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气液两相流管道振动检测研究

宋军舰  
【摘要】:本文首先详细阐述了气液两相流的基本理论,包括气液两相流的特点、特性参数、流型的分类及其识别方法。从引起气液两相流管道的振动机理出发,对气液两相流管道进行动力学分析,对不同流型下的气液两相流管道进行振动检测实验研究。 在气液两相流、管道振动机理等理论的基础上,运用大型有限元软件ANSYS对气液两相流水平直管、弯管进行动力学分析。首先计算出水平直管、弯管振型和固有频率,接着对其进行谐响应分析,发现在周期性冲击载荷作用下,弯管的响应曲线较复杂,管系的振动与管系约束、激励的形式及施加的位置都有关,而管道随机振动分析结果表明,管道振动的剧烈程度与冲击力的大小及冲击力作用的频率高低密切相关。最后,以空气和水为介质,进行了大量的气液两相流管道振动检测实验,对比分析管内为单相气和气液两相流时振动数据的异同,发现气液两相流管道振动强度比单相气大,同气量不同液量时,液量大的管道振动剧烈;对水平气液两相流管道,研究分层流、波浪流、段塞流、环状流等流型、同流型不同气液量下的气液两相流管道的振动特性,及出现各种流型时对应的频域等信号特征;研究了不同起伏角度的起伏管道的振动特点,上行管段跟下行管段的振动频谱对比分析,以及起伏角度对流型的影响等。


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