中间支承输流管道自由振动的有限元分析

基于Euler梁模型研究中间支承输流管道的动力学特性。首先,利用虚功原理,建立系统动力学有限元方程。然后,分析了支承刚度、流体离心力、预应力等因素对管道振动的影响。结果表明:支承刚度对管道系统动力学特性有重要影响,管路设计时须着重考虑;揭示了流体离心力是造成固有频率随流速增大而降低的根本原因;流体科氏力对各阶固有频率影响较小;预应力对振动的影响不可忽略,尤其是第一阶固有振动。     

60°T形弯头内二次流特征

石油化工中普遍存在的T型弯头结构是诱发管路振动的重要因素,明晰弯头内流场特性,对于压力管道的长期稳定运行具有重要意义。本文研究设计并组装了模拟工业运行管路,观察段使用有机玻璃制作的60° T型弯头,采用三维粒子影像测速系统(PIV)和压力传感器测量管路中流体的二次流特征。通过流线图和速度矢量图,对比分析不同流速下管道内涡流的分布和运移规律。结果表明,60° T型弯头中存在一对大小不等的周期性交替摆动的涡,在一个周期内出现、增加、减少和消失,具有卡曼涡街和迪恩涡旋的部分特征。这两个涡交替变化的频率随流速增加呈指数型增大,管内流体压力脉动的幅值也随流速增加而升高,但管道正面的涡流规律基本不变。采用RNG k-ε模型结合二次上游插值(QUICK)方法、压力-速度耦合方程(SIMPLE)模拟管道侧面二次流变化规律,模拟结果与实验数据吻合度较高。研究结果为明晰T型弯头内涡流诱发管道振动规律及预防措施优化提供了理论依据。     

单相交流液压系统设计及特性分析

对管道中液体脉动特性进行研究,获得管路谐振频率、管路传递矩阵、负载特性、系统传动效率等主要参数的计算表达式。据此对新设计的交流液压实验台各参数进行计算。研究结果表明:这些参数的计算值与实测值相近,且变化趋势相同;管道特性和负载特性决定着单相交流液压系统的振动特性及传动效率;优化系统负载特性是交流液压系统设计的关键。该研究结果可为同类型单相交流液压机械的设计提供理论依据。     

不同安装位置下主动阻尼装置对管道振动的控制效果研究

在设备运行过程中，管道经常会产生振动问题，给设备的安全运行带来严重的隐患。针对管道振动问题，采用主动阻尼装置，通过惯性作动器向振动管道系统施加作动力，实现了对管道振动的主动控制。以某化工企业往复式压缩机出口管线25 Hz的振动为例，搭建门型管道振动实验台进行实验，利用SAP2000软件模拟仿真了主动阻尼装置的减振效果。实验研究了惯性作动器在不同安装位置时主动阻尼装置对管道振动的控制效果，探究了惯性作动器的安装位置对管道系统振动控制效果的影响规律。通过对比惯性作动器安装在所选取的4个位置时的减振效果，得出当作动器安装在振动最大的位置上时，主动阻尼装置对管道整体的减振效果最好。     

材料与载荷随机性影响下管路结构振动疲劳可靠性分析方法

为应对振动环境下管路结构高可靠性寿命评估问题，建立材料、载荷等底层因素随机性模型，并考虑随机性传递、综合作用，获得管路结构振动疲劳寿命可靠性分析模型。以典型材料试验结果及单自由度时域系统，证明了随机性模型的适用性及寿命模型的高效性。以液体火箭发动机典型管路结构为分析对象，评估其高可靠性寿命。分析结果表明：在试车振动载荷作用下，管路结构振动疲劳寿命符合对数正态分布，且寿命存在较大的分散性；所考虑的随机因素中，材料疲劳性能对寿命分散性的影响较大；对管路结构，在确定性寿命的基础上，应考虑至少不小于5倍的寿命缩减系数，以覆盖载荷及材料的随机性影响而获得其高可靠度振动疲劳寿命。该研究为液体火箭发动机可重复使用技术发展提供重要技术支撑。     

气流脉动引起往复压缩机管道系统振动的分析

管道及其支架和与之相连接的各种设备或装置构成一个复杂的机械系统,该系统产生的振动是由多种原因引起的,其中最主要原因之一是由于气流脉动引起,气流脉动激发管路作机械振动。     

换热器至初馏塔管线的阻尼减振技术应用研究

针对某化工厂分馏装置换热器至初馏塔管道的振动超标问题，利用ANSYS有限元软件建立管道模型并计算其模态，利用Fluent进行流体脉动CFD仿真分析，探讨管线振动的根本原因；将阻尼减振技术应用到管线振动控制中，采用SAP2000软件进行阻尼减振模拟，探讨阻尼器的参数选择以及施加阻尼前后管道的振动情况。在管道相应位置安装黏滞型阻尼器，使管道振动幅值降低90%以上。研究结果表明：管道内流体的脉动冲击产生的激振力频率与管道的某阶固有频率接近从而发生共振，这是管道振动的主要原因；黏滞型阻尼器可以在设备不停机的情况下有效地吸收振动能量，控制管道的振动，同时不会改变管道的原有支撑结构，也不会引起临近管线的振动，保障设备的安全稳定运行。     

基于动力学缩减的长跨距管路系统振动特性分析

管路系统一般具有复杂空间分布、长跨距和多点弹性支撑等特点,在管路设计阶段需要对复杂管路系统进行振动分析,以保证管路在工作条件下不出现有害的共振,但是长跨度管路系统的建模工作十分复杂且计算量过大.针对上述问题,采用一种新型的管路振动分析的模型缩减方法,考虑管路在特定区段产生局部振动的动力学特性,通过对管路系统进行区段分割,并对子系统进行动力学缩减,获得子系统的缩减超单元,通过单元装配获得管路系统缩减模型.以典型管路系统为例,将整体和缩减模型的固有频率、振型以及基础激励的振动响应进行对比,可以发现缩减方法计算精度较高且可以显著提高计算效率,从而验证了本文所提出的方法的有效性,为复杂管路系统的设计与分析提供了参考.     

浅谈往复式压缩机振动原理及管路支架改进

本文从振动的基本原理着手,对往复式压缩机管路振动分析,总结出控制往复式压缩机管路振动的措施。     

节流板孔直径及流量对核级管道流致噪声的影响

建立了核级节流管道的流动-振动-辐射噪声仿真模型，并基于实验和仿真研究了辐射噪声产生的机理及节流孔径和来流流量对振动噪声的影响规律. 节流管道的噪声受节流管道流场中流体尾迹涡的影响:流体在管壁上产生周期性的激振力，且激振力的频率与管道模态所对应的频率相近，从而加剧了振动，导致辐射噪声的产生. 此外，随着节流孔直径的增加，节流管道的振动及辐射噪声逐渐减小；随着来流流量的增加，节流管道振动以及辐射噪声逐渐增大.     

往复式压缩机脉冲的影响及缓解措施

往复式压缩机管道振动是常见的故障之一，岳阳兴长石化公司LW—13／22型二氧化碳压缩机就是典型一例。文章分析了压缩机管道振动的原因，并采取了较为有效的减振措施。使压缩机管道振动得道了缓解。     

空调管路振动性能分析及优化设计

针对空调管路振动的特性问题,采用Solidworks软件建立了空调管路三维实体模型,利用ANSYS软件建立其有限元动力学分析模型,计算分析了固有频率与振型等振动性能,提出了一种通过增加约束条件对空调管路的固有振动特性进行优化设计的方法。通过在空调管路中不同部位处施加约束位移,并对4种优化方案进行分析比较,获得最佳优化结果。研究结果表明,在空调管路干燥过滤器上下部位同时增加约束条件,分析出所有固有频率均脱离0~150 Hz低频区域,一定程度上不受外力激励干扰,振型方面空调管路振动幅度也得到了有效抑制。这种改变约束条件实现空调管路抗振特性的设计方法有效、可行,具有重要的工程价值。     

动力管道振动及消振措施

分析了管道振动产生的原因，归纳了处理管道振动的处理措施，说明在处理中应注意的问题。     

煤矿井下瓦斯抽采PVC管道爆炸原因分析及预防

针对煤矿瓦斯抽采PVC管道静电引起的瓦斯爆炸事故,分析了PVC管道中静电产生和静电放电的原因,提出了预防PVC管道中静电灾害的技术.由于瓦斯在PVC抽放管路中流动时产生静电并在管道内壁产生静电积聚,所以在PVC管路和铁质流量计连接处,因两者导电能力不同,致使PVC管路产生静电,恰巧这时的瓦斯浓度达到爆炸范围,静电放电火...     

汽水管道压力损失计算方法初步探讨

根据流体力学原理分析了管道压力损失的构成及其数学模型,首先介绍了管道压力损失的分类(包括沿程损失和局部损失)及数学模型,然后介绍了摩擦阻力系数的计算方法(直管摩擦阻力系数和管件局部阻力系数),最后介绍了两种常用的管道压力损失计算方法(阻力系数法和当量长度法).管道的压力损失计算是蒸汽、给水等管路水力计算的重要组成部分,对于管路系统的设计和运行是一个重要参数,也是管路设计及输送设备选型的主要依据,因此阻力计算是否准确直接影响整个管路的运行情况和经济效益.     

船舶管系舾装减振降噪研究

船舶管路系统遍布舰船每一个角落,是舰船整体减振降噪的重要环节。管路系统的振动与噪声是泵、阀、附件、管路及介质综合作用的结果。除管路系统本身减振降噪外,管路系统与设备及船体需进行有效的振动与噪声隔离。本文重点针对水管路及油管路系统,从振动与噪声的产生、传导及减振降噪三方面进行了研究,并提出了有效的减振降噪方法,成功指导了工程实践,起到了良好的效果。     

工厂压缩空气管道设计及施工

空压机的一个完整的系统通常是由阀门、管路等和其他的设备组成。空气管路是从空气压墙机进气管到贮气罐后的输气总管。管道的设计计算和安装不当，会建成沿程阻力增加，会造成末端压力不足，会影响管道使用寿命，将影响整个系统的经济性及工作的可靠性。     

海洋平台输液管道振动流特性研究

该研究了海洋平台输液管道振动流的行为特性。依据振荡流体力学基本原理，建立了输液管道非定常、不可压缩、粘性振动流的物理模型和数学模型。推导出了关于流场速度、压力系数的微分方程组，得到了不同条件下流动的速度和压力分布。结果表明流体诱发的海洋平台输液管道振动流的行为特性受管道结构形状及流体性质的影响。比较等截面管道的交分解和数值解，说明本所选用的方法用于研究海洋平台输液管道振动流是有效的。     

不等厚性对弯头应力分布影响的有限元研究

弯头作为受压管道中的重要部件，不仅能改变管线的方向，还可以提高管路柔性，缓解管道振动和约束力，并对热膨胀起补偿作用。以往对弯头的研究只考虑壁厚均匀不变的情况，但是实际上弯头的壁厚是沿着弯曲半径变化的，并且弯头的截面也具有一定的椭圆度。通过对实际生产中弯头壁厚的调研，分别考察热推、冷弯工艺对弯头壁厚改变的影响。并应用有限元方法分析了冷弯弯头的应力状况，得出其最大应力发生点随着外拱处壁厚减薄量的增大而向外拱处转移。     

基于Flowmaster的舰船消防管路泄漏模拟研究

消防管路是舰船上重要的辅助系统,提供意外事故下的消防用水和船上设备的冷却用水.为了研究某舰船消防管路在发生泄漏时管路内水力特性,采用Flowmaster软件建立了某舰船的一维管路模型.研究发现,稳态仿真结果与实验参数基本吻合,说明搭建的管路模型是正确的.动态仿真结果表明,在管路发生泄漏时,水锤效应会使泄漏点力曲线发生波动;泄漏点破口增大会导致在管路发生泄漏时出现流量振荡和压力波动,在管路设计时应给管道承压留有足够裕度,防止管道因泄漏压力的波动引发主管道二次破裂;通过研究不同泄漏位置对管路的影响发现,靠近泵位置处的泄漏点,其最大泄漏流量会略大于其余泄漏点位置处,设计时应考虑在泵出口管道处添加防冲刷措施,避免管道发生意外破损.仿真结果可以为后续进行泄漏实验研究提供一定的指导作用.