S31中第n组管道判定为易淤积管道,存在淤塞物,对其进行淤积等级划分包括以下步骤:

S3101:满流管的沿程水头损失h沿利用达西‑韦伯公式计算,计算式如下:式中hf为沿程水头损失,即h沿;d为管道直径,m;L为管道长度,m;v为过水断面平均流速,2

m/s;g为重力加速度,m/s ;λ为沿程阻力系数, C为谢才系数, 其中n为管道粗糙系数;

S3102:淤塞物所在的那组管道简化为突然缩减管道和突然扩大管道的并联,突然减缩管道处的局部水头损失h1计算见下式,突然扩大管处的局部水头损失h2计算见下式,

2 2

式中:A大为无淤积物处管道横截面积,m ;A小为有淤积物处管道横截面积,m ;v1为无淤积物处管道内流体流速,m/s;v2为有淤积物处管道内流体流速,m/s;

由质量守恒定律可知:Q=v1×A大=v2×A小;

选取一间隔时间的首尾作为起始时间和终止时间,分别获取起始时间和终止时间每一组管道上下游检查井的水位数据H始n、H始n+1、H终n、H终n+1,计算得到两个时间点的上下游水位差h始=H始n+1‑H始n和h终=H终n+1‑H终n,局部水头损失h局=H终‑H始,沿程水头损失h沿=H始,故将第n组管道的H始n、H始n+1、H终n、H终n+1、d、λ、L代入上式中计算得出此组的S3103:将各组的 按数值大小依次排列,并划分为多个淤积等级, 数值越大,此等级的管道淤积越严重。

3.根据权利要求2所述的分析管道淤积分布的方法,其特征在于,还包括步骤S3104:绘制管网图,并根据所述步骤S3103的所述淤积等级在所述管网图上标记不同的颜色。

4.根据权利要求1所述的分析管道淤积分布的方法,其特征在于,所述步骤S1中,每组管道的L/d<1000。

5.根据权利要求1所述的分析管道淤积分布的方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述水位数据的筛选包括:对于每一所述检查井,每若干天选择一组非降雨日的且水位数据曲线中变化平缓的一固定时段的水位数据;所述水位数据的处理包括:对于每组水位数据,剔除偏差大的水位数据后取平均值,得到所述检查井的水位Hn。

6.根据权利要求1所述的分析管道淤积分布的方法,其特征在于,检查井中所安装的液位计替换为流量计,分别记录上下游检查井中流量计的数值Qn、Qn+1,若Qn+1/Qn<1,则说明该组管道出现淤堵,将各组的Qn+1/Qn按数值大小依次排列,并划分为多个淤积等级,Qn+1/Qn数值越小,此等级的管道淤积越严重。

7.一种利用权利要求1至6任一项所述的分析管道淤积分布的方法构建的系统,其特征在于,所述管道包括干管和连接所述干管的若干支管,若干所述支管与所述干管连通,所述支管上间隔设置若干检查井,所述检查井的井口到井底的深度大于2m,所述检查井内设有液位计和/或流量计。

8.根据权利要求7所述的系统,其特征在于,所述检查井的井壁上还设置一主机设备;

所述检查井的外侧地面上设有一坑洞,所述坑洞的底部通过开设一通孔与所述检查井连通,所述坑洞内设置一天线,所述天线一头的连接器从所述通孔穿入所述检查井内;所述天线的连接器、所述液位计和/或所述流量计均与所述主机设备电连接,所述主机设备还与一外部平台无线电连接,所述平台上可显示所述主机设备上传的所述检查井内的数据。

9.根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述液位计和/或所述流量计的线缆从其探头端测量1.5m处做一标记,所述标记与所述主机设备的下表面在同一水平线上。

10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述主机设备水平设置在所述检查井的井壁上,所述天线的上表面与地面持平。