往复压缩机声学脉动分析及出口管道减振模拟

往复压缩机出口管道振动容易引起管道疲劳破坏,可以通过改变管系内气柱的固有频率来避开往复压缩机的激振频率。结合往复压缩机与管道系统的振动机理及减振方法,建立了往复压缩机结构等效数学模型,利用振动分析软件对机体进行声学脉动模拟,并依据分析结果对其出口管道进行减振设计。研究结果表明:增设孔板可明显降低往复压缩机出口管道的固有频率,使之避开共振响应区域,降低管系气柱压力不均匀度和脉动幅值。模拟结果为往复压缩机的安全使用与疲劳计算提供了科学依据,也为后续的配管设计工作提供了参考。     

系统结构及介质流态激发管道共振的对比分析

为解决大输量站场中压缩机的异常振动问题,以某压缩机站场为例,通过计算气柱固有频率,证明了管路中扰动可激发声学共振的可能性,揭示了振动产生的根本原因。利用Fluent有限元软件分析管内流体流动状态,明确扰动产生的源头;利用ANSYS先进行静应力分析判断管道系统对离心压缩机出口压力脉动的响应,再进行动应力分析判断管道系统的敏感频率,进而阐述了工程中的结构分析不能完全揭露管道振动产生原因的不足。对管道设计结构进行优化,探究解决声学共振的方法,尽可能避免管道运行中的振动破坏,确保主要动力设备及管道的安全。(图10,表3,参12)     

长输管道增压输送工艺计算的若干问题

长输管道增压输送工艺计算中需对不同方案进行技术和经济比选,分析计算过程涉及的参数众多且相互影响,是个费时费力的系统工程。通过管道气体最佳流速初选管径的方法可以展开管道的其他工艺计算,如两个中间压气站之间进行不同管径管道的增压压比和站间距的比选、压缩机功率计算、压缩机出口气体温度计算等。同时,在压缩机轴功率计算中,提出了压气站离心式压缩机轴功率计算的简化公式,对压缩机出口气体温度的计算公式进行了修正。工程实践证明,该计算方法简便实用,计算结果具有较高的准确度。     

离心式压缩机及管道噪声测试与降噪方法北大核心

为解决压气站离心式压缩机管道内噪声过大的问题,将噪声测量、频谱分析及振动测量3种方式相结合,确定压缩机及其管道的噪声水平、噪声源。以某离心式压缩机组为研究对象,通过噪声测量,发现离心式压缩机阀门前后声压级最高,可达100 dB;通过频谱分析发现,当振动频率分别为90 Hz、1000~1400 Hz时,离心式压缩机管道处噪声的声压级最高;通过对压缩机管道不同位置进行振动测量,发现当振动频率为90 Hz、1250 Hz时,电压存在峰值,其中90 Hz对应的噪声为压缩机加工过程中形心与质心不重合引起的激振所产生,而1250 Hz对应的噪声则由压缩机出口、气体流经阀门处所产生的气流激振所产生。通过CFD方法计算了流体流经阀门所产生的噪声,分析得出阀门处噪声是一种宽频噪声,对此提出相应的降噪方法,保证了离心式压缩机的平稳运行。     

离心式压缩机及管道噪声测试与降噪方法

为解决压气站离心式压缩机管道内噪声过大的问题,将噪声测量、频谱分析及振动测量3种方式相结合,确定压缩机及其管道的噪声水平、噪声源。以某离心式压缩机组为研究对象,通过噪声测量,发现离心式压缩机阀门前后声压级最高,可达100 dB;通过频谱分析发现,当振动频率分别为90 Hz、1 000～1 400 Hz时,离心式压缩机管道处噪声的声压级最高;通过对压缩机管道不同位置进行振动测量,发现当振动频率为90 Hz、1 250 Hz时,电压存在峰值,其中90 Hz对应的噪声为压缩机加工过程中形心与质心不重合引起的激振所产生,而1 250 Hz对应的噪声则由压缩机出口、气体流经阀门处所产生的气流激振所产生。通过CFD方法计算了流体流经阀门所产生的噪声,分析得出阀门处噪声是一种宽频噪声,对此提出相应的降噪方法,保证了离心式压缩机的平稳运行。(图9,表2,参21)     

海底管跨涡激振动敏感性分析

涡激振动会引起海底管跨的疲劳失效,激振频率、固有频率及激振载荷等是其主要影响因素.固有频率是表征结构对荷载敏感程度的指标,管跨共振只可能在漩涡发放主频率接近管土结构的固有频率时才产生.分析了海底土壤力学特性、悬跨长度、管道尺寸、海流速度等对管跨涡激振动的影响规律,结果表明:随着管道覆盖层土壤硬度增大,管跨的最大应力部位逐渐从管跨中点向土壤和管跨的交界区域移动;当海流速度较大时,对于小管径海底管道,靠近管跨中点和管跨两端易发生疲劳失效.在工程设计校核过程中对易引发疲劳失效的部位予以关注,有助于提高海底管道的可靠性.     

离心泵与管系的共振问题

针对宁波大榭岛燃料油库消防水泵在负荷试车与运行过程中存在噪声高、振动大、轴温高级填料函处冒蒸气和油烟等问题,运用CAESARⅡ软件的动态分析功能对比分析离心泵的固有频率和管道的振动频率。结果表明:由于泵出口设置了软连接伸缩器,使得6台泵出口附近的管系振动频率均与离心泵的固有频率非常接近,导致离心泵与其进出口连接管系产生共振。因此,提出了在设计初始阶段应采取相应措施以避免发生类似问题的建议。     

川气东送管道放空参数的计算

利用SPS软件建立了川气东送管道放空计算模型,模拟计算了不同条件下的放空时间和放空过程中的压力变化,进行了放空阀出口管径的比选。模拟结果可为合理组织天然气管道事故抢险提供技术支持。     

谷物联合收获机方向盘总成的模态分析与结构优化

以某谷物联合收获机方向盘总成为研究对象,基于Pro/E软件建立其几何模型,采用有限元分析软件(ANSYS)对方向盘组合体模型进行模态分析。结果表明,模型第一阶固有频率为44.005Hz,位于人手敏感振动频率范围37.5～65.0Hz,对操作人员身体健康具有较大影响。为了调整组合体模型的固有频率以避开人手的敏感频率范围,在将方向盘骨架材料更换为45钢的基础上,通过增大转向柱和传动轴的直径对组合体进行结构优化。优化后组合体模型第一阶固有频率由44.005 Hz提升至67.31 Hz,避开了人手敏感的振动频率,同时也避开了发动机激振频率。结构优化后的模型可避免共振现象的发生,并提升作业人员的操作舒适性。     

基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析

应用有限元振动分析方法对我国新疆某大型农业水利工程倒虹吸出口平面闸门的固有振动特性进行计算与分析。建立了平面闸门的实体模型和有限元模型,考虑流固耦合对闸门结构动态特性的影响,分析了平面闸门在无水和有水状态下的动态特性,计算得到闸门的前6阶固有频率及其振型。结果表明,闸门开度对其自振频率有着显著影响,在小开度时第1阶固有频率下降达到28.5%,沿竖直方向的整体振动的模态频率接近20 Hz,因此,为了提高闸门的第1阶固有频率,必须对闸门结构进行改进。     

YY型液压摇尺装置的动力学分析

YY型液压摇尺装置的流体动力学影响摇尺定位精度。液压系统动力学振动程度可用瞬时速度、压力和压力脉动描述其特性。齿条油缸活塞在受进油端与出油端压力差时,产生惯性负载。依据牛顿第二定律列出运动微分方程式,解方程式并求得计算瞬时速度的公式。假设把齿条油缸活塞两侧腔中液柱体看作是两个具有一定柔度的弹簧,并模型化为液柱弹簧-质量的振动模型,可列出振动方程式,解方程式并导出计算瞬时压力公式。分析和计算证明,通过选择最佳活塞面积和液流速度,可以实现降低最大瞬时速度、压力和压力脉动,因而可以改善摇尺装置的工作性能并提高定位精度。     

某车型转向系统怠速振动优化

针对某车型(开空调)在发动机怠速、冷却风扇高速运转时,方向盘产生振动和噪声的问题,经试验找到了方向盘怠速振动的主要原因.运用锤击法,测量整车状态下方向盘的固有频率,对于主要的激励源冷却风扇则采用扫频法,测量出冷却风扇的固有频率.分析得出发动机怠速时,方向盘振动的主要原因首先是发动机二阶点火频率引起的共振,其次是冷却风扇固有频率与冷却风扇壳体的固有频率以及冷却风扇激励耦合产生的共振.在保证风扇冷却性能和成本因素的前提下,采用提升冷却风扇固有频率和锁定冷却风扇最高转速的改进方案,取得了良好效果.     

单台离心式天然气压缩机的性能测试

离心式天然气压缩机在新机投产或维修后均需进行性能测试,以某压缩机站为例,单机运行条件下,以进出口电动调节阀调节压缩机进出口压力,从入口截流降低压缩机的进口压力,出口截流憋压提高压缩机的出口压力,进而提高压比和压缩机负荷。在保证管道正常运行前提下,针对不同的运行工况,通过站进出口旁通调节阀调节流量。实例说明了压缩机性能测试的操作过程和进出站压力的变化情况。从压力和流量角度分析了压缩机性能测试对干线管道输气生产的影响,总体上影响不大,但对支路及其设备的影响较大,主要表现为磨损管道、缩短调节阀使用寿命等。提出了压缩机性能测试的注意事项。     

腐熟剂喷施机械机架部分轻量化设计

为了解决腐熟剂喷施机械质量过重以及避免机架工作时发生共振的问题,以喷施机械的机架部分作为研究对象,建立其有限元模型,并同时对拖拉机系统振动的频率进行了分析。在有限元软件中对机架系统进行了静态分析和模态分析,计算了机架系统在工作情况下的应力分布、变形以及固有频率。以有限元分析结果和应避免拖拉机系统中的振动频率为约束对机架进行轻量化设计,结合现实条件得出优化结果。结果显示,经过尺寸优化,轻量化后机架系统刚度、强度和模态均在可接受的范围内,机架系统总质量减少了65.06%,实现了轻量化目标。     

大管径高压力气液两相管流流型转变数值模拟

流型判别是气液两相流研究的重要内容.应用适用于工业设计中大管径、高压力管道的多相流瞬态模拟软件OLGA,以空气-水为介质,对倾角为-70°～90°、内径为200 mm、压力为2.0 MPa的气液两相管流进行数值模拟,通过变换不同的气液相流量和管道倾角,研究管道内气液两相流体流型的变化.根据数值模拟所得到的1 628组数据,结合流体物性和管道倾角,回归建立了不同流型转变的判别准则经验相关式,为现场大管径、高压力气液两相流管道的流型判别提供了参考依据.     

关于长距离输气干管经济管径的研究

文章扼要阐述了“折合费用、经济管径”的概念依据气体流量、管道强度,压缩机功率和经济计算式建立了经济数学模型、并用BASIC语言编制了电算程序;探讨了不同的变量对经济管径的影响。文章最后指出了输气量、输气压力和气价三个因素与经济管径的辩证关系。     

基于模态及谐响应的谷物联合收获机割台振动分析

一台谷物联合收获机在工作时割台振动强烈,强烈的割台振动导致收获割损和机械疲劳失效。强烈的割台振动主要由割台结构的固有频率和固有振型决定,当结构的固有频率和激励频率相近时,就会引起结构的共振。基于ANSYS有限元软件对割台进行模态及谐响应分析,计算割台的前8阶固有频率和振型。结果表明,割台的第1、第2阶模态接近于收获机发动机的主轴转速和收获机的二次清选转速。来自路面不平度的激励载荷在车速为20~40 km/h时所产生的激励频率为17.36~34.72 Hz,接近割台框架的前2阶固有频率,会引起割台的共振。同时考虑到割刀对割台的作用力和振型分析,对割台进行谐响应分析,发现割刀的往复运动对割台局部的最大位移为0.418 9 mm,因此割刀的往复运动对割台的振动较小。综合模态和谐响应分析的结果,割台振动主要来自发动机和传动部件等简谐激励频率,和来自路面的不平衡激励。研究结果为联合收获机割台框架的设计与研究提供了参考和依据。     

大型抽水蓄能电站地下厂房结构振动反应分析

为了解一大型抽水蓄能电站地下厂房结构设计的合理性,通过建立地下厂房三维有限元模型对其厂房整体结构进行自振频率分析和共振复核。采用谐响应分析方法和时程分析方法,分别计算了厂房结构在机组振动荷载作用下、水轮机脉动压力作用下的振动反应,并依据相关规程提出振动控制标准。研究结果表明:厂房结构自振频率为23.736Hz,与尾水管低频涡带、额定转速频率、飞逸转速频率、叶片数频率、导叶后压力脉动频率保持有足够的错开度,基本不存在共振的危险性。振动荷载作用下,厂房机墩结构振幅相对较大,最大振幅发生在左侧定子基础板处,为0.064mm;最大径向动位移为0.011mm,位于上机架基础截面左侧上游基础板内侧;最大切向动位移为0.020mm,位于定子基础截面左侧上游基础板内侧,均满足设计规范控制要求;各部位径向与扭转动位移之和均小于规范规定的标准组合最大振幅值。厂房各部位最大均方根速度和均方根加速度分别为2.369mm·s~(-1)和0.124m·s~(-2),均出现在左侧定子基础板处的竖向,且均小于允许值。厂房结构最大动拉应力出现在左侧上游侧定子基础板处竖向,最大值为1.09MPa,满足钢筋混凝土结构的动强度控制标准。在脉动水压力作用下,厂房各典型部位混凝土结构各方向的振动位移、速度和加速度均较小,满足相关规范要求;部分主要构件的均方根加速度稍微超出建筑结构安全控制标准(1.0m·s~(-2)),但不会引起结构的损坏(10m·s~(-2))。     

泵站选型及管道水力计算

就提水灌溉对泵站选型及水力计算进行探讨,根据地形、地质、水源条件用泵站将水提至高处,利用地形落差形成的压力水头,进行自压灌溉。具体内容包括:水源确定、管线布置、灌溉方式选择、泵站电气部分-求、灌区规模确定、压力管道管径确定、压力管水锤压力计算、管径选择与管道水力计算等,从而为泵站工程的设计与实施提供参考。     

某压气站最优运行费用计算规律

为了研究压气站的最优运行费用及其变化规律,基于BWRS方程编写了某压气站最优运行费用计算软件,其采用枚举法依次计算出某固定工况下所有压缩机不同分配的运行费用,并通过比选得出该工况下的最优运行费用。以构建的某管网系统的压气站(首站)为例,计算了其在不同工况(气源来气压力、下游各管道进气压力及气源来气总量)下的最优运行费用,并总结其变化规律:下游中压管道进气压力值(往复压缩机出口压力)是一个临界点,当来气压力不小于该值时,最优运行费用会有明显降低。此外,该站取得最优运行费用时,中压管道均处于满输状态,与边界条件变化无关。