PDF《活塞式压缩机的管道振动原因及防振措施》

2 . 管道振动系统 管道结构也是一个振动系统 ,当脉动气 流遇到管路 弯头或管截 面变化 时 ,会产 生激振 力 ,在它 的激 发下 , 管道系统作 出响应 ,形成管道振 动 ,压力波动越 大,激 发力越大 ,管道振动 就越强烈 .现 以弯 管 为例 ( 见图5),说明激振力产生的原因及影 响激振力大小 的有 关因 素. 图5弯管受力图 运行 与应用G M R =2 pS s i n / ~ 式中尺――弯管上的激振力 ;

p ―― 管道内气流的脉动压力值;

s ――管道通流面积 ;

― ― 弯管弯角 = 尺就是由于脉动压力引起作用在弯管上的激振 力. 弯角越大 ,激振力越 大. 尺的大小还 与气 流的压 力脉动有关 ,脉动压力 P越大,尺越大 压力脉动的幅度可 由压力不均匀度来表达 = ( P 一P m i n )/ p 式中p―― 管内最 大压力 ;

P m i n ―― 管内最小压力 ;

p ――平均压力 ,P = ( P P m i n )/

2 = 越大 ,压力脉动的 幅度 越大 ,脉动气 流对管道 的 激发力越大 ,管道振动越强烈 . 管道振动系统还存在着另外一 种情况 ,引起管 道剧 烈振动.即在气 流 压力 不均 匀 在允 许值 范 围内 的情 况下,只要激发频率等] 或近似于管道系统固有频率之 一,就会引起管道机械共振 .此时,管道振动 出现 最大 振幅 . 管道结构固有频率是管道 系统 作同步 自由振动 时的 频率 :它的大小与该 系统 的质量和刚度有关 : 固有频率计算公式 为:f=g / a s t /

2 式中―― 管道静变形量 ;

g ―― 重力加速度 由以上分析可知 ,气柱共振 ,大 的激振 力及管道机 械共振 ,都会 引发管道 强烈 振动 尤 其是 当激发 频率 、 气柱固有频率 、结构固有频率三者相 等或相近时 ,管道 和气柱均处 于共振状 态 ,导致 管路发 生最强 烈 的振动 , 机器 无法使用 . 因此 ,消除管道振动 ,可以从消 除气柱共振 、减弱 激振力和避免管道机械共振三方面人手 .

二、防振措施

1 . 防止产生气柱共振 对一台活塞式压缩机来说,激发频率是一定的:因此,防止管道气柱共振 ,就 只能调 整气柱 固有 频率 ,使 之避开激发频率 ,以免产生气柱 共振:要改变 气柱固有 频率,可从改变与之有关的因素人手:共振管长是决定 G M 朗谦懒2006年第9期49wwwty/xnet维普资讯 http://www.cqvip.com 是否产生气往共振 的重要 因素 :在设计 阶段 ,台理选择 管长 ,使之避开共振 管长是 消除气往共振 的第一 步:管道的合理布置 ,管道容器正 确位置 的确 定 ,对消除 气拄 共振同样具有影响 : 一 台设 计合理 的压缩 机 ,只要严格 施T , 一股不会 出现气柱共振

2 . 防止产生激振力 (

1 )减少 管道上 的弯头 、异径 管 、阀 门 、附 件等 , 以减少激 发响应点 : (

2 )采取措施,降低压力不均匀度

1 ) 没缓 冲器 缓 冲器 是一种 稳定流 体 压力或 流量 用的小容器 ,它 起到平稳压 力或流量的作 用,使压 力小 均匀度减少 ,流量平稳 ,从而达到减振 目的 .

2 )装孔板 在活塞式 压缩 机管道 的适 当部位 安置 孔板 ( 见图6)是消 减现场 管道 振动 的有效 措 施之 一,且实施方便 ,故使用 日益广泛 . 图6孔板与大容器组成无反射端

1 . 压缩机

2 . 孔板

3 大容器 孔 板的作用 是将管道内 的压力驻 波转变 为引波 ,从 而降低管道内的压力不均匀度.引波就是正弦波以声速 向一个方向移动传播 的波 :而驻波 是管道内各处 的压力 波沿正方向传播 的引波 ( 正射波 )和沿负方向传播 的引 波(反射波)的叠加 ,它的振幅 比行波大 孔板将压力驻 波转变为引波 的原理就是将孔 板装在 了压力节点处 ,由于孔板有一 定局部阻力 ,破坏 了波反 射条件,构成r无声学反射端点反射条件,使管路只有 单向行进的行波 ,从而达到减小压力不均匀度的 目的 选用子 L 板时,尺寸一定要合理,主要考虑两项 : 开 口比:d / D=0 .