往复压缩机管道振动特性及安全评定研究

发布时间：2020-04-21 19:16

【摘要】： 往复压缩机管道作为输气设备广泛应用于石油、化工等行业中。由气流脉动所激发的管道振动,对整个管道系统的安全运行具有巨大威胁。因此研究往复压缩机管道的振动特性及其安全性,对提高往复压缩机运行的安全性和经济性具有重要的理论意义和现实意义。本文利用声电模拟的方法,对往复压缩机管道振动特性(固有频率、气流脉动)及管道振动的安全评定进行研究,为往复压缩机管道系统的设计及管路的改造提供一些科学依据。 介绍了往复压缩机复杂管路气柱固有频率和气流脉动的理论计算方法及声电模拟的基本原理;分析了气流运动微分方程与交流串联电路微分方程的特点;推导了电路元件的等价微分方程;并结合声电模拟原理,建立了管单元、容腔单元、支管单元及并联管道单元的等效电路。 利用MATLAB/SIMULINK软件,对往复压缩机管道的气柱系统进行了电路仿真,计算出了气柱的各阶固有频率;与传递矩阵法的计算结果进行了比较,得到了微元长度与固有频率计算精度的关系曲线;并利用同样的方法,对几何形状复杂的往复压缩机管系的气柱固有频率进行了计算和验证。 利用MATLAB/SIMULINK软件,计算了往复压缩机管道内气流压力脉动值,并与理论计算结果进行了对比,验证了声电模拟法计算往复压缩机管道气流脉动的准确性;并在此基础上分析了缓冲罐设置位置对气流脉动消减情况的影响。 利用声电模拟法对某往复压缩机管道振动特性进行了分析;同时结合美国API-618标准对分析结果进行了振动安全评定。根据评定结果,提出了改进措施,并重新计算了气流的脉动压力、评价了其压力不均匀度。最终评定结果,证明了声电模拟法研究往复压缩机管道系统振动特性的方便性和有效性。
【图文】：

图 2-1 分支管道Fig2-1 Branch Pipeline分支管道，，主管道阻抗就会发生突然变化，一部波。一部分继续沿主管道向右传播，形成透射波用有*tip 表示入射波，则有：* * j( )1t Kxtip A eω = 射波：* * j( )1t Kxtrp B eω += 射波：* * j( )2t KxtTp A eω = 分支传播的波：

图 2-2 闭端-开端管道简图Fig2-2 Closed-Outset Pipeline Sketch柱固有频率方程为：cos l0cω= 为：4icf il= …。x 等于气柱固有频率时，气柱处于共振状态，于4excf il= cl i=
【学位授予单位】：中国石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH45

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本文编号：2635634