压缩机出口管线的减振分析及优化设计

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：瑙区丝日期：沙，乒．6．6关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学

2、校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在X年解密后适用本授权书。口非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：匦壑选盟壹日期：却，似6。6日期：劲嗽6．6学位论文数据集中图分类号TVl31．3+3学科分类号530．31论文编号1001020140709密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化工大学作者姓名陈宏鸿学号2011200709获学位专业名称化工过程机械获学位专业代码

3、080706课题来源其他项目研究方向压力容器分析设计论文题目压缩机出口管线的减振分析及优化设计关键词管道振动，气流脉动，固有频率，有限元分析论文答辩日期2014．6．5t论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师钱才富教授北京化工大学化工过程机械评阅人1周俊波教授北京化工大学化工过程机械评阅人2段成红副教授北京化工大学化工过程机械答辩委员会主席王奎升教授北京化工大学化工过程机械答辩委员l吴大鸣研究员北京化工大学聚合物加工答辩委员2何立东研究员北京化工大学振动控制答辩委员3杨卫民教授北京化工大学聚合物成型加工答辩委员4张有忱教授北京化工

4、大学机械设计及摩擦学答辩委员5薛平研究员北京化工大学聚合物加工答辩委员6张亚军教授北京化工大学机械控制答辩委员7周俊波教授北京化工大学化工过程机械征：一．四．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它中图分类号在《中国图书资料分类法*查询。学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／Tl3745-9)《学科分类与代码》中查询。论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要压缩机出口管线的减振分析及优化设计往复式压缩机是一种重要的流体输送设备，广泛应用于化工、核能、海洋工程、交通运输等国家支柱产业。在运行过程中，活塞周期性的吸气、排气，使流体产生脉动压力，管

5、道受流体撞击后极易发生振动，影响到装置的正常运行。此外，流体振动系统与管道结构振动系统均具有自身固有频率，当压缩机激振力频率与二者之一相同或相近时会发生共振，对生产安全造成严重威胁。因此，控制压缩机管线的振动，尤其是对避免共振问题的研究，具有十分重要的意义。本论文对两个振动系统的固有频率进行了理论推导，并利用有限元软件对复杂管系的气柱固有频率、压力脉动及机械固有频率进行了计算。主要研究内容和结论如下：(1)阐述了气流压力脉动、气柱固有频率与共振管长的计算公式，以及有限元方法在计算流体压力脉动中的应用。利用PULS软件建立复杂管系气柱模型，并进行了相应的模态分析与气流脉

6、动分析，计算出低阶情况下气柱的固有频率与压力脉动值。(2)对管系机械结构固有频率的理论计算进行了简单推导，应用管道应力分析专用软件CAESARII建立复杂管系模型，并进行了静力及动力分析，计算得出管系应力分布及低阶固有频率值，将其与压缩机激振力频率及相同模型的气柱固有频率进行了比较，提出了避免共振发生的方法。(3)应用ANSYS软件对单一管道支架进行分析，将托板与管道的接触方式简化为筋板支撑、接触对、整体简化处理三种方式，并对三种简1北京化工大学硕士学位论义化方式的计算结果进行了对比；对带有支管及支撑筋板的大直径管道进行了应力分析，比较得出支撑筋板对振动位移的控制作用

7、；总结了压缩机管道控制的常用方法。关键词：管道振动，气流脉动，固有频率，有限元分析ABSTRACTVIBRATIoNDAMPINGANAI』YSISAND0PTIMIZATIONDESIGNOFTHERECIPROCATINGCOMPRESSoRPIPELINEAsfluidconveyingequipment，reciprocatingcompressorsarewidelyusedinchemical，nuclear，oceanengineering，transportationindustryandothernationalpillarindu