有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法与流程

本发明涉及水利工程与智慧水务，尤其涉及一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法。

背景技术：

1、在长距离的引调水工程和城市供水管网中，管道阻力计算是输水能力评估和运行调度的核心依据。目前工程界广泛使用的尼古拉兹公式及衍生经验公式，仅适用于相对粗糙度小于或者等于三十分之一的小尺度粗糙的工况。

2、发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：现有技术在实际运行中，藻类以及淡水贝类等生物污损会导致管壁粗糙度急剧增大，突破上述阈值，导致现有公式失效，适用范围受限。传统方法需要根据雷诺数手动判断流态并切换不同的计算公式，无法实现自动化连续计算，难以嵌入智慧水利系统，并且无法为运维人员，提供生物污损导致的阻塞预警。

技术实现思路

1、本发明提供了一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法，以实现阻力系数计算和阻塞预警的自动化和准确性。

2、根据本发明的一方面，提供了一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法，其中，包括：

3、通过参数采集模块，采集并根据当前输水管道对应的当前管道联合描述参数，得到当前雷诺数和当前相对粗糙度；

4、通过数据处理模块中的预设的有效直径修正方法，对所述当前粗糙度进行处理操作，得到当前输水管道有效直径；

5、根据当前雷诺数和当前相对粗糙度，通过预设的流态权重系数计算方法，计算得到层流紊流权重系数和光滑粗糙权重系数，并结合预设的阻力系数计算方法，得到当前输水管道阻力系数；

6、通过预设的阻塞预警方法对所述当前输水管道阻力系数进行判断处理，得到与所述当前输水管道对应的目标输水管道预警结果并向用户反馈。

7、根据本发明的另一方面，提供了一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警装置，其中，包括：

8、当前雷诺数和当前相对粗糙度确定模块，用于通过参数采集模块，采集并根据当前输水管道对应的当前管道联合描述参数，得到当前雷诺数和当前相对粗糙度；

9、当前输水管道有效直径确定模块，用于通过数据处理模块中的预设的有效直径修正方法，对所述当前粗糙度进行处理操作，得到当前输水管道有效直径；

10、当前输水管道阻力系数确定模块，用于根据当前雷诺数和当前相对粗糙度，通过预设的流态权重系数计算方法，计算得到层流紊流权重系数和光滑粗糙权重系数，并结合预设的阻力系数计算方法，得到当前输水管道阻力系数；

11、目标输水管道预警结果反馈模块，用于通过预设的阻塞预警方法对所述当前输水管道阻力系数进行判断处理，得到与所述当前输水管道对应的目标输水管道预警结果并向用户反馈。

12、根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，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，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明任一实施例所述的有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法。

13、根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法。

14、本发明实施例的技术方案，通过参数采集模块，采集并根据当前输水管道对应的当前管道联合描述参数，得到当前雷诺数和当前相对粗糙度；通过数据处理模块中的预设的有效直径修正方法，对所述当前粗糙度进行处理操作，得到当前输水管道有效直径；根据当前雷诺数和当前相对粗糙度，通过预设的流态权重系数计算方法，计算得到层流紊流权重系数和光滑粗糙权重系数，并结合预设的阻力系数计算方法，得到当前输水管道阻力系数；通过预设的阻塞预警方法对所述当前输水管道阻力系数进行判断处理，得到与所述当前输水管道对应的目标输水管道预警结果并向用户反馈。解决了现有技术中适用范围受限、无法自动化计算以及无法预警的问题，提高了阻力系数计算和阻塞预警的自动化和准确性。

15、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

1.一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前管道联合描述参数包括当前管道内径、当前粗糙颗粒直径、当前断面平均流速、以及当前流体运动粘度；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过数据处理模块中的预设的有效直径修正方法，对所述当前粗糙度进行处理操作，得到当前输水管道有效直径，包括：

4.根据权利要求2或者3所述的方法，其特征在于，所述根据当前雷诺数和当前相对粗糙度，通过预设的流态权重系数计算方法，计算得到层流紊流权重系数和光滑粗糙权重系数，并结合预设的阻力系数计算方法，得到当前输水管道阻力系数，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据层流紊流权重系数和光滑粗糙权重系数，通过所述阻力系数计算方法，得到当前输水管道阻力系数，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述通过预设的阻塞预警方法对所述当前输水管道阻力系数进行判断处理，得到与所述当前输水管道对应的目标输水管道预警结果，包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过所述阻塞预警方法，根据所述标准清洁输水管道阻力系数，对所述当前输水管道阻力系数进行判断处理，得到与所述当前输水管道对应的目标输水管道预警结果，包括：

8.一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，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1-7中任一项所述的一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种有压输水管道跨尺度全流态阻力系数计算与阻塞预警方法。