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1、2011年2011第3期PipelineTechniqueandEquipmentNo3管道振动的减振方案及工程应用11,211赵子琴,李树勋,徐登伟,吴寿敬(1.兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州730050;2.机械工业泵及特殊阀门工程研究中心,甘肃兰州730050)摘要:流体压力脉动和管壁结构作用产生剧烈的管道振动,严重影响设备安全运行。针对该问题,通过对管道振动数学模型及引起振动的流固耦合理论进行研究,重点从管道结构和流体系统两方面对管道产生振动的原因进行了分析,提出
2、了在结构系统、液压冲击、气流脉动等方面消减振动的有效措施。介绍了治理压缩机管道振动的工程实例,结果表明其措施有效。最后,总结了为了控制管道振动,今后应重点发展的方向和重视的问题。关键词:管道系统;流固耦合;管道振动;气流脉动;减振措施中图分类号:TQ055文献标识码:A文章编号:1004-9614(2011)03-0054-03DampingProgramofPipelineVibrationandEngineeringApplication11,211ZHAOZiqin,LIShuxu
3、n,XUDengwei,WUShoujing(1.CollegeofPetrochemicalTechnology,LanzhouUniversityofTechnology,Lanzhou730050,China;2.EngineeringTechnologyResearchCenterforMachineryIndustrialPumpandSpecialValve,Lanzhou730050,China)Abstract:Thestrongvibrationsarecausedbyflui
4、dpressureandthepipelinestructureinpipelinesystemsandseriouslyaffecttheoperationalsafetyofequipment.Basedonthisproblem,byusingpipelinesystemvibrationmodelandresearchingthefluidstructurecoupletheoryofpipelinevibration,thepapermakesadetailedanalysisoft
5、hecausefromthepipelinestructureandfluidsystem.Thencontrolmeasuresarebroughtforwardfromthestructuralsystems,hydraulicimpactandgaspulsation.Itintroducesagovernanceengineeringoncompressorpipelinevibration,withtheresultstoshowthatthemeasuresareeffective.I
6、ntheend,thedevelopmentpriorityandproblemsthatneedtobeemphasizedinfutureforcontrolmeasuresaresummarized.Keywords:pipelinesystems;fluidstructureinteraction;pipelinevibration;gaspulsation;dampingmeasures0引言机械结构系统;与管道系统相对应的流体系统。两大管道广泛应用于电力、石油等行业,若管道长期系统流
7、固耦合的复杂作用是管道振动的主要原因。振动,会产生疲劳破坏,对设备的安全和寿命有影响,此外,管道还受到地震、风力或其他瞬时冲击力的作[5]据不完全统计,全世界每年因管道振动而造成的经济用,同时管道也会发生复杂的振动。用图2表示管[1-2]损失高达数百亿美元。在国内,这类事故也造成道系统振动的激振力源及流固耦合关系。[3]了巨大的损失。11管道结构系统1管道振动产生的原因管道系统中某些设备设计不当或设备运动机构管道振动实质是管道和与之相连的附属设备、装的动力平衡性差等都能够引起振动。当外界非流体
8、置以及支承架构成的结构系统,在复杂空间激振力系激振力激发的频率与管道或辅助设备的某阶固有频[4]下随时间而变化的问题。把激振力看成对于管道率相等或相近时,管道将发生强烈的机械共振。的激发信号,管道产生的振动看成是管道对于激发信12流体系统号的响应,可用图1表示管道在激振力的作用下引起121液压冲击受迫振动的数学模型。液压冲击使管壁的应力增加数倍,管道产生严重的振动。高压力降在液流管道中产生气液两相的空化现象,空化气泡破裂时产生巨大的冲击力,使管道图1管道振
