(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111423531.8 (22)申请日 2021.11.26 (71)申请人 北京市燃气集团有限责任公司 地址 100035 北京市西城区西直门南小街 22号 (72)发明人 车明　方媛媛　白丽萍　于燕平　 雷素敏　袁理想　王佩广　周凡　 (74)专利代理 机构 北京天方智力知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11719 代理人 张廷利 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/14(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 城镇燃气管道沿线任意点的燃气温度的估 算方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种城镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度的估算方法及装置， 该方法包括： 基于城镇燃气管道内燃气与其周围环境的换热 物理模型， 建立城镇燃气管道内燃气与其周围环 境的热平衡方程； 所述热平衡方程经积分处理及 嵌入理想气体状态方程， 得到燃气温度估算基本 公式； 对所述燃气温度估算基本公式进行变形， 得到总传热系数的计算公式； 获取已知长度的城 镇燃气管道的测量数据， 采用反算法计算总传热 系数； 获取目标城镇燃气管道的基本数据， 将所 述目标城镇燃气管道的基本数据以及所述总传 热系数分别输入 所述燃气温度估算基本公式， 计 算所述目标城镇燃气管道沿线任意点的燃气温 度。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114329894 A 2022.04.12 CN 114329894 A 1.一种城镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度的估算方法， 其特 征在于， 包括： 基于城镇燃气管道内燃气与其周围环境的换热物 理模型， 建立城镇燃气管道内燃气与 其周围环境的热平衡方程； 所述热平衡方程经积分处 理及嵌入理想气体 状态方程， 得到 燃气温度估算基本公式； 对所述燃气温度估算基本公式进行变形， 得到总传热系数的计算公式； 获取已知长度的城镇燃气管道的测量数据， 采用反算法计算总传热系数； 获取目标城镇燃气管道的基本数据， 将所述目标城镇燃气管道的基本数据以及所述总 传热系数分别输入所述燃气温度估算基本公式， 计算所述目标城镇燃气管道沿线任意点的 燃气温度。 2.根据权利要求1所述的城镇燃气管道沿线任意点的燃气温度的估算方法， 其特征在 于， 所述建立城镇燃气管道内燃气与其周围环境的热平衡方程的步骤， 包括： 获取单位长度内城镇燃气管道内燃气温度变化； 计算该段城镇燃气管道内燃气与其周围环境的换热量以及该段城镇燃气管道内燃气 内能的变化 量； 基于燃气 温度变化和换热量与燃气内能的变化量的关系， 建立城镇燃气管道内燃气与 其周围环境的热平衡方程。 3.根据权利要求2所述的城镇燃气管道沿线任意点的燃气温度的估算方法， 其特征在 于， 所述热平衡方程 为： KπD(t0‑t)dl＝Gcdt 其中， K为总传热系数， W/(m2.K)； D为管道直径， m； t为燃气温度， ℃； t0为周围环境温度， ℃； G为燃气质量 流量， kg/s； c为燃气定 压比热， J/(kg.K)。 4.根据权利要求1所述的城镇燃气管道沿线任意点的燃气温度的估算方法， 其特征在 于， 所述燃气温度估算基本公式为： 其中， K为总传热系数， W/(m2.K)； D为城镇燃气管道直径， m； t为城镇燃气管道沿线任意 点燃气温度， ℃； t0为城镇燃气管道周围环境温度， ℃； P为燃气压力， MPa； L为燃气管道计算 段起点至沿线任意点的长度， m； Q为燃气工况体积流量， m3/h； t1为城镇燃气管道计 算段起点 的燃气温度， ℃。 5.根据权利要求1所述的城镇燃气管道沿线任意点的燃气温度的估算方法， 其特征在 于， 所述总传热系数的计算公式为： 其中， K为总传热系数， W/(m2.K)； P为燃气压力， MPa； Q为燃气工况体积流量， m3/h； D为城 镇燃气管道直径， m； L为燃气 管道计算段起点至沿线任意点的长度， t0为周围环境温度， ℃； t1为城镇燃气管道计算段起点的燃气温度， ℃； tL为管道长度为L的燃气管道内燃气温度， ℃； 。 6.根据权利要求5所述的城镇燃气管道沿线任意点的燃气温度的估算方法， 其特征在 于， 所述采用反算法计算总传热系数的步骤， 包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114329894 A 2获取已知长度的城镇燃气管道的测量数据， 所述测量数据包括已知长度的城镇燃气管 道内燃气温度； 将所述已知长度的城镇燃气管道内燃气 温度输入所述总传热系数的计算公式， 计算得 到总传热系数。 7.根据权利要求1所述的城镇燃气管道沿线任意点的燃气温度的估算方法， 其特征在 于， 所述计算所述目标城镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度的步骤， 包括： 获取目标城镇燃气管道的基本数据， 所述基本数据包括所述目标城镇燃气管道直径、 所述目标城镇燃气管道内燃气压力、 所述 目标城镇燃气管道内燃气工况体积流量、 所述 目 标城镇燃气管道起点燃气温度、 所述目标城镇燃气管道沿线长度以及所述目标城镇燃气管 道周围环境温度； 将所述目标城镇燃气管道直径、 所述目标城镇燃气管道内燃气压力、 所述目标城镇燃 气管道内燃气工况体积流量、 所述 目标城镇燃气管道起点燃气温度、 所述 目标城镇燃气管 道沿线长度、 所述目标城镇燃气管道周围环境温度以及所述总传热系数分别输入所述燃气 温度估算基本公式， 计算所述目标城镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度。 8.一种城镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度的估算装置， 其特 征在于， 包括： 热平衡方程构建模块， 用于基于城镇燃气管道内燃气与其周围环境的换热物理模型， 建立城镇燃气管道内燃气与其周围环境的热平衡方程； 基本公式整理模块， 用于将所述热平衡方程经积分处理及嵌入理想气体状态方程， 得 到燃气温度估算基本公式； 总传热系数计算模块， 用于对所述燃气温度估算基本公式进行变形， 得到总传热系数 的计算公式； 获取已知长度的城镇燃气管道的测量数据， 采用反算法计算总传热系数； 燃气温度估算模块， 用于获取目标城镇燃气管道的基本数据， 将所述目标城镇燃气管 道的基本数据以及所述总传热系数分别输入所述燃气温度估算基本公式， 计算所述目标城 镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度。 9.一种城镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度的估算设备， 其特 征在于， 包括： 存储器， 用于存 储计算机程序； 处理器， 用于执行所述存储器存储的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述城 镇燃气管道沿线任意 点的燃气温度的估算方法的步骤。 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上存储有计算机 程序， 所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求 1至7任一项 所述城镇燃气管道沿线 任意点的燃气温度的估算方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114329894 A 3