輸流管道動(dòng)力學(xué)分析及減振研究.pdf

1、管道作為重要的介質(zhì)傳輸元件，在化工、電力、石油等行業(yè)有著極其重要的應(yīng)用，但是管道振動(dòng)問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重制約了裝備的大型化發(fā)展、降低裝備運(yùn)行的可靠性，甚至還會(huì)造成嚴(yán)重事故，因此對(duì)輸流管道進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析和減振研究顯得極為重要。本文結(jié)合河南某電廠再熱熱段蒸汽管道的振動(dòng)問(wèn)題對(duì)輸流管道進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性研究并提出減振建議。
　　本文通過(guò)對(duì)輸流管道進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析和減振研究，分別從固體側(cè)和流體側(cè)對(duì)影響管道振動(dòng)的因素進(jìn)行分析，并對(duì)管道進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析

2、，研究其在非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)下管道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，同時(shí)利用專業(yè)管道分析軟件對(duì)電廠再熱熱段蒸汽管道進(jìn)行分析。
　　首先本文以ANSYS Workbench為平臺(tái)著重研究管道壁厚、約束位置、管道內(nèi)徑、位移約束等對(duì)管道固有頻率的影響，同時(shí)考慮流固耦合對(duì)管道固有頻率的影響，并且對(duì)不同約束條件下的彎管進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。
　　其次以Fluent軟件為分析平臺(tái)，在ANSYS ICEM中對(duì)一半的管系進(jìn)行建模并進(jìn)行結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分，分別對(duì)穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)

3、流動(dòng)下流體的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析。結(jié)論認(rèn)為管道壁厚、管道內(nèi)徑和位移約束對(duì)管道的固有頻率有較大的影響；約束位置對(duì)管道的動(dòng)力學(xué)特性影響較大；由于管內(nèi)流體是過(guò)熱蒸汽，所以考慮流固耦合和不計(jì)流固耦合對(duì)管道的固有頻率影響不大；在對(duì)流體進(jìn)行流場(chǎng)分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)在彎頭處出現(xiàn)對(duì)旋的二次流動(dòng)。
　　接著利用管道分析軟件CAESARⅡ?qū)φ麄€(gè)管系進(jìn)行靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，并結(jié)合上述的結(jié)論，給管系增加阻尼和位移約束，發(fā)現(xiàn)增加阻尼對(duì)管道的一次應(yīng)力、二次應(yīng)力和管道的

4、固有頻率都會(huì)產(chǎn)生增大的影響，增加阻尼和位移約束會(huì)使管道的一次應(yīng)力和固有頻率增大，管道的二次應(yīng)力降低，管道節(jié)點(diǎn)的最大位移明顯減小，從原來(lái)的257.246mm減小到23.417mm，隨著位移約束的增大，一次應(yīng)力略微增大，二次應(yīng)力明顯降低，固有頻率不變。最后給出了此再熱熱段蒸汽管道的減振意見(jiàn)。
　　本文通過(guò)對(duì)輸流管道進(jìn)行動(dòng)力學(xué)特性分析，提出減振方案建議，對(duì)減小管道系統(tǒng)二次應(yīng)力、提高管道的固有頻率、降低操作工況下管道系統(tǒng)的最大位移有明顯的