往复式压缩机管系减振设计方法研究及应用

发布时间：2017-05-20 06:21

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【摘要】：管道系统是广泛应用于石油化工、化学化工等工业领域的流体输送设备,其设计对装置长周期安全运行影响很大,目前管道设计没有进行相关振动校核,导致试运行期间问题多,由气流脉动、运动的机构力学平衡性能表现不好抑或机组基础的设计不够合理引起的剧烈的管道振动将会给安全生产带来相当严重的危害：使得管路的附件和管道系统的结构发生疲劳损坏；管道保温材料的破损；使得压缩机工况变坏,阀片过早的磨损至损坏；导管的破坏和测量仪器仪表的失真以及控制系统产生误动作；使得噪声污染严重,对工作者的身心健康造成严重不良影响等等。管道系统的强烈振动使得管路的附件在连接部位发生松动甚至破裂,从而造成泄漏,重则甚至引起爆炸。由于管道振动导致的事故灾难有时让人触目惊心。因此对管系振动的研究不仅仅其具有非常重要的理论和现实意义,更能带来显著的经济效益和社会效益。本课题期望改进现行设计方法及流程,在设计阶段引入振动设计,为管道设计提供支持。本文简要介绍振动相关力学知识,分析列出了管道振动危害以提高人们对管道防振设计的认识,并给出了减振、消振的常用措施；依据API618标准,提出防振设计方法和流程及防振设计准则,以为设计者提供可能的参考；基于有限元软件ANSYS对管道进行模态分析、谐响应分析及声学分析,得出了相应的分析结果,并根据模型模拟分析的结果总结出相应结论,从而可以对管道设计或管道设计修改提出建设性意见和建议。
【关键词】：管系 减振 有限元法
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 选题的背景和意义10
• 1.2 管道系统振动的研究10-13
• 1.2.1 理论方面的探索研究11-12
• 1.2.2 工程实际应用研究12-13
• 1.3 管道振动的减振技术13-22
• 1.3.1 振源分析13-15
• 1.3.2 振动危害分析15
• 1.3.3 防振及减振措施15-22
• 1.4 小结22-23
• 1.5 本文的主要工作23-26
• 第二章 管道振动分析方法及理论26-36
• 2.1 概述26
• 2.2 管道振动方程26-27
• 2.3 管道系统结构的模态分析27-29
• 2.3.1 概述27
• 2.3.2 管系结构固有频率及振型方程的建立27-28
• 2.3.3 模态分析步骤28-29
• 2.4 管系结构的谐响应分析29
• 2.4.1 概述29
• 2.4.2 谐响应分析的一般步骤29
• 2.5 有限元法计算气柱固有频率29-33
• 2.5.1 概述29-30
• 2.5.2 管道系统气柱有限元方程的建立30-31
• 2.5.3 三种边界条件及其处理31-33
• 2.6 小结33-36
• 第三章 管道防振设计方法和准则36-48
• 3.1 设计方法36-41
• 3.1.1 概述36
• 3.1.2 设计方法及流程36-41
• 3.2 设计方法的选择41
• 3.3 管道振动设计准则41-45
• 3.4 其他准则45-46
• 3.4.1 最大许用压力降45-46
• 3.4.2 分离裕度46
• 3.5 小结46-48
• 第四章 基于ANSYS的管道系统结构振动的有限元分析48-62
• 4.1 概述48
• 4.2 管道系统结构的模态分析实例48-52
• 4.2.1 概述48-49
• 4.2.2 管系结构固有频率的计算49-52
• 4.3 管系结构的谐响应分析实例52-57
• 4.3.1 基于4.2模态分析进行的谐响应分析52-57
• 4.4 基于ANSYS的简单管道的声学分析57-60
• 4.4.1 气柱固有频率的计算57-60
• 4.4.2 结果讨论60
• 4.5 小结60-62
• 第五章 实例分析62-82
• 5.1 概述62
• 5.2 模型模拟分析62-65
• 5.3 新氢压缩机K101的振动测试65-74
• 5.4 消减振动整改措施74-76
• 5.5 整改效果76-80
• 5.6 小结80-82
• 第六章 结论与展望82-84
• 6.1 结论82
• 6.2 展望82-84
• 参考文献84-86
• 致谢86-88
• 作者与导师简介88-90
• 研究生学位论文答辩委员会决议书90-91

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 苏永升;王恒杰;曹利军;;应用CFD消除气流脉动[J];华东理工大学学报(自然科学版);2006年04期

2 刘秀林;;往复式压缩机工艺管道的布置及防振措施[J];石油工程建设;2009年02期

3 姜文全;杨帆;王茂廷;王莲;;基于ANSYS的往复式压缩机管系气柱固有频率计算[J];压缩机技术;2008年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 薛玮飞;往复式压缩机出口管系振动及减振的研究[D];福州大学;2003年

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本文编号：380851