1) Пульсации в трубопроводах представляют собой внезапное изменение скорости и давления жидкости. Однако основной причиной пульсаций является изменение давления.
2) Волна давления распространяется со скоростью звука.
3) Скорость пульсаций не зависит от скорости движения газа в трубопроводе.
Высказаны интересные и практически важные предположения о том, что в прямолинейном трубопроводе вследствие высоких скоростей распространения пульсаций последние гасятся на весьма значительном расстоянии от источника возникновения.
Эффективность всякого противопульсационного устройства зависит от его способности рассеивать или преобразовывать энергию пульсаций.
Пульсационное движение жидкостей и газов в трубах широко распространено в технике и оказывается неизбежным спутником возвратно-поступательного неравномерного движения поршня всех поршневых, тепловых, гидравлических и пневматических машин. При перекачке как газа, так и жидкости поршневыми нагнетательными установками динамические явления обусловлены возвратно-поступательным движением масс в цилиндрах этих машин и соответственно непрерывными изменениями расхода газа или жидкости, которые сопровождаются изменениями давления
Наибольшее влияние на образование пульсации оказывает процесс впуска и выпуска газов из цилиндра поршневой машины в присоединенный трубопровод, на чем и следует особо остановиться. Предположим, что поршень приобретает в какой-либо момент ускоренное движение. В результате начавшегося движения перед лобовой поверхностью поршня образуется область измененного состояния газа. До этой области газ находится в со стоянии покоя. Граница, разделяющая две области, распространяется в сторону невозмущенного состояния со скоростью звуковой волны. Величина этой скорости зависит от температуры газа в области невозмущенного состояния. Внутри области возмущенного состояния газ имеет различные для отдельных сечении трубопровода величины давления, температуры, удельные веса и скорости движения, отличные от их значении для невозмущенной области. Изменения состояния газа вдоль оси трубопровода в возмущенной области образуют так называемый фронт волны.
Рассматривая распространение ноли, необходимо учитывать движение газа в трубопроводе, вызванное затухающими колебаниями от волн предшествующих циклов. Следовательно, волна, идущая от поршня, проходит в этом случае участки трубопровода, в которых газ уже находится в возмущенном состоянии. Направление движения газа на этих участках может совпадать и быть противоположным направлению распространения волны. При совпадении направлений распространения волны и движения газа скорость перемещения волны по трубопроводу увеличивается, в противном случае - уменьшается.
Таким образом, в зависимости от мгновенного состояния газа и сочетания направления движения газа и волны на отдельных участках трубопровода скорость перемещения каждой фазы волны при ее перемещении по трубопроводу непрерывно изменяется. Изменяется и амплитуда результирующего колебания в зависимости от смещения фаз. Характер возмущений определяется вихреобразованием и колебаниями газовой струи, возникающими из-за непрерывного изменения действующих на нее сил. Такое представление вполне удовлетворительно совпадает с записями кривых давления за клапаном, из которых видно, что импульсы давления довольно правильно периодически повторяются, причем каждый импульс состоит из двух частей:
а) области резкого нарастания давления, что обусловлено разностью давлений внутри и снаружи цилиндра в момент открытия клапана;
б) области пониженного давления, происхождение которой в основном объясняется выталкиванием газов поршнем.
Движущийся пульсирующий ноток жидкости или газа, взаимодействуя со стенками трубы, вызывает механические колебания трубопроводов, связанного с ними оборудования и опорных конструкций, собственная частота колебании которых близка к частотам пульсации давления. На длинном прямолинейном участке трубопровода пульсация давления движущегося потока жидкости или газа распределяется равномерно по трубе, а потому здесь не могут возникнуть значительные силы, способные возбудить колебания трубопровода. Такие колебания возможны лишь при резонансе, когда даже небольшие продольные усилия, вызванные местным сопротивлением, например шероховатостью трубы, овальностью или изменением поперечного сечения ее, могут возбудить значительные поперечные колебания трубопровода.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.