华东成品油管道泄漏量及压降的计算-毕业论文.doc

华东成品油管道泄漏量及压降的计算
(导师：董荣国 编写：张一飞 杨荣 丁孙韬 吴进）
摘要：
在十二五规划期间，我国又将建立多条成品油管道，这给我国成品油管道的发展带来了契机，同时，对成品油管道的安全运行也提出了更高的要求。特别是“11.22”青岛东黄复线输油管线泄漏爆炸事故的发生，引发了人们对于成品油管道泄漏这一安全问题的高度重视和深度思考。华东分公司，做为华东区最大的成品油物流中心，现有三条在运成品油管线（浙苏管线、苏南管线、苏北管道），华东成品油管网已初具规模，为了更好的应对管道泄漏事故，保护国有资产安全，迎合公司倡导的“平安管道”建设，本文主要对成品油管线泄漏量，以及泄漏所引起的漏点压降这一课题展开深入的研究。
关键词：压力波 漏点压降 泄漏量
1、华东管网压力波传播速度的分析
1.1实际波速采集
在实际生产过程中，通过各种工况发生变化或调节阀调节下载流量而产生相应管段的压力波，利用泄漏检测软件对管线各站进出站压力数据的高精度采集，查找对应的压力特征突变点，来测算总结压力波传递速度。
1.1.1浙苏管线
1）柴油状态下：
表1.1
序号
陈山站
嘉兴站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
9:07:01
9:07:42
50.591
41
1.22
2
9:09:54
9:10:35
50.591
41
1.22
3
9:27:49
9:28:31
50.591
42
1.20
4
9:32:21
9:34:03
50.591
42
1.20
序号
嘉兴站
苏州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
12:58:50
12:59:47
70.245
57
1.23
2
13:00:18
13:01:15
70.245
57
1.23
3
13:02:07
13:03:04
70.245
57
1.23
4
13:04:03
13:05:00
70.245
57
1.23
序号
嘉兴站
桐乡站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
4:13:19
4:12:37
51.613
42
1.23
2
4:15:02
4:14:20
51.613
42
1.23
3
4:17:29
4:16:47
51.613
42
1.23
4
4:30:08
4:29:26
51.613
42
1.23
序号
桐乡站
湖州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
4:14:19
4:14:59
49.36
40
1.23
2
4:16:46
4:17:26
49.36
40
1.23
3
4:29:25
4:30:05
49.36
40
1.23
4
4:33:19
4:33:59
49.36
40
1.23

2）汽油状态下：
表1.2
序号
陈山站
嘉兴站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
20:12:20
20:13:07
50.591
47
1.07
2
20:12:45
20:13:32
50.591
47
1.07
3
20:13:48
20:14:35
50.591
47
1.07
4
20:13:32
20:14:18
50.591
47
1.07
序号
嘉兴站
苏州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
4:59:26
4:58:21
70.245
65
1.08
2
5:00:54
5:01:59
70.245
65
1.08
3
5:02:43
5:03:48
70.245
65
1.08
4
5:04:39
5:05:44
70.245
65
1.08
序号
嘉兴站
桐乡站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
23:26:44
23:25:56
51.613
48
1.08
2
23:26:58
23:26:10
51.613
48
1.08
3
23:30:47
23:29:59
51.613
48
1.08
4
23:31:14
23:30:26
51.613
48
1.08
序号
桐乡站
湖州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
21:20:23
21:21:09
49.36
45
1.09
2
21:22:03
21:22:49
49.36
46
1.07
3
21:49:05
21:49:51
49.36
46
1.07
4
22:00:01
22:00:47
49.36
45
1.09

1.1.2苏南管线
1）柴油状态下
表1.3
序号
南京站
镇江站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
9:37:22
9:38:31
83.54
69
1.21
2
9:41:50
9:42:59
83.54
69
1.21
3
9:44:39
9:45:48
83.54
69
1.21
4
9:53:35
9:54:44
83.54
69
1.21
序号
镇江站
常州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
22:32:23
22:33:15
62.59
52
1.20
2
22:38:51
22:39:43
62.59
52
1.20
3
22:41:40
22:42:31
62.59
51
1.22
4
22:51:36
22:52:27
62.59
51
1.22
序号
常州站
江阴站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
17:42:06
17:43:10
78.29
64
1.22
2
17:48:34
17:49:39
78.29
65
1.20
3
17:51:23
17:52:28
78.29
65
1.20
4
18:01:19
18:02:23
78.29
64
1.22
序号
江阴站
无锡站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
17:19:35
17:20:28
65.17
53
1.23
2
17:23:03
17:23:56
65.17
53
1.23
3
17:30:52
17:31:45
65.17
53
1.23
4
17:36:48
17:37:41
65.17
53
1.23
序号
无锡站
苏州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
2:42:07
2:43:10
77.18
63
1.23
2
2:46:35
2:47:38
77.18
63
1.23
3
2:50:24
2:51:27
77.18
63
1.23
4
2:59:20
3:00:23
77.18
63
1.23

2）汽油状态下
表1.4
序号
南京站
镇江站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
16:07:23
16:08:41
83.54
78
1.07
2
16:21:51
16:23:09
83.54
78
1.07
3
16:44:40
16:45:58
83.54
78
1.07
4
16:53:36
16:54:54
83.54
78
1.07
序号
镇江站
常州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
15:18:45
15:19:44
62.59
59
1.06
2
15:33:13
15:34:11
62.59
58
1.08
3
15:56:02
15:57:01
62.59
59
1.06
4
16:04:58
16:05:56
62.59
58
1.08
序号
常州站
江阴站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
7:55:29
7:56:42
78.29
73
1.07
2
8:09:57
8:11:10
78.29
73
1.07
3
8:32:46
8:33:59
78.29
73
1.07
4
8:41:42
8:42:55
78.29
73
1.07
序号
江阴站
无锡站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
7:47:38
7:48:38
65.17
60
1.08
2
7:56:06
7:57:06
65.17
60
1.08
3
8:16:15
8:17:15
65.17
60
1.08
4
8:21:08
8:22:08
65.17
60
1.08
序号
无锡站
苏州站
间距（km）
时间差（s）
实际波速（km/s）
1
7:20:45
7:21:56
77.18
71
1.09
2
7:26:13
7:27:24
77.18
71
1.09
3
7:41:22
7:42:34
77.18
72
1.07
4
7:56:15
7:57:27
77.18
72
1.07

根据华东管网浙苏和苏南管道的实际数据，代入压力波速理论公式进行计算，可以得到浙苏管线与苏南管线中不同管径管道的理论波速数据。式中： a—瞬变压力波速，m/s；k—液体体积弹性系数，Pa；ρ—液体密度，kg/m3；E—管材弹性模量，Pa；D—管径，m；e—管壁厚度，m；c1—管道约束系数；g—重力加速度，m/s2。
406mm管径管道中
输送汽油时的压力波速度：
20℃时，汽油K=9.16×108 Pa，ρ=740kg/m³，D=（406.6－7.1－7.1）/1000=0.3922 m，E（钢）=206.9×109 Pa，e =0.0071 m，c1=1－0.32。
波速a约为1006.23 m/s。
输送柴油时的压力波速度：
20℃时，柴油K=12×108 Pa，ρ=850kg/m³，D=（406.6－7.1－7.1）/1000=0.3922 m，E（钢）=206.9×109 Pa，e =0.0071 m，c1=1－0.32。
波速a约为1045.50 m/s。
323mm管径管道中
输送汽油时的压力波速度：
20℃时，汽油K=9.16×108 Pa，ρ=740kg/m³，D=（323.9－6.4－6.4）/1000=0.3111 m，E（钢）=206.9×109 Pa，e =0.0064 m，c1 =1－0.32。
波速a约为1017.41 m/s。
输送柴油时的压力波速度：
20℃时，柴油K=12×108 Pa，ρ=850kg/m³，D=（323.9－6.4－6.4）/1000=0.3111 m，E（钢）=206.9×109 Pa，e =0.0064 m，c1 =1－0.32。
波速a约为1059.96 m/s。
说明：以上计算结果仅为根据理论公式算出的理论值，华东管网陈山至嘉兴段、南京至江阴均为406mm管径的管道，嘉兴至湖州、嘉兴至苏州，江阴至苏州则为323mm管径的管道，由于温度、油品密度、体积弹性系数等均为变化数据，因而这里选取的数据均为标准状态下理论数据值。
在实际生产过程中，通过各种工况发生变化或调节阀调节下载流量而产生相应管段的压力波，利用泄漏检测软件对管线各站进出站压力数据的高精度采集，查找对应的压力特征突变点，来测算总结压力波传递速度。
经分析浙苏管线与苏南管线的波速基本相同，区别在与管径大小及管道内输送的油品介质，归纳总结出华东管网管段波速数据：
表1.5
油品种类
406管径波速（km/s）
323管径波速（km/s）
汽油
1.07
1.08
柴油
1.21
1.23

将实际数据与理论计算数据进行比较，发现压力波的传播速度存在一定的差距，其主要原因是由于理论计算中所取的汽柴油密度与实际管道中油品的密度并不一致，两者密度之间的偏差是造成实际数据和理论计算结果有所差异的原因之一，同时温度对于液体的体积弹性系数也有影响，温度越高，液体的体积弹性系数减小，液体的密度减小，液体的可压缩性增大，压力波的传播速度减小，反之温度越低，压力波的传播速度则增大。理论计算中所取的为标准环境20℃的油品体积弹性系数等相关系数，因而也是造成差异的原因之一。同时压力仪表的精确度及时间计算的时间精度也是造成差异的原因之一。但是通过大量的数据采集与整理，可以证明理论公式的普遍理论，即406mm管径管道的压力波速在相同介质的情况下略小于323mm管径管道的压力波速；在相同管径的管道中，柴油介质的压力波速较为明显的大于汽油介质的压力波速。
由于符合理论计算的对比结果，证明了华东管网压力波速经验值的真实可用性。利用大量的数据统计，可确认华东管网的压力波速如表1.5所示，并可用于日后实际生产中的相关计算。
2、华东管网压力波衰减率的分析
2.1压力波衰减数据采集方式
针对压力波衰减的程度，目前在专业领域也还未有较为详细明确的理论公式，主要原因为影响压力波衰减的因素较多，相互影响的方式也较为复杂，且由于长输成品油管道无法进行高密度多频次的检测，同时也无法进行精确的多向实验，因而无法确定压力波在长输成品油管道中衰减程度的具体情况。因而我们只能选取较为有代表性的管段进行大量的数据采集比对，来逐步判别影响压力波衰减的各项主要因素，并得出相应管段的压力波衰减率经验值。
利用华东管网上线的泄漏检测软件进行相应的测试数据采集，因为泄漏检测软件在进出站压力的数据采集上精度达到了0.0001MPa，高于SCADA系统采集的数据精度。
同样由于条件限制，只能采集到沿线各站的进出站压力，无法采集管道中压力的变化。因此我们将调节某站调节阀开大下载来作为压力波发生的初始点，该站的进出站压力突变值视为压力波产生的自变初始值；在该站的上游站场或下游站场因该压力波传递站场而产生的进出站压力突变值视为压力波的因变值。通过自变初始值与因变值的比对，并结合站场之间的距离得出该管段的压力波衰减率。即：
自变初始值=调节前压力值-调节后压力值
因变值=（上游或下游站场）调节前压力值-（上游或下游站场）调节后压力值
压力波衰减值=自变初始值-因变值
压力波衰减率=压力波衰减值/压力传播距离/自变初始值*100（%/公里）
2.2数据采集汇总
2.2.1以浙苏管线中的嘉兴站至湖州站作为典型平原管道进行研究
将嘉兴站、湖州站视为上下游站场管段，而桐乡站视为产生水力瞬变的中间初始点，变化各种运行工况条件，利用嘉兴站、桐乡站的下载调节阀来模拟类似于管道泄漏或挖断等而产生水力瞬变的情况。

图2.1
如图2.1所示，在泄漏检测软件上查找对应压力特征点的变化值大小，通过改变各项条件来模拟压力波传递的各种情况，具体整理如下：
1）嘉兴站至湖州站全段为柴油时，分别调节嘉兴站、桐乡站的下载调节阀模拟产生压力波。
表2.1
序号
桐乡
嘉兴
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
压力初值/MPa
因变值/MPa
1
1.2351
0.0413
3.2264
0.0063
51.613
0.0350
1.642%
2
1.2356
0.0373
3.2270
0.0058
51.613
0.0315
1.636%
3
1.2264
0.0384
3.2240
0.0059
51.613
0.0325
1.640%
4
1.6357
0.0652
5.1174
0.0095
51.613
0.0557
1.655%
5
1.6418
0.0771
5.1171
0.0110
51.613
0.0661
1.661%
6
1.6323
0.0739
5.1193
0.0100
51.613
0.0639
1.675%
7
2.0593
0.0224
5.3248
0.0033
51.613
0.0132
1.652%
8
2.1006
0.0212
5.3398
0.0030
51.613
0.0182
1.663%
9
2.1039
0.0216
5.3323
0.0031
51.613
0.0185
1.659%
根据表4.1可以分析得出，在同种介质中，相同的压力波传递方向时，管线的压力初值大小，及压力波的自变初始值大小均对压力波的衰减无重大影响，桐乡往嘉兴方向的衰减率约为1.65%/公里，即桐乡往嘉兴方向的压力波传递过程中，会每公里约衰减1.65%的压力波自变初始值。
表2.2
序号
嘉兴
桐乡
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
压力初值/MPa
因变值/MPa
1
3.1886
0.0157
1.1253
0.0033
51.613
0.0124
1.530%
2
3.2259
0.0194
1.2405
0.0042
51.613
0.0152
1.518%
3
3.2378
0.0214
1.2417
0.0048
51.613
0.0166
1.503%
4
3.2243
0.0356
1.2346
0.0078
51.613
0.0278
1.513%
5
3.2297
0.0384
1.2375
0.0086
51.613
0.0298
1.504%
6
3.2311
0.0400
1.2331
0.0078
51.613
0.0322
1.560%
7
3.2343
0.041
1.2362
0.0094
51.613
0.0316
1.522%
8
3.2360
0.0423
1.2331
0.0088
51.613
0.0335
1.534%
根据表2.1与表2.2的分析得出，在同种介质中，压力波与油流方向相同时，压力波的衰减率约为1.52%/公里，与方向相反传递时相比，衰减率减小了约为0.13%/公里，差异几乎可以不计。

表2.3
序号
桐乡
湖州
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
压力初值/MPa
因变值/MPa
1
1.2351
0.0413
0.1336
0.0091
49.36
0.0322
1.580%
2
1.2356
0.0415
0.1349
0.0091
49.36
0.0324
1.582%
3
1.2264
0.0384
0.1175
0.0080
49.36
0.0304
1.604%
4
1.6357
0.0653
0.2917
0.0146
49.36
0.0507
1.573%
5
1.6418
0.0771
0.2918
0.0186
49.36
0.0585
1.537%
6
1.6323
0.0739
0.2908
0.0153
49.36
0.0586
1.606%
根据表2.1与表2.3的分析对比得出，在同种介质中，相同的自变初始值，往上下游产生的压力波传递并衰减，桐乡往湖州方向的压力波的衰减率约为1.58%/公里，与反向传递（桐乡往嘉兴传递）相比，衰减率减小了约为0.07%/公里，差异较小几乎可以不计。但可以发现当压力波传递与管道介质流向相同时的衰减率会小于压力波传递与流向相反时的衰减率。因为当压力波传递方向与管道介质流向相反时，压力波的传递将要克服管道流向带来的阻力，损失掉相应的能量。
2.2.2嘉兴站至湖州站全段为汽油时，分别调节嘉兴站、桐乡站的下载调节阀模拟产生压力波。
表2.4
序号
桐乡
嘉兴
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
压力初值/MPa
因变值/MPa
1
0.7444
0.0272
2.5247
0.0052
51.613
0.0220
1.567%
2
0.7599
0.0429
2.5302
0.0078
51.613
0.0351
1.585%
3
0.7616
0.0374
2.5317
0.0077
51.613
0.0297
1.539%
4
1.1384
0.0467
2.6395
0.0103
51.613
0.0364
1.510%
5
1.1353
0.0539
2.5910
0.0103
51.613
0.0436
1.567%

表2.5
序号
嘉兴
桐乡
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
压力初值/MPa
因变值/MPa
1
2.7198
0.0418
0.7546
0.0092
51.613
0.0326
1.511%
2
2.7825
0.0454
0.7716
0.0098
51.613
0.0356
1.519%
3
2.7794
0.0441
0.7721
0.0099
51.613
0.0342
1.503%
综合对比表2.1、表2.2、表2.4和表2.5，在油品介质不同的情况下，首先往上游的衰减率始终是大于往下游的衰减率，同时柴油的衰减率要大于汽油的衰减率。汽油状态下桐乡往嘉兴压力波传递的衰减率约为1.55%，嘉兴往桐乡压力波传递的衰减率约为1.51%。
2、以苏南管线中的镇江站至江阴站作为典型上下游泵站的情况进行研究
将镇江站、江阴站视为上下游站场管段，而常州站视为产生水力瞬变的中间初始点，变化各种运行工况条件，利用常州站的下载调节阀来模拟类似于管道泄漏或挖断等而产生水力瞬变的情况。
1）上游启泵对压力波衰减的影响
当镇江站不启泵时，突然开大常州站下载阀，模拟常州泄漏：
表2.6
序号
镇江
常州
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
因变值/MPa
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
1
1.8400
0.0119
0.9003
0.0363
62.59
0.0244
1.074%
2
1.8413
0.0135
0.8986
0.0369
62.59
0.0234
1.013%
3
1.8616
0.0120
0.9121
0.0361
62.59
0.0241
1.067%

当镇江站启泵时，突然开大常州站下载阀，模拟常州泄漏：
表2.7
序号
镇江
常州
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
因变值/MPa
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
1
6.0183
0.0117
4.4067
0.0400
62.59
0.0283
1.130%
2
6.0148
0.0113
4.4042
0.0415
62.59
0.0302
1.163%
3
6.0138
0.0116
4.3952
0.0391
62.59
0.0275
1.124%

根据表2.6和表2.7对比分析，可知，323mm管径的管道与406mm管径的管道在压力波衰减率上有着较为明显的差异，同时可以得出相应的结论对于上游站场，直接压力波作用会造成泵站通过流量减少。流量减少使泵扬程增加，出站压力上升，两压力变化叠加使出站压力上升值大于因出站流速变化产生的直接瞬变压力上升值，产生附加流动，使得实际出站流量变化幅度会减弱，因而上游站场启泵后的压力衰减率略大于不起泵时的压力衰减率。
2）下游启泵对压力波衰减率的影响
当江阴站不启泵时，突然开大常州站下载阀，模拟常州泄漏：
表2.8
序号
常州
江阴
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
压力初值/MPa
因变值/MPa
1
0.8878
0.0370
0.1765
0.0064
78.29
0.0306
1.056%
2
0.8852
0.0365
0.1773
0.0061
78.29
0.0304
1.064%
3
0.8997
0.0365
0.1805
0.0058
78.29
0.0307
1.074%
当江阴站启泵时，突然开大常州站下载阀，模拟常州泄漏：
表2.9
序号
常州
江阴
管长/km
衰减值
/MPa
衰减率
%/km
压力初值/MPa
自变初始值/MPa
压力初值/MPa
因变值/MPa
1
4.3941
0.0405
2.9328
0.0169
78.29
0.0236
0.744%
2
4.3923
0.0415
2.9317
0.0168
78.29
0.0247
0.760%
3
4.3833
0.0383
2.9325
0.0165
78.29
0.0218
0.727%
根据表2.8和表2.9分析对比，可知对于向下游传播的压力波，到达运行泵站处时，泵站进站压力下降，泵扬程上升，使得出站压力下降幅度有所减缓，出站流量变化同样减弱。因而下游站场启泵后的压力衰减率略小于不起泵时的压力衰减率。
经过查找数据发现管线首站出站压力存在周期性压力变化，无法进行数据的采集分析与比对，只能提供部分的参考意见，而末站调节阀可调节的压力较小，因而首站与末站均不在该方法的数据采集范围之内。
结合全部数据比对结果，通过大量数据采集分析结果，比较各项影响管道压力波衰减率的因素，影响较为直接的即是管道的管径大小，管道内的油流方向、油品种类，启停泵等情况均无较大影响，因此为了便于统一计算，现根据数据采集的总结经验平均值结果得出，在323mm管径的管道中，压力波的衰减率平均约为1.58%/公里，而406mm管径的管道中，压力波的衰减率平均约为0.96%公里。
当管道发生泄漏时,我们最先监测到是上下站压力的变化,根据压力变化时间差，并利用适用于华东管网的汽柴油波速，精确定位泄漏点位置；根据压力变化值，即上述提到的因变值,利用反推法,我们可以很容易计算出泄漏点压力变化值,即自变初始值。计算公式如下：
406管径 自变初始值=因变值+压力波衰减值
压力波衰减值=自变初始值*压力传播距离*压力波衰减率/100
自变初始值=因变值/(1-压力传播距离*0.96%)
323管径 自变初始值=因变值/(1-压力传播距离*1.58%)
由于泄漏点压力分别向上下游传播，因此根据上游压力变化值可以计算得自变初始值，而根据下游压力变化值又可以计算得另一个自变初始值，为了尽可能减少误差，我们采取平均值方法，将两个自变初始值取平均数。
3、漏点能量转换计算
3.1 动量守恒与机械能守恒
动量守恒定律和机械能守恒定律都从牛顿第二定律出发导出，两者都反映了流动流体各运动参数变化规律。流动流体必应同时遵循这两个规律，但在实际应用的场合上却有所不同。
当机械能守恒定律应用于实际流体时，由于流体的黏性导致机械能的耗损，因此在机械能算式中将出现hf项。但是动量守恒定律却不同，它只是将力和动量变化率联系起来，并未涉及能量和能耗问题。因此在实际流体的流动中，当机械能耗损无法确定，机械能衡算式不能有效地应用时，可以试用动量守恒定律确定各运动参数之间的关系。但必须有一前提：控制体内流体所受的作用力能够正确地确定，或者主要的外力可以确定而次要的外力可以忽略。反之，当重要的外力不能确定，而阻力hf却能从其他途径求得，或阻力hf可以忽略，则机械能衡算式可有效地解决问题。但最终均必须借助实验对所得关系式作出校正。
当然，若问题本身要求的是流体对壁面的作用力，则必须使用动量守恒定律。
3.2 漏点动量守恒计算

图3.1 泄漏点示意图
在图3.1所示的管路中，泄漏后管段为分支管路，在漏点a处产生了动量交换，在动量交换过程中造成局部能量损失。
根据能量守恒式,漏点前后两个状态变化瞬间可列出方程:

计算泄漏流速公式中的孔径系数无法精确测得，且系数的大小随孔径大小的变换而变换，影响能量恒算式中泄漏部分的能量计算，因此将对泄漏时的压降计算公式进行修改。
由于泄漏量相比于管道中的流量非常小，所以泄漏点前后的动能损失忽略，主要的能量交换来自于压能的变化。管道中泄漏流失的能量可以表达为。其中为管道内泄漏部分单位质量流体损失的压能，为管道泄漏量相对总量的比。因此为泄漏部分带走的总能。忽略动能变化和后建立等式：
（3-1）
4、泄漏点压降及泄漏量的计算方法
4.1 漏点定位
当发生泄漏后，通过全线压力趋势变化判断漏点所在管段，记录漏点上游站场压力变化时间t1和下游站场压力变化时间t2，若管段总长为l，漏点距离上游站场为l1，漏点距离下游站场为l2。则有：
（4-1）
4.2 漏点压力及压降的计算
泄漏前漏点压力可通过线性方式计算。若上游站场压力为P1，下游站场压力为P2，则泄漏前漏点压力为：

（4-2）
通过第2章节中研究可知，若波的衰减率为n，则漏点压降值为：
（4-3）
4.3 泄漏量的计算
通过第3节中研究可知，泄漏量为：

(4-4)
5、建立泄漏模型
图3.1所示为长输管道发生泄漏时，泄漏点的局部示意图。假设图中，a点为漏点，压力为Pa，泄漏流量为Qa；漏点上游站场压力为P1，流量为Q1；漏点下游站场压力为P2，流量为Q2。
我们以华东管网分输站开下载作为泄漏模型，通过记录开下载时下载站场、上游站场及下游站场的压力、流量变化数据，通过计算复合所研究的泄漏压降及泄漏量的计算公式（4-1）、（4-2）、（4-3）和（4-4）。
5.1 数据采集
由于华东官网的输油管线是一个平衡的水利系统。当发生泄漏或开下载后，会出现瞬间的全线流量差。但随着时间的推移，整个水利系统将自我调节平衡，再次恢复稳态运行。
因此，由图5.1可以看出，上游站场开下载瞬间的压力变化为A-B段，B-C段为下载调节阀调节后整个水力系统平稳过程的缓慢变化过程。同样，开下载瞬间的压力突降，通过压力波传至下游站依然能后清晰的由A'-B'段表现出来。所以，在数据采集时，我们将开下载站场的压力突变A-B段作为“漏点初始压降”，上下游站场A'-B'段作为压力波传至上下游的对应变化段。

图5.1
中间站开下载瞬间全线参数记录于下表中：
表5.1
时间
开下载站场
下载站下载前站外压力
下载站下载后站外压力
下载流量
上游站下载前站外压力
上游站下载后站外压力
下游站下载前站外压力
下游站下载后站外压力
下载站下载前进站流量
下载站下载后进站流量
MPa
MPa
m³/h
MPa
MPa
MPa
MPa
m³/h
m³/h
5月21日
常州
3.81
3.61
56
6.05
5.96
1.95
1.87
580
524
4月21日
常州
4.488
4.162
60
5.701
5.563
2.853
2.778
516
456
3月10日
常州
2.894
2.779
50
4.156
4.101
1.369
1.345
560
510
6月11日
常州
4.345
4.278
45
5.825
5.800
2.480
2.461
605
560
7月11日
常州
2.861
2.786
48
4.297
4.269
1.667
1.639
630
582
7月21日
常州
4.117
3.839
62
5.790
5.678
2.136
2.065
600
538

5.2 计算验证
下载站开下载后站外压力及下载量作为未知量计算，将计算值与实际值比较，以此检验计算公式。
将第一组数据代入（4-3）中计算：
其中镇江至常州段管长62.59Km，常州至江阴段管长78.29Km为已知量。
通过上游计算开下载后下载站站外压力：

通过下游计算开下载后下载站站外压力：

两数平均后得：Pa’=3.60MPa。
将第一组数据及计算的Pa’代入（4-4）中计算：

将第二至第六组数据计算后共同汇总于下表中：
序号
开下载后站外压力计算值MPa
开下载后站外压力实际值MPa
压力
误差
下载流量计算值m³/h
下载流量实际值m³/h
1
3.60
3.61
0.28%
36
56
2
4.164
4.162
0.05%
42
60
3
2.776
2.779
0.11%
25
50
4
4.276
4.278
0.05%
10
45
5
2.770
2.786
0.57%
22
48
6
3.834
3.839
0.13%
47
62

根据计算结果可分析得：
（1） 开下载后站外压力计算值与实际值相差不大。
（2） 下载流量计算值与实际值略有偏差，且都小于实际值。经分析讨论后，认为原因主要是因为理论计算是开下载后瞬间的参数变化，而实际记录值是开下载稳定后的参数变化。刚开下载的瞬间必定造成压力的下降，随着时间的推移上游油源会渐渐补充，导致流量上升，因此实际值会略大于理论计算值。

6、漏点尺寸的大致判断方法
6.1 小孔射流计算法

图 6.1 压力射流
如图3.1所示，管路或容器中流体的压强为P1，其值大于外界大气压P0，流体自壁面小孔流出。设圆管或容器内的流体不断得到补充，P0保持不变。取1-1和a-a截面，应用柏努利方程可得

由于u12《ua2，略去u12/2后可得：
（3-1）
为计算小孔流出时的流量，必须已知流动截面积。流体的截面积是无法确定的，小孔面积却是已知的。因此，工程计算时希望以小孔的平均流速u代替ua，同时考虑流体流动时的能量损失，而引入一校正系数C0(取0.62)，将式3-1写成
（3-2）

6.2 漏点尺寸大小判断
结合先前求得的泄漏量结算公式，即可就得漏点面积：

由于Qa、