在現(xiàn)代化工、煉鋼、石油等企業(yè)部門中，往復(fù)式壓縮機(jī)由于適用壓力范圍廣、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢，而被廣泛地使用。但是由于往復(fù)式壓縮機(jī)吸、排氣的周期性，使得出口管路內(nèi)的氣流發(fā)生氣流脈動。氣流脈動不僅造成連接管道上的控制儀表失靈、氣閥工況變壞、壓縮機(jī)容積效率降低，而且對安全生產(chǎn)造成很大的威脅，強(qiáng)烈的氣流脈動，使管道發(fā)生劇烈振動，輕則造成泄漏，重則由破裂而引起爆炸，造成嚴(yán)重事故，因此對它的研究不僅具有極其重要的理論與實(shí)際意義，而且具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在本文主要做了如下幾個方面的研究工作： 簡要地介紹了有限元法的發(fā)展和用有限元法分析管道結(jié)構(gòu)的一般步驟；然后結(jié)合管道結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的特點(diǎn)，把它看作是由不同元件組成的，對這些不同元件建立了單元剛度矩陣和單元質(zhì)量矩陣，形成管系的總剛度矩陣和總質(zhì)量矩陣，運(yùn)用Lagrange方程建立了管道結(jié)構(gòu)的運(yùn)動微分方程。 應(yīng)用子空間疊代法和振型疊加法對管道結(jié)構(gòu)運(yùn)動微分方程進(jìn)行求解，得出管道結(jié)構(gòu)的固有頻率、位移等動力參數(shù)。用有限元軟件ANSYS對復(fù)雜管系進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得固有頻率值、振型圖、位移振幅值和位移響應(yīng)譜圖。利用INV306信號分析儀對該管... 

【文章來源】：福州大學(xué)福建省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

二維簡單管道氣柱模型圖4一5三維簡單管道氣柱模型

、122X山一cn若用傳遞矩陣法計算得:p一pt:圖4一9eos里x一eot里z表4一2管道內(nèi)壓力脈動值與進(jìn)口端距離用有限元法計算的壓力脈動值Pa二維聲單元三維聲單元1000.01000.0901.36901，42802.29802.37702.84702.92603.06603.11502.99502.99402.68402.62302.18302.04201.53201.31100.79100.470.16786E一120.72933E一30用傳遞矩陣法計算的壓力脈動值Pa0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01000.0901.4802.4703.0603.2503.1402.7302.2201.5100.70從表4一2可以看出:用有很元方法得出的管道內(nèi)壓力脈動值與用傳遞矩陣法算出的值是非常相近的，這也在一定程度說明了用有限元計算管道內(nèi)壓力脈動值是可行的。4.3.3復(fù)雜管道內(nèi)壓力脈動的有限元計算在圖4一7的管道系統(tǒng)中，當(dāng)壓縮機(jī)滿載時，管道振動的很強(qiáng)烈;而在空載時，振動較為微弱。這定性說明了管道內(nèi)壓力脈動是引起管道振動的主要原因，但是為了進(jìn)一步研究管道振動的機(jī)理和得出減振措施，還得對管道內(nèi)壓力脈動進(jìn)行定量的計算。

模型導(dǎo)入ANSYS有限元軟件中，然后進(jìn)行有限元前處理。選聲單元;管道內(nèi)氣體壓力為8個大氣壓、溫度為30“C，此時空氣密度為9.32kg/m3，聲速為350m/s;對管道系統(tǒng)離散化為3400個單元，離散化后管系氣柱的有限元模型見圖4一10。八NSY’S圖4一10管內(nèi)壓力氣柱的有限元模型(注:左上為兩線間放大圖)2.管道內(nèi)壓力脈動的計算對管道內(nèi)的壓力脈動設(shè)置初始條件和邊界條件，在往復(fù)式壓縮機(jī)二級出口處加脈動壓力7soosin(24川)Pa，在緩沖罐出口處加壓力脈動值為零;從頻率SHz一25Hz的范圍內(nèi)分100個子步，對管道內(nèi)壓力脈動值進(jìn)行諧響應(yīng)分析。得出管內(nèi)壓力脈動值。表4一3為圖4一10管道上9個測點(diǎn)理論計算的壓力脈動最大振幅值;同時利用INv3O3/306型智能信號數(shù)據(jù)采集處理分析系統(tǒng)也測出上9個測點(diǎn)壓力脈值。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3279753