往复式压缩机出口管系振动及减振的研究
发布时间：2021-07-12 10:35
在现代化工、炼钢、石油等企业部门中，往复式压缩机由于适用压力范围广、效率高、适应性强等优势，而被广泛地使用。但是由于往复式压缩机吸、排气的周期性，使得出口管路内的气流发生气流脉动。气流脉动不仅造成连接管道上的控制仪表失灵、气阀工况变坏、压缩机容积效率降低，而且对安全生产造成很大的威胁，强烈的气流脉动，使管道发生剧烈振动，轻则造成泄漏，重则由破裂而引起爆炸，造成严重事故，因此对它的研究不仅具有极其重要的理论与实际意义，而且具有明显的经济效益和社会效益。在本文主要做了如下几个方面的研究工作： 简要地介绍了有限元法的发展和用有限元法分析管道结构的一般步骤；然后结合管道结构系统的特点，把它看作是由不同元件组成的，对这些不同元件建立了单元刚度矩阵和单元质量矩阵，形成管系的总刚度矩阵和总质量矩阵，运用Lagrange方程建立了管道结构的运动微分方程。 应用子空间叠代法和振型叠加法对管道结构运动微分方程进行求解，得出管道结构的固有频率、位移等动力参数。用有限元软件ANSYS对复杂管系进行模态分析和谐响应分析，得固有频率值、振型图、位移振幅值和位移响应谱图。利用INV306信号分析仪对该管...
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维简单管道气柱模型图4一5三维简单管道气柱模型
、122X山一cn若用传递矩阵法计算得:p一pt:图4一9eos里x一eot里z表4一2管道内压力脉动值与进口端距离用有限元法计算的压力脉动值Pa二维声单元三维声单元1000.01000.0901.36901，42802.29802.37702.84702.92603.06603.11502.99502.99402.68402.62302.18302.04201.53201.31100.79100.470.16786E一120.72933E一30用传递矩阵法计算的压力脉动值Pa0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01000.0901.4802.4703.0603.2503.1402.7302.2201.5100.70从表4一2可以看出:用有很元方法得出的管道内压力脉动值与用传递矩阵法算出的值是非常相近的，这也在一定程度说明了用有限元计算管道内压力脉动值是可行的。4.3.3复杂管道内压力脉动的有限元计算在图4一7的管道系统中，当压缩机满载时，管道振动的很强烈;而在空载时，振动较为微弱。这定性说明了管道内压力脉动是引起管道振动的主要原因，但是为了进一步研究管道振动的机理和得出减振措施，还得对管道内压力脉动进行定量的计算。
模型导入ANSYS有限元软件中，然后进行有限元前处理。选声单元;管道内气体压力为8个大气压、温度为30“C，此时空气密度为9.32kg/m3，声速为350m/s;对管道系统离散化为3400个单元，离散化后管系气柱的有限元模型见图4一10。八NSY’S图4一10管内压力气柱的有限元模型(注:左上为两线间放大图)2.管道内压力脉动的计算对管道内的压力脉动设置初始条件和边界条件，在往复式压缩机二级出口处加脉动压力7soosin(24川)Pa，在缓冲罐出口处加压力脉动值为零;从频率SHz一25Hz的范围内分100个子步，对管道内压力脉动值进行谐响应分析。得出管内压力脉动值。表4一3为图4一10管道上9个测点理论计算的压力脉动最大振幅值;同时利用INv3O3/306型智能信号数据采集处理分析系统也测出上9个测点压力脉值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]往复压缩机管道的防振设计[J]. 唐永进. 石油化工设备技术. 2001(03)
[2]往复式压缩机管道的防振设计探讨[J]. 王玉亮. 石化技术. 2000(02)
[3]往复式压缩机管道防振设计探讨[J]. 朱焕军,王志刚,刘清毅. 管道技术与设备. 1999(04)
[4]有限元法在拖拉机驾驶室声学设计中的应用[J]. 刘志云,吴小清,徐诚,王登峰,程悦荪. 江西农业大学学报. 1999(02)
[5]地基中振动波传播的有限元分析[J]. 黄菊花,何成宏,杨国泰,刘卫东. 振动与冲击. 1999(01)
[6]流固耦合的空腔声压响应有限元分析[J]. 王吉忠,沈玉凤. 青岛建筑工程学院学报. 1997(01)
[7]压缩机管道结构支承刚度动力优化研究[J]. 陈玲莉,王瑞,徐稼轩. 西安交通大学学报. 1996(12)
[8]压缩机管道系统振动激励的优化研究[J]. 陈玲莉,谢壮宁. 应用力学学报. 1995(03)
[9]汽车乘坐室内声学特性的有限元分析[J]. 张维峰,翟红生,冯华. 西安公路交通大学学报. 1995(02)
[10]管道振动及其减振技术[J]. 周云,刘季. 哈尔滨建筑工程学院学报. 1994(05)
本文编号：3279753
【文章来源】：福州大学福建省 211工程院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
二维简单管道气柱模型图4一5三维简单管道气柱模型
、122X山一cn若用传递矩阵法计算得:p一pt:图4一9eos里x一eot里z表4一2管道内压力脉动值与进口端距离用有限元法计算的压力脉动值Pa二维声单元三维声单元1000.01000.0901.36901，42802.29802.37702.84702.92603.06603.11502.99502.99402.68402.62302.18302.04201.53201.31100.79100.470.16786E一120.72933E一30用传递矩阵法计算的压力脉动值Pa0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01000.0901.4802.4703.0603.2503.1402.7302.2201.5100.70从表4一2可以看出:用有很元方法得出的管道内压力脉动值与用传递矩阵法算出的值是非常相近的，这也在一定程度说明了用有限元计算管道内压力脉动值是可行的。4.3.3复杂管道内压力脉动的有限元计算在图4一7的管道系统中，当压缩机满载时，管道振动的很强烈;而在空载时，振动较为微弱。这定性说明了管道内压力脉动是引起管道振动的主要原因，但是为了进一步研究管道振动的机理和得出减振措施，还得对管道内压力脉动进行定量的计算。
模型导入ANSYS有限元软件中，然后进行有限元前处理。选声单元;管道内气体压力为8个大气压、温度为30“C，此时空气密度为9.32kg/m3，声速为350m/s;对管道系统离散化为3400个单元，离散化后管系气柱的有限元模型见图4一10。八NSY’S图4一10管内压力气柱的有限元模型(注:左上为两线间放大图)2.管道内压力脉动的计算对管道内的压力脉动设置初始条件和边界条件，在往复式压缩机二级出口处加脉动压力7soosin(24川)Pa，在缓冲罐出口处加压力脉动值为零;从频率SHz一25Hz的范围内分100个子步，对管道内压力脉动值进行谐响应分析。得出管内压力脉动值。表4一3为图4一10管道上9个测点理论计算的压力脉动最大振幅值;同时利用INv3O3/306型智能信号数据采集处理分析系统也测出上9个测点压力脉值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]往复压缩机管道的防振设计[J]. 唐永进. 石油化工设备技术. 2001(03)
[2]往复式压缩机管道的防振设计探讨[J]. 王玉亮. 石化技术. 2000(02)
[3]往复式压缩机管道防振设计探讨[J]. 朱焕军,王志刚,刘清毅. 管道技术与设备. 1999(04)
[4]有限元法在拖拉机驾驶室声学设计中的应用[J]. 刘志云,吴小清,徐诚,王登峰,程悦荪. 江西农业大学学报. 1999(02)
[5]地基中振动波传播的有限元分析[J]. 黄菊花,何成宏,杨国泰,刘卫东. 振动与冲击. 1999(01)
[6]流固耦合的空腔声压响应有限元分析[J]. 王吉忠,沈玉凤. 青岛建筑工程学院学报. 1997(01)
[7]压缩机管道结构支承刚度动力优化研究[J]. 陈玲莉,王瑞,徐稼轩. 西安交通大学学报. 1996(12)
[8]压缩机管道系统振动激励的优化研究[J]. 陈玲莉,谢壮宁. 应用力学学报. 1995(03)
[9]汽车乘坐室内声学特性的有限元分析[J]. 张维峰,翟红生,冯华. 西安公路交通大学学报. 1995(02)
[10]管道振动及其减振技术[J]. 周云,刘季. 哈尔滨建筑工程学院学报. 1994(05)
本文编号：3279753
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