往复式压缩机管线气流脉动的研究

发布时间：2017-03-20 08:03

  本文关键词：往复式压缩机管线气流脉动的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：压缩机管线振动的原因有：(1)压缩机在基础设计存在问题,动力不平衡引发得振动。(2)气流脉动引发的强迫振动。(3)气阀的启闭引发管线系统固有频率相近的管线系统的共振。(4)气柱共振。工程中常见的是第(2)(3)种原因引发的振动。本文推导了平面波动方程,对简单管道和复杂管道系统进行了气柱共振分析和压力脉动分析,得到了气柱固有频率、共振管长计算公式以及压力脉动计算方法。以某压缩机管线振动问题的实际工程案例为背景进行分析,通过现场测试发现压缩机管线振动严重超标,利用CAESARII软件对该工程实例建立模型,计算出管线的固有频率,和各个阶次频率下的振型图。从而分析管线的振动原因,找出主要的振动管线位置。在软件模型上设计出前期的改进方案,即在管线上的关键位置增加支架改变其固有频率,解决了管线的机械共振问题；利用BENTLEY PULS软件对压缩机进出口管线进行压力脉动分析,改变压缩机进出口管线的布置,减少压缩机进出口的弯头,改成直管,增大压缩机进出口的缓冲罐容积,较好地解决了压缩机本体的振动。并且该方案应用于实际整改之后,该压缩机管线振动问题的实际工程在开车运行后振动得到了非常好的消减,通过现场测试发现压缩机管线的振动符合相关标准。设计并且搭建了压缩机复杂管线的振动实验平台,通过该平台完成了一系列的实验研究。对缓冲罐的前后管线进行了压力脉动测试研究,并且将实验结果和PULS软件的缓冲罐前后的气流脉动计算值进行了比较,符合情况较好,结论验证了PULS计算模型和计算方法的正确性,为PULS应用于解决气流脉动实际工程问题提供了实验支撑,说明采用软件PULS建模分析气流脉动实际工程问题是可靠的。对孔板降低压力脉动的作用进行了研究,发现压力下降的百分比在满足孔板的选取原则的条件下,一般孔板的孔径比最佳的选择区间在0.5到0.6之间,对气流的压力脉动的消减作用最好。研究了当管线内压力一定,流量改变时,随着流量的增加,不同孔径比的孔板对压力脉动的消减作用没有表现出规律性的变化；或者当管线内流量一定,压力改变时,随着压力增加的,不同孔径比的孔板对压力脉动的消减作用没有表现出规律性的变化；而孔径比为0.45、0.5的孔板在对压力脉动的消减百分比基本上保持在70%上下。对孔板的厚度对气流脉动的消减规律进行实验研究,得出厚度不同的孔板都可以消减气流的压力脉动,但是厚度为8mm和20mm的孔板作用比较好。对孔板的内角对气流脉动的消减规律进行实验研究,建议使用20度的正内角孔板最好。
【关键词】：压缩机 气流脉动 孔板 缓冲罐 BENTLEY PULS
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-18
• 第一章 绪论18-30
• 1.1 研究背景与意义18-19
• 1.2 国内研究现状19-21
• 1.3 国外研究现状21-29
• 1.4 本文主要研究的工作内容29-30
• 第二章 气流脉动基本理论30-56
• 2.1 平面波动理论30-34
• 2.2 一维非定常气流方程34-36
• 2.3 简单管道气柱分析36-42
• 2.3.1 等截面管的转移矩阵36-38
• 2.3.2 简单管道的气柱固有频率38-39
• 2.3.3 简单管道的共振管长39-42
• 2.4 复杂管道系统的气柱固有频率42-46
• 2.5 气流的压力脉动计算46-52
• 2.5.1 压力不均匀度46-47
• 2.5.2 简单管道压力脉动的计算47-48
• 2.5.3 复杂管道压力脉动的计算48-52
• 2.6 气流脉动许用标准52-54
• 2.7 本章小结54-56
• 第三章 压缩机管线振动案例分析56-88
• 3.1 工程案例的基本情况介绍56-57
• 3.2 往复式压缩机激振频率57-58
• 3.3 增压机管线动力分析58-66
• 3.3.1 建立模型58-59
• 3.3.2 管线固有频率分析59-66
• 3.4 压力脉动分析66-79
• 3.4.1 压缩机吸气口管系模型66-69
• 3.4.2 压缩机吸气口管系压力脉动和气柱固有频率计算69-73
• 3.4.3 压缩机排气口管系模型73-75
• 3.4.4 压缩机排气口管系压力脉动和气柱固有频率计算75-79
• 3.5 压缩机管线振动控制方案79-86
• 3.5.1 压缩机管线振动原因79
• 3.5.2 机械共振解决方案79-81
• 3.5.3 压缩机吸气口管线振动解决方案81-84
• 3.5.4 压缩机排气口管线振动解决方案84-86
• 3.6 本章小结86-88
• 第四章 气流脉动实验研究88-126
• 4.1 实验机理介绍88
• 4.2 振动实验平台搭建88-90
• 4.3 往复式压缩机系统90-96
• 4.4 硬件测试系统96-100
• 4.5 软件测试系统100-101
• 4.6 PULS计算缓冲罐气流脉动与实验值比较101-112
• 4.6.1 PULS计算缓冲罐A1、A2压力脉动101-103
• 4.6.2 PULS计算缓冲罐B1、B2压力脉动103-105
• 4.6.3 PULS计算缓冲罐C1、C2压力脉动105-107
• 4.6.4 缓冲罐前后压力脉动实验测试值107-111
• 4.6.5 计算值与实验值的比较111-112
• 4.7 孔板对气流脉动消减的研究112-124
• 4.7.1 孔板的孔径比对气流脉动的消减113-120
• 4.7.2 孔板的厚度对气流脉动的消减120-121
• 4.7.3 孔板的内角对气流脉动的消减121-124
• 4.8 本章小结124-126
• 第五章 结论与展望126-128
• 5.1 本文工作总结及结论126-127
• 5.2 课题的未来展望127-128
• 参考文献128-130
• 致谢130-131
• 研究成果及所发表的学术论文131-132
• 作者和导师简介132-133
• 附件133-134

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘英男;单鲁维;蒋林滔;;撬装往复压缩机的振动分析[J];化工机械;2015年01期

2 郭景宏;苏景武;王芝杰;;往复压缩机管道系统振动计算方法的研究[J];化工机械;2014年03期

3 韩文龙;韩省亮;宋辉辉;;往复压缩机管道系统气柱固有频率研究[J];压缩机技术;2013年03期

4 董立新;陈军;沈磊;张旭;胡志毅;;往复压缩机工艺管道振动分析及消减措施[J];压缩机技术;2012年05期

5 孙树福;郭文涛;;往复机气流脉动和管线振动的分析与控制技术[J];压缩机技术;2011年06期

6 张士永;马静;;往复压缩机气流脉动及管道振动分析[J];压缩机技术;2011年01期

7 韩省亮;张明益;陈朝晖;蒋东辉;黄宏俊;毛仲强;祁顺仁;;压缩机管道振动的控制标准[J];压缩机技术;2010年02期

8 徐斌;冯全科;余小玲;;往复压缩机级间管路的振动研究[J];压缩机技术;2010年01期

9 徐斌;余小玲;冯全科;;活塞压缩机管道气流脉动修正模型的建立及实验验证[J];压缩机技术;2009年05期

10 徐斌;冯全科;余小玲;;往复压缩机级间管路气流脉动研究[J];压缩机技术;2009年03期

  本文关键词：往复式压缩机管线气流脉动的研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：257415