活塞式压缩机的管道振动原因及防振措施

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1、维普资讯http://www.cqvip.com运行与维修Operation＆Mainlenance活塞式压缩机的管道振动原因及防振措施湖南石油化工职业技术学院(414000)熊慧英【摘要】活塞式压缩机的管道振动，不仅会使管道与阀门、附件等的连接松动，还会使管道疲劳破坏并产生裂缝，严重时导致介质大量泄漏，引起燃烧爆炸。除此之外，振动还会影响吸、排气效果，机组效率降低。因此，活塞式压缩机的防振是一个非常重要的课题。现就活塞式压缩机管道振动产生的原因及防振措施作了分析，提出了防振措施，给出了应用实例。【关键词】活塞式压缩机管道振动气流脉动防振措施一n——活塞式压缩机转速，单位为r／

2、min；、活塞式压缩机管道振动产生的原因活塞式压缩机产生管道振动的原因很多。归纳起来——谐波阶次。在自由振动情况下气柱振动的频率叫气柱固有频主要有两方面，一方面来源于压缩机本身的惯性力和力率。它与管道长度、管道上容器容积大小、布置方式等矩，另一方面来源于气流脉动。实践证明，现在使用的有关。它的大小，决定了气柱共振与否当_厂。=(0．8压缩机所产生的管道振动，大多数为气流脉动所引起。因此，消除管道振动的首要措施是消除气流脉动，下面～1．2)时，管道产生气柱共振。~Lut,，气体压力波动成倍增大，管道出现强烈振动。因此，正确计算出管就气流脉动引起振动的原因作一讨论。道气柱共振频率，

3、对防止气柱共振的产生有着重要意气流脉动引起的管道振动，同时存在两个振动系义统，一个是气柱振动系统，另一个是机械振动系统简单管道气柱固有频率计算公式如下：1．气柱振动系统(1)一端封闭一端开启的管路(见图1)管路系统内所容纳的气体通常叫气柱，由于气柱可f=ic／4L(l、3、5⋯)以压缩膨胀，并有一定的质量。因此，气柱本身就是一式中c——声速；个振动系统，当气柱受到一定激发后，会形成一定的受——共振管长；迫振动。压缩机的运行对管路产生周期性的激发，当气——阶次。柱对此激发作出响应时，就形成气柱受迫振动，振动的(2)两端均为封闭管路(见图2)结果表现为压力脉动。一般活塞式压缩机出口

4、所产生的脉动压力，相对于管内平均压力比较小，而管道内的阻尼很大，因而它所引起的气柱振动不会太大：但当激发频率与气柱固有频率相等或相近时，就会激发气柱产生气柱共振图1一端封闭一端开启的管路_厂。=iron／60(i=l、3、5⋯)式中r．——激发频率；——曲轴一转内，在管道一个端口处，向管道吸、排气次数；图2两端封闭的管路2O06年第9期，ww．tyix．net维普资讯http://www.cqvip.com运行与维修Operation&Maintenance运行与应用GM=ic／2L(1、2、3⋯)R=2pSsin／~(3)两端均为开启管路(见图3)式中尺——弯管上的激振力；f

5、=ic／2L(i=1、2、3⋯)p——管道内气流的脉动压力值；(4)带有较小容积的管路(见图4)s——管道通流面积；tan(co／c)=AC／Vco——弯管弯角=式中∞——圆频率，∞=2厂，单位为l／s；尺就是由于脉动压力引起作用在弯管上的激振力．c——声速，单位为m／s；弯角越大，激振力越大。——容积，单位为m；尺的大小还与气流的压力脉动有关，脉动压力P越A——管道截面积，单位为m；大，尺越大压力脉动的幅度可由压力不均匀度来表达管道上容器容积大于10倍管道容积时可视为开启=(P一Pmin)／p端，压缩机出、八端可看为封闭端。式中p——管内最大压力；Pmin——管内最小压力；p

6、——平均压力，P=(PPmin)／2=越大，压力脉动的幅度越大，脉动气流对管道的激发力越大，管道振动越强烈。管道振动系统还存在着另外一种情况，引起管道剧图3两端开启的管路烈振动。即在气流压力不均匀在允许值范围内的情况下，只要激发频率等]或近似于管道系统固有频率之一，就会引起管道机械共振。此时，管道振动出现最大振幅。管道结构固有频率是管道系统作同步自由振动时的图4带有较小容器的管路频率：它的大小与该系统的质量和刚度有关：2．管道振动系统固有频率计算公式为：管道结构也是一个振动系统，当脉动气流遇到管路f=g／ast／2弯头或管截面变化时，会产生激振力，在它的激发下，式中——管道静变

7、形量；管道系统作出响应，形成管道振动，压力波动越大，激g——重力加速度发力越大，管道振动就越强烈。现以弯管为例(见图由以上分析可知，气柱共振，大的激振力及管道机5)，说明激振力产生的原因及影响激振力大小的有关因械共振，都会引发管道强烈振动尤其是当激发频率、素。气柱固有频率、结构固有频率三者相等或相近时，管道和气柱均处于共振状态，导致管路发生最强烈的振动，机器无法使用。因此，消除管道振动，可以从消除气柱共振、减弱激振力和避免管道机械共振三方面人手。二、防振措施1．防止产生气柱共振对一台活塞式压