Вибрации трубопроводов. Причины колебаний трубопроводов. Собственные частоты колебаний трубопроводов. Экспериментальные исследования колебаний трубопроводов нагнетательных установок, страница 19

Таким образом, необходимая степень гашения пульсации давления определяется отношением фактической степени неравномерности к допустимой. Какая же амплитуда пульсаций давления газа в трубопроводах допустима, т.е. не вызывает разрушительных колебаний трубопроводов, не уменьшает надежности эксплуатации измерительной аппаратуры, не влияет на потерю мощности машин и т.п. На этот вопрос дать определеный ответ затруднительно, так как допустимая пульсация зависит от многих особенностей нагнетательного агрегата: рабочего давления, скорости работы, системы расположения и крепления трубопроводов, их диаметра и др. Однако вопрос о выборе допустимой неравномерности пульсаций давления газа в трубопроводе имеет большое практическое значение.

А.П. Герман считает целесообразным принимать допустимую неравномерность пульсаций давления газа в зависимости от производительности машин (табл. 7.3). М. И. Френкель /38/ и некоторые зарубежные авторы рекомендуют ограничивать неравномерность пульсаций давления следующими значениями: для всасывающей и межступенчатых линий
δ₂ = 0,04 - 0,08 и для нагнетательных линий δ₂ = 0,02 - 0,04.

Таблица 18

Допустимая неравномерность пульсаций давления газа в трубопроводе

В работах А.П. Германа и других допустимая неравномерность пульсаций δ₂ принимается без достаточных оснований как функция минутной производительности компрессора, а скорость распространения неравномерности пульсаций давления газа в трубопроводе приравнивается к скорости перемещения среды. В действительности этот процесс протекает со скоростью звука. Неравномерность давления обусловлена главным образом частотой пульсаций потока, поскольку амплитуда пульсаций газа пропорциональна величине рабочего давления и не зависит от того, на каком участке трубопровода (на всасывающем, нагнетательном или межступенчатом происходит процесс.

Рост производительности часто влечет за собой увеличение диаметра трубопровода, что существенно снижает динамические и прочностные характеристики трубной обвязки. Коэффициент затухания пульсаций давления газа в трубопроводе с увеличением диаметра резко падает, а кольцевые напряжения в стенках трубы значительно возрастают. Повышение производительности нередко сопровождается увеличением рабочего давления во всасывающем и нагнетательном трубопроводах, что связано с ростом амплитуды пульсаций давления. И, наконец, причиной несчастных случаев при эксплуатации компрессорных станций несравненно чаще являются вибрации в трубопроводах больших диаметров, нежели малых.

На основании проведенных исследований пульсирующего потока газа в трубопроводах компрессорных станций и опыта эксплуатации действующих нагнетательных установок, Н.А. Гладких считает возможным рекомендовать единую допустимую степень неравномерности δ₂ потока газа в трубопроводах длявсех компрессорных установок, широко распространенных в промышленности, независимо от производительности, числа оборотов и количества ступеней машин, но с некоторым учетом динамической устойчивости системы и рабочего давления в трубопроводе:

а) для трубопроводов, укрепленных на низких бетонных опорах, рекомендуется принимать δ₂ = 0,01;

б) для трубопроводов, расположенных на кронштейнах стен зданий или на мачтовых опорах с рабочим давлением до 25 атм, значение  δ₂  следует снизить до 0,007, а при рабочем давлении свыше 25 атм - до 0,005;

в) для контрольно-измерительных приборов значение δ₂ нужно принимать равным 0,003. При расчете обвязки компрессорных установок поток газа с δ₂ = 0,003 можно считать установившимся.

7.8. Снижение пульсаций давления камерами