Возмущающая сила ΔR с плавным углом поворота при пульсирующем потоке может быть определена по следующей зависимости:
Н. (7.8)
Выражение (7.8) представляет максимальное амплитудное увеличение реактивной силы на колено трубопровода но сравнению с Rраб при угле поворота β = 90°.
Для суждения о значимости сил, возникающих в трубной обвязке от действия пульсирующего потока, достаточно определить величину амплитуды возмущающего усилия на угле поворота в нагнетательном трубопроводе компрессора типа 2СГ-50, имеющего следующую характеристику:
Внутренний диаметр d, мм ………………………………. 62
Рабочее давление Р, кг/см ………………………………… 50
Угол поворота β, град …………………………………. 90
Степень неравномерности амплитуды пульсаций
давления δ …………………………………………………. 0,12
Максимальная амплитуда возмущающей реактивной силы определяется пульсацией давления
кг = 510 Н.
В приведенном примере принята весьма упрощенная расчетная схема, поскольку для определения амплитуд усилии, связанных с изменением массы, температуры и коэффициента плотности в зависимости от времени, требуются большие математические вычисления. Однако даже этот расчет амплитуды возмущающей силы при изменении направления движущегося пульсирующего потока в трубной обвязке дает представление о реальной величине возникающих периодических усилий в трубопроводе при работе компрессора.
Таким образом, периодические изменения давления жидкости пли газа в результате взаимодействия движущегося пульсирующего потока с внутренней поверхностью трубы могут вызвать механические колебания трубопроводов, связанного с ними оборудования и опорных конструкции.
7.3. Собственные частоты колебаний трубопроводов
Существенное значение для оценки состояния вибрирующей конструкции имеет сопоставление ее вынужденных и собственных колебаний. При определении собственных колебаний трубопровод можно рассматривать как неразрезную балку.
Собственные колебания гибких трубопроводов рекомендуется возбуждать мгновенным сбрасыванием подвешенного груза. В этом случае трубопровод колеблется с начальной амплитудой, равной начальному прогибу. Пели трубопроводы менее гибкие, применяют ударный метод возбуждения колебаний.
При определении собственных вертикальных колебаний используют копровую установку. Для возбуждения горизонтальных колебаний применяют горизонтальный таран. Оба эти приема, особенно копровая установка, имеют недостаток: груз участвует в колебательном движении и влияет на точность записей, как частоты, так и амплитуды колебании.
В зарубежной литературе есть ссылки на опыты возбуждения собственных колебаний путем взрыва.
Вызвать собственные колебания массивных конструкций часто бывает затруднительно. В таких случаях следует пользоваться резонансной кривой, записанной при различных оборотах двигателя нагнетательной установки.
Если собственная частота конструкции меньше частоты вращения машины, то при пуске и остановке она будет находиться в резонансной зоне.
На компрессорных станциях собственные колебания трубопроводов
можно измерить при вынужденных колебаниях. Трубопровод выводится из состояния равновесия ударом в вертикальном или горизонтальном направлении.
Анализ проводится по виброграммам:
1) с наложенными волнами, свидетельствующие о значительной разности частот собственных и вынужденных колебаний (рис. 7.4,а);
2) с ясно выраженным биением, получающимся при
собственных и вынужденных колебаниях, мало отличающихся по своей частоте
(рис. 7.4,б).
Рис. 7.4.Примеры виброграмм колебаний трубопроводов:
а - виброграммы с наложенными волнами; б - виброграммы с биением
В первом случае частоты колебаний обоих тонов определяются непосредственно по масштабу времени виброграммы. Во втором - истинные частоты подсчитываются на основании частот биений.
Частота собственных колебаний отдельных участков трубопроводов обвязки нагнетательных установок может определяться по формуле
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.