高揚(yáng)程泵站管道振動(dòng)特性分析.pdf

1、雖然我國的水資源總量豐沛，但由于國民人口基數(shù)大和水資源空間分布不均衡，再加上近些年來科技和社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步導(dǎo)致人民對(duì)物質(zhì)需求的急速提高，目前狀況下的水資源已明顯無法支撐社會(huì)的發(fā)展和人民的生活的需要。因此，如何改變水資源現(xiàn)狀和解決用水的問題日益成為全社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)和科學(xué)界研究的熱點(diǎn)。高揚(yáng)程輸水泵站因其能夠改善水資源的空間不均衡、對(duì)應(yīng)用區(qū)域環(huán)境要求不高和實(shí)施成本低廉的特點(diǎn)，成為目前常用的手段。泵站在輸水過程中因?yàn)楸谜镜臋C(jī)械安裝精度不夠和水流的

2、氣錘等原因，致使泵站及管道在運(yùn)行狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生不同程度的劇烈振動(dòng)，這種振動(dòng)對(duì)泵站管道的健康運(yùn)行產(chǎn)生極其不利的影響。管道振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致管道損傷開裂，或者影響臨近建筑物安全，或者導(dǎo)致泵站發(fā)生事故。為了預(yù)防泵站管道即將發(fā)生的災(zāi)害，進(jìn)行高揚(yáng)程泵站管道振動(dòng)特性的研究十分必要。本文以甘肅景電提灌工程二期泵站的代表性壓力管道為對(duì)象，研究該結(jié)構(gòu)的振源組成及其影響。通過理論分析結(jié)合原型觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)組運(yùn)行及開機(jī)關(guān)機(jī)過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率進(jìn)行識(shí)別，確定其動(dòng)荷載來

3、源。分別統(tǒng)計(jì)泵站結(jié)構(gòu)主要部位振動(dòng)達(dá)峰值時(shí)不同頻率所占比重，計(jì)算實(shí)測(cè)工況頻帶能量對(duì)總振動(dòng)響應(yīng)的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：泵站壓力管道在開機(jī)、運(yùn)行以及關(guān)機(jī)等不同時(shí)段的主要振動(dòng)原因是變化的，因此在進(jìn)行減振處理時(shí)需要針對(duì)不同情況選取不同的措施。利用有限元軟件ANSYS建立泵站壓力管道流體單元數(shù)值模型，識(shí)別出管道的振源，確定管道在不同工況下最容易產(chǎn)生振動(dòng)變形的部位。最后，由于不同工況下壓力管道振動(dòng)的主要振源并非恒定不變，需要針對(duì)各工況的主要振源提出相應(yīng)的減

4、振措施。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴運(yùn)用DASP系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：運(yùn)用時(shí)域分析法探究不同工況下管道振動(dòng)的原因以及最容易產(chǎn)生變形的位置；運(yùn)用頻域分析法探究管道在開機(jī)、停機(jī)以及穩(wěn)定運(yùn)行過程中的振源和與之相對(duì)應(yīng)的主頻；運(yùn)用功率譜法進(jìn)一步地確定各個(gè)不同工況下管道振動(dòng)的主要振源。⑵運(yùn)用流體單元法建立起有限元仿真模型，模擬了壓力管道的振動(dòng)變形過程，結(jié)果表明在彎管處和兩管交匯處振動(dòng)比較嚴(yán)重，其結(jié)果與DASP現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的分析結(jié)果一致