往复式压缩机管路系统振动分析

发布时间：2017-09-30 08:33

  本文关键词：往复式压缩机管路系统振动分析

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【摘要】：往复式压缩机是石化工业中的重要机械设备,其管路系统的振动直接影响到设备的功能和安全。造成往复式压缩机管路系统振动的载荷主要有管路内气流的脉动压力对管路造成的谐波载荷、设备动不平衡载荷及地震载荷。本论文在某压缩机出口搭建管路试验系统,对其进行静力分析和动力分析；通过在管路系统中添加支架和缓冲罐来进行管路系统的减振研究,并对比分析各减振方法的优劣；对某供气系统中管路进行柔性分析,探究地震载荷工况下管路的柔性与其可传递的振动量之间的关系。论文对以下问题进行分析研究并得到结论如下：(1)应用CAESARII软件对压缩机管路试验系统进行了静力分析和动力分析,并对管道进行了疲劳应力分析和强度评定。将试验管路实际振动量的测量结果与软件的模拟结果进行对比,发现两者吻合较好,从而验证了本论文所采用的模拟分析方法是合理的,结果是可信的。(2)研究了在管路系统中添加支架或缓冲罐的减振效果,发现在不考虑温度影响的情况下,添加管路支架可以改变管系的固有频率并使其避开压缩机激振频率的共振频率范围；管路中添加支架还可以减小其振动位移和降低动态疲劳应力。根据避开共振区准则可以得出支架安装位置的最优方案。添加缓冲罐可以改变管路气柱的模态并使管路气柱共振频率避开压缩机激振频率的共振频率范围,并且添加缓冲罐可以有效减小压力脉动,降低管路激振力,极大程度地降低管路振动水平。本文分析发现对于往复式压缩机管路减振,添加缓冲罐方案优于添加支架方案,在进行往复式压缩机管路设计时,压力脉动值当放在首位考虑。(3)利用CAESARII分析得出某配气台不同形状的后接管路的相对柔性系数,并对配气台和其后接管路进行了地震载荷下的振动试验。由试验结果发现,相比高频随机鉴定级振动试验,低频正弦鉴定级试验中,管子传递给配气台的振动量级较小,且试验中主要用其测试配气台的固有频率。因此,整个试验将随机鉴定级的振动试验环境作为考核整体配气台及后接管路抗振能力的主要振源环境。由管路柔性系数和试验数据分析可得,在高频随机鉴定级试验中,振动量级的传递值跟管子的柔性大致成反比关系,管子柔性越高,由地面架体产生的振动量经管子传至到配气台的振动量越小,通过分析可以得出该配气台不同通径的后接管对应的可选择的最优管路形状。
【关键词】：往复式压缩机管路系统 支架与缓冲罐减振 管路疲劳应力分析 地震载荷
【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5-7
• ABSTRACT7-18
• 第一章 绪论18-26
• 1.1 课题来源及研究目的和意义18
• 1.2 往复压缩机管路振动概述18-21
• 1.2.1 往复式压缩机管路振动原因18-19
• 1.2.2 往复式压缩机管路共振机理介绍19-21
• 1.3 往复压缩机管路系统减振技术概述21-24
• 1.3.1 往复式压缩机管道系统常用减振方法21-22
• 1.3.2 往复压缩机管路系统减振技术研究进展22-24
• 1.4 本课题的研究内容24-26
• 第二章 往复式压缩机管路振动研究26-54
• 2.1 往复式压缩机管路试验系统26-27
• 2.2 往复式压缩机管路系统振动分析方法27-31
• 2.2.1 往复式压缩机工作机理28-30
• 2.2.2 试验管路振动分析方法30-31
• 2.3 往复式压缩机管路系统气柱声学模拟31-39
• 2.3.1 管路气柱模态分析31-35
• 2.3.2 往复式压缩机气流脉动分析35-38
• 2.3.3 往复压缩机管路弯头激振力计算38-39
• 2.4 往复压缩机管路系统静力分析39-43
• 2.4.1 CAESAR Ⅱ管道应力分析理论39-41
• 2.4.2 试验管路系统静应力分析41-43
• 2.5 往复式压缩机管路系统动力分析43-52
• 2.5.1 管路动力分析内容43
• 2.5.2 往复式压缩机管道振动理论研究43-45
• 2.5.3 试验管路系统的模态分析45-47
• 2.5.4 试验管路系统的疲劳应力分析47-48
• 2.5.6 试验管路试验结果与模拟结果对比48-52
• 2.5.7 试验结果与模拟结果误差分析52
• 2.6 本章小结52-54
• 第三章 往复式压缩机管路系统减振方案研究54-70
• 3.1 添加支架减振54-61
• 3.1.1 模态分析法确定支架安装位置54-55
• 3.1.2 试验管系A方案减振管路模态及疲劳分析55-57
• 3.1.3 试验管路B方案减振模态及疲劳应力分析57-60
• 3.1.4 A方案与B方案对比研究60-61
• 3.2 添加缓冲罐减振61-66
• 3.2.1 添加缓冲罐管路气柱模态分析61-65
• 3.2.2 添加缓冲罐管路气柱压力脉动分析65-66
• 3.2.3 添加缓冲罐管路弯头激振力计算66
• 3.3 添加支架与添加缓冲罐在管路减振方面的对比研究66-68
• 3.3.1 各减振方案优劣66-67
• 3.3.2 各减振方案管系振幅和速度对比67-68
• 3.4 本章小结68-70
• 第四章 地震工况下管路振动试验70-82
• 4.1 往复式压缩机供气系统70-71
• 4.1.1 供气系统介绍70-71
• 4.1.2 配气台和研究管段结构图71
• 4.2 研究管段柔性分析71-75
• 4.2.1 试验管段概述71-73
• 4.2.2 试验管段柔性系数计算73-75
• 4.3 振动试验条件及隔振器工作原理75-77
• 4.3.1 振动试验条件75-76
• 4.3.2 隔振器工作原理概述76-77
• 4.4 试验数据分析77-80
• 4.5 本章小结80-82
• 第五章 结论与建议82-84
• 5.1 结论82-83
• 5.2 对后续研究的建议83-84
• 参考文献84-86
• 致谢86-88
• 研究成果及发表的学术论文88-90
• 作者和导师简介90-91
• 附件91-92

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 史江枫;潘丽华;;二氧化碳压缩机管路振动分析及减振措施[J];安徽化工;2011年01期

2 孙学军;赵树炳;程晖;;内压对管道系统柔性分析的影响[J];管道技术与设备;2015年01期

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本文编号：947192