往复压缩机管系振动机理分析及实验研究

发布时间：2017-07-07 19:00

  本文关键词：往复压缩机管系振动机理分析及实验研究

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【摘要】：往复压缩机工作时，因气体激振力作用极易产生管系振动问题，会直接影响压缩机的可靠运行。因此，研究管系振动机理，提高往复压缩机安全性，在实际工程中具有重要的现实意义。 本文利用有限元建立了管道气柱声学模型和结构模型，对管系振动机理做了深入分析，并附以实验，具体内容概括如下： 基于声学波动原理建立了往复压缩机管道的气柱计算模型，采用非对称矩阵法对气柱各阶固有频率值分析计算，得出了直管长度对气柱固有频率的影响及缓冲分离器的位置设置、连接管长等因素对气柱固有频率影响的结论。 以结构动力学为基础建立了复杂管系结构的计算模型，利用分块法对结构各阶固有频率值计算分析，，以避免管道系统产生结构共振。 采用频谱分析法对复杂管系结构固有频率进行了测试，并将测试值与数值模拟值对比，得出结论。 通过对管系气柱固有频率做声学模拟实验，验证数值计算气柱固有频率的精确性和方便性。 最后分析了气柱固有频率和结构固有频率值，对比激励频率是否等于或接近气柱或结构某一阶固有频率，进行压缩机安全性评定，为往复压缩机管系减振提供了理论依据和方法。
【关键词】：往复压缩机 非对称矩阵法 气柱固有频率 频谱分析
【学位授予单位】：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH45;TH113.1
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景9-13
• 1.2 课题研究的方法路线和内容13-15
• 第2章 往复压缩机管系压力脉动的基本理论15-22
• 2.1 往复压缩机的工作原理15
• 2.2 管系结构的介绍15-16
• 2.3 管系振动的原因概述16
• 2.4 气柱的有限元方程的研究16-21
• 2.5 小结21-22
• 第3章 往复压缩机管系振动机理的数值分析22-32
• 3.1 气柱固有频率有限元方程的建立22-23
• 3.2 三种边界条件及处理23-25
• 3.2.1 全渗透表面23-24
• 3.2.2 反射表面24
• 3.2.3 有小振幅振动的不渗透表面24-25
• 3.3 结构有限元模型建立的基本理论25-27
• 3.3.1 管系各部件有限元模型的离散25-26
• 3.3.2 管系各部件有限元模型的计算26-27
• 3.4 有限元法的介绍27-30
• 3.5 小结30-32
• 第4章 往复压缩机管系振动实例计算32-53
• 4.1 往复压缩机管系内气柱固有频率的计算32-45
• 4.1.1 气柱固有频率数值模拟分析的步骤32-33
• 4.1.2 简单管道气柱有限元计算实例33-37
• 4.1.2.1 短管道气柱固有频率计算34-35
• 4.1.2.2 长管道气柱固有频率计算35-36
• 4.1.2.3 往复压缩机直管道气柱固有频率分析36-37
• 4.1.3 缓冲分离器对管道气柱固有频率影响37-42
• 4.1.3.1 气柱固有频率受缓冲分离器位置影响37-39
• 4.1.3.2 气柱固有频率受缓冲分离器连接管长的影响39-40
• 4.1.3.3 气柱固有频率受缓冲分离器容积的影响40-42
• 4.1.4 复杂管道系统的气柱固有频率声学分析42-43
• 4.1.4.1 复杂管系模型的建立42-43
• 4.1.5 一列一级压缩机进气管系气柱固有频率的计算43-44
• 4.1.6 两列两级压缩机排气管系气柱固有频率计算44-45
• 4.2 管系结构固有频率的计算45-47
• 4.2.1 结构固有频率的计算过程45
• 4.2.2 一列一级压缩机进气管系结构固有频率的计算45-47
• 4.3 两列两级压缩机主管道结构有限元计算实例47-49
• 4.4 一列一级压缩机管系振动结果分析49-50
• 4.4.1 激发频率计算49
• 4.4.2 结果分析49-50
• 4.5 两列两级压缩机管系振动结果分析50-51
• 4.5.1 结果分析50-51
• 4.6 压力不均匀度计算51-52
• 4.7 小结52-53
• 第5章 往复压缩机管系振动实验研究53-72
• 5.1 实验理论53
• 5.1.1 实验方案的选定53
• 5.2 实验原理及步骤53-55
• 5.3 实验方法与流程55-56
• 5.4 实验主要设备56-60
• 5.5 实验结果60-65
• 5.5.1 往复压缩机振动测试分析62-65
• 5.5.1.1 往复压缩机入口管道测量振动分析62-64
• 5.5.1.2 往复压缩机出口管道测量振动分析64-65
• 5.6 压缩机管系气柱固有频率的声学实验研究65-71
• 5.6.1 实验原理及方法65-71
• 5.6.1.1 直管道声学实验分析67-70
• 5.6.1.2 复杂管系声学实验分析70-71
• 5.7 小结71-72
• 第6章 往复压缩机管系振动的安全性评定72-77
• 6.1 管系振动控制标准72-73
• 6.2 减振方案的制定73-76
• 6.2.1 具体减振措施74-76
• 6.3 本章小结76-77
• 结论与展望77-78
• 参考文献78-81
• 致谢81-82
• 附录A：攻读学位期间所发表的论文82

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本文编号：531383