近年来,管道运输已经成为流体输送的主要方式,通过长距离输油管道实现油品的运输已经占据市场的主要地位。经过长时间运行的管道,会出现一系列的问题,例如石蜡结垢,微生物腐蚀,阀门失灵等,这些都会造成管道的堵塞。管道堵塞会影响管道的正常工作状态,严重时会发生管道漏失,甚至会引起管道的爆裂。油品的漏失不仅污染环境,也造成了资源的浪费,管道爆裂也威胁着人民生命财产的安全。此外,管道堵塞还会破坏油品的品质。因此,寻找一种准确获得堵塞位置以及堵塞量级的方法刻不容缓。本课题应用流体自由振荡理论,针对输油管道中堵塞问题进行研究,根据输油管道的特点,建立了适合于管道堵塞检测的数学模型,分别以末端水箱水位变化、瞬间关阀两种方式作为激励,对输油管道的激励-响应特性曲线进行分析,继而对管道堵塞进行检测,即堵塞点及堵塞量的定位及定量分析。在应用流体自由振荡理论中,提出带有堵塞点位置的输油管道流体运动水击控制方程,引入迪拉克函数,并且将方程进行无因次化及线性化表示。然后在固定的边界条件下,获得方程的解析解,并用傅立叶级数的方式表示出来。最后对方程的解析解进行傅立叶级数分析,得到在不同的周期下每个单独组成成分谐波的振幅,根据各不同谐波在不同周期下的振幅便可得知各谐波的堵塞衰减参数,堵塞位置可以通过两个单独组成成分谐波的比值确定,而堵塞量级的大小可以通过各单独组成成分谐波的堵塞衰减参数值准确确定。利用管道系统实验台,用不完全开启的阀门代替管道堵塞,模拟瞬间关阀时管道内任意点的压力响应特性。对实验数据进行处理分析,验证了本课题提出的堵塞检测方法的正确性。本文将流体自由振动理论与有压瞬变流理论相结合,结合傅立叶级数分析,利用堵塞衰减参数检测输油管道的堵塞状况,对管道堵塞位置及堵塞量级的检测具有较高的准确性。该方法实际应用范围广泛、计算耗时少,将其应用于实际输油管道的堵塞检测中,具有较强的实际应用价值。