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1、煤气与热力年!月管道减振设计技术杜志伟张总治∀上海化工设计院,上海#∃∃∃%&。,提要本文主要∋(述管道减振设计技术方法从管道振动的危害性出发进行振动、,,原因的分析理论分析和计算提出了解决管道振动的具体措施和控制的标准并。通过减振的实例加以说明关,键词管道减振技术配管设计∗∀,&增加额外功率和噪声%&,)引言∀振动引起机组疲劳破坏降低整∗个装置使用寿命,、随着工业的发展管道的地位越来越重∀!&强烈的管道振动会使管道结构。,,要生产装置中所发生的事故大部分是管道管道附件产生疲劳破坏轻则造成泄漏重引,、。起的其原因在于对管道缺乏严格的力学则
2、破裂而引起爆炸燃烧等严重事故,计算对重要管道根本不考虑各种不利因,、。素如地震意想不到的外力瞬时冲击等#理论计算、柔所以管道的静力分析和管道动态分析度。,问题与设备同等重要如配管设计不好就#门振动原因分析,、、,会存在事故隐患特别对高温高压大口以压缩机机组和管道振动为例引起管−径又严重振动的重要管道要予以高度的重道振动的主要原因有下述三点。视∀&机器动力平衡性能差或基础设计、、石油电站等行业的生产装置中∗化工不当,、管网密布由于高温高压管道内介质周期∀#&管道内气流脉动∗、,性和间歇性气流脉动水击等引起的管道振∀+&管道内流体流速过快湍流边界,。
3、,。动从而造成许多危害性层分离而产生涡流引起振动,∀&严重的管道振动会给人们带来恐压缩机基础设计属结构专业问题已有,。,惧感和不安全感致使生产装置有时不能正相当成熟的措施边界层分离引起的振动。常运转∗一般可按规范选用适当低的流速加以克服,∀#&引起基础和绝热材料龟裂∗对往复式压缩机来说气流脉动是必然存在、,,∀+&引起控制仪表气阀工况变坏和的管道振动是不可避免的如何控制气流,,∗脉动使它处于容许值的范围之内是解决失灵∀&,。降低压缩机效率管道振动的根本办法第卷第期煤气与热力(##理论分析和计算式中−./为平均压力,#(#(。。二—气柱振动系统
4、的动力特性计算.最高压力∗∀&。—。气柱固有频率计算.‘最低压力,—,在往复式压缩机的管道系统中靠近压气流脉动在截面变化处会产生脉动,,“,缩机的一端由于往复式压缩机周期性间歇力以∃弯头为例∀见图&沿对角线,−性地吸气和排气气柱受到一个持久的周期弯头受力的合力0为,性的激发作用在这个激发作用下产生受迫,振动受迫振动的结果是使管道内的气体压,呈现脉动状态,力上下起伏这一气体压力,,脉动在管道转弯处或截面变化处转化为,。激振力激发管道作机械振动对于不同的,。激发气柱系统作出的响应是不同的当激,系发力的频率与气柱固有频率之一相同时,。统会产生强烈的
5、响应这就是共振现象−激发频率计算1111124‘激‘3,器图。02#∀.89.&:,:;56,−,52,式中5作用数单作用双作用““—<.8:,:;56,9<.:;:;56,52#∗2089=,。6转7分压缩机主轴转速0。为。,—,其中平均压力.引起的静力而对于复杂管系则具有多个气柱固有频,=为与时间相关的脉动力它是引起管道振,率要做到任何一阶频率都不与激发频率重。,,、动的激振力为了估算这个激振力的大小合是很困难的通常要避免一阶二阶或更−,,以,#循环机排气管为例管内径%,>>高一些阶次的共振以便将振动控制在一定?≅。“,。,平均压力为+
6、#Α7>计算出的压力不均的允许范围内因此为避免气柱共振需要(%#Β,则相应的脉−。匀度为#∃动压力振幅为进行气柱固有频率的计算82:((.2工乙.。#。%#:+#2++复杂管系总是由为数不多的管道及其他李艺,因此将一个复杂管系分解成管道元件组成Χ“?≅Α7>和其他元件,,由始端向末采用转移矩阵法−则激振力振幅为,,即端归结来求得满足边界条件的频率值((一“。兀。=2#.,;56,2#:++Δ一Δ气柱固有频率∀#&气流脉动值计算。#了万(%,火2,,++?≅Α当气流处于脉动状态时,管内一定位置#,的气体就会在平均压力值附近上下波动用,这样可观的
7、力作用在管道上随着时间,%表示压力不均匀的程度∀气流脉动值&,作周期性变化使管道产生强烈的机械振−。它的表达式如下动((###管道结构振动系统的动力特性计算二二卫竺兰一‘二些业)己∀Β&。尸/管道系统是一个连续的弹性结构系统标准分享网www.bzfxw.com免费下载煤气与热力年!月它,在管内脉动流体的激发下产生相应的机,,械振动在设计压缩机管道系统时除计算,管内气柱固有频率和压力脉动值外还必须扛勺妇对管系的结构固有频率和机械振动响应进行,只有这样才能预计管系在工作分析和计算一一,。时的振动情况判断管系的安全可靠程度,显著∀ϑ&的消振效果比∀
8、Ι&提高,Η#∃,Κ&的消振效果比∀ϑ&提高Β∀#ΗΙ+解决管道振动的具体措施。倍+&+(消减气流脉动∀用集管器消减气
