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《福州大学》 2003年
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往复式压缩机出口管系振动及减振的研究

薛玮飞  
【摘要】: 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信号分析仪对该管系进行了实测,测试结果表明:实测值与计算值是相当接近的。 利用有限元法求解声学波动方程,建立了管内气流的有限元运动方程,计算出管内气柱的固有频率和气流压力脉动。运用有限元法对简单管道内气柱的计算实例,得其固有频率和压力脉动值,与用传递矩阵法求得的值相比较,结果是相当吻合的;而后,对复杂管道内气柱进行有限元分析;同时在复杂管道上钻孔,进行压力脉动测试;测试结果与计算结果的吻合性,相互验证测试方法和计算方法的正确性。 对管道内压力脉动的评价方法及评价标准进行说明,给出了管道振动振幅的许用标准;从主机设计、管道设计、衰减器和孔板等方面进行考虑,对管道进行减振和消减,得出避免气柱共振和结构共振的方法、消减管道内压力脉动的措施;应用以上措施,对实际复杂管系进行改造,达到减振目的。
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TH45

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