發(fā)布時間：2020-04-21 19:16

【摘要】： 往復壓縮機管道作為輸氣設備廣泛應用于石油、化工等行業(yè)中。由氣流脈動所激發(fā)的管道振動,對整個管道系統(tǒng)的安全運行具有巨大威脅。因此研究往復壓縮機管道的振動特性及其安全性,對提高往復壓縮機運行的安全性和經(jīng)濟性具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。本文利用聲電模擬的方法,對往復壓縮機管道振動特性(固有頻率、氣流脈動)及管道振動的安全評定進行研究,為往復壓縮機管道系統(tǒng)的設計及管路的改造提供一些科學依據(jù)。 介紹了往復壓縮機復雜管路氣柱固有頻率和氣流脈動的理論計算方法及聲電模擬的基本原理;分析了氣流運動微分方程與交流串聯(lián)電路微分方程的特點;推導了電路元件的等價微分方程;并結合聲電模擬原理,建立了管單元、容腔單元、支管單元及并聯(lián)管道單元的等效電路。 利用MATLAB/SIMULINK軟件,對往復壓縮機管道的氣柱系統(tǒng)進行了電路仿真,計算出了氣柱的各階固有頻率;與傳遞矩陣法的計算結果進行了比較,得到了微元長度與固有頻率計算精度的關系曲線;并利用同樣的方法,對幾何形狀復雜的往復壓縮機管系的氣柱固有頻率進行了計算和驗證。 利用MATLAB/SIMULINK軟件,計算了往復壓縮機管道內(nèi)氣流壓力脈動值,并與理論計算結果進行了對比,驗證了聲電模擬法計算往復壓縮機管道氣流脈動的準確性;并在此基礎上分析了緩沖罐設置位置對氣流脈動消減情況的影響。 利用聲電模擬法對某往復壓縮機管道振動特性進行了分析;同時結合美國API-618標準對分析結果進行了振動安全評定。根據(jù)評定結果,提出了改進措施,并重新計算了氣流的脈動壓力、評價了其壓力不均勻度。最終評定結果,證明了聲電模擬法研究往復壓縮機管道系統(tǒng)振動特性的方便性和有效性。
【圖文】：

圖 2-1 分支管道Fig2-1 Branch Pipeline分支管道，，主管道阻抗就會發(fā)生突然變化，一部波。一部分繼續(xù)沿主管道向右傳播，形成透射波用有*tip 表示入射波，則有：* * j( )1t Kxtip A eω = 射波：* * j( )1t Kxtrp B eω += 射波：* * j( )2t KxtTp A eω = 分支傳播的波：

圖 2-2 閉端-開端管道簡圖Fig2-2 Closed-Outset Pipeline Sketch柱固有頻率方程為：cos l0cω= 為：4icf il= …。x 等于氣柱固有頻率時，氣柱處于共振狀態(tài)，于4excf il= cl i=
【學位授予單位】：中國石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TH45

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