大流量下文氏管路激振的诊断与分析

《大流量下文氏管路激振的诊断与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第17卷增刊振动工程学报Vol.17No.S2004年8月JournalofVibrationEngineeringAug.2004大流量下文氏管路激振的诊断与分析邢桂菊’李文忠‘李晓杰2白敏丽2(’鞍山科技大学材料科学与工程学院鞍山，114044)('大连理工大学工程力学系和动力系大连，116023)摘要本文采用DY-3动态数据采集分析系统，对一大型热风炉振动的助燃空气输送管路进行了综合诊断分析，指出在大流量气体的输送条件下，管路上垂直安装的文氏流量管是振动的要害部位，以及系统激振力频率和管路结构的共振危险频率.并通过流体流动的数值模拟，进一步揭示了流动激振机制，

2、为高炉热风炉必要的二次工程设计提供了有意义的借鉴。关键词:文氏管;热风炉;输送管路;共振频率;激振力中图分类号:032热风炉是向高炉冶炼提供热风的钢铁企业重要用ADXL105型力平衡式微机械加速度传感器，与的大型热工设备，它拥有许多管路，承担着各种高负相应的放大器配合，其最高分辨率可达到IAg级，测荷、大流量流体的输送任务。其中包括燃料气体和助量范围在一5g-+5g之间，动态范围从直流到几燃空气等管路系统。为了满足生产工艺上的要求，往百赫兹，在整个测量范围内，非线性误差小于士。.往需要将某段管路设置成各种角度的转弯、变径，或2写，横向灵敏度小于0.5%0者安装阀门、

3、膨胀圈，以及加固定支承之类。文氏管1.2测试诊断对象流量计是测定大流量流体的计量装置，由于它的收缩和扩张管段的结构特征，使之具有特殊的流体力主要以热风炉的一段助燃空气支管路为测试对学行为，如二次环流或边界层脱离的壁窝产生，会形象。该管路具有3个900弯管和1个文氏流量管段，在成一种激振力〔‘一’〕，当它与气源激振力如风机或煤上下3个部位安装了若干测量探头，见图1。某工况气管网压力波动频率、燃烧不稳定脉动频率〔3^41、以测试参数为:助燃空气流量“000Nm3/h，预热温度及整个管路系统固有频率成分相重合或接近时，就1700C，直管段直径1.8m，平均流速21m/s，

4、收缩段会出现复杂的藕合频率效应，导致共振现象的发生。直径lm，平均流速38m/s，雷诺数最大值为1203输送管路的振动问题涉及到很多的领域，又如000。同时对风机运转信号进行了测试评价。航空航天、海洋船舶、石油化工、核动力等。国内外有大量的相关研究〔卜幻。但是就钢铁冶金领域来说，还很少有人对普遍使用的文氏流量管激振问题加以研究。本文为了探讨某一热风炉输送助燃空气管路系统在大流量下运转时出现强烈振动的成因机制，采用实测和数值模拟的方法加以综合诊断和分析。1测试研究1.1测试设备图1管路特征和主要测试位置测试仪器为DY-3便携式动态数据采集分析系1.3测试分析方法和结果

5、统，该系统可以根据需要设置若干个通路，每个通路均安装有自动程序控制放大器，放大倍数为680倍。改变助燃空气输送量，由DY-3便携式动态数系统配有大型组态豪华软件DASYLabo测量探头采据采集仪采集大小不同流量下各个测点信号，进行收稿日期:2004-04-30增刊邢桂菊等:大流量下文氏管路激振的诊断与分析1159以下数据处理和分析。(1)由时域分析，比较各测点信号振动幅值的大小，得出中部文氏流量管处测点2的信号和下部弯，n‘管处测点3的信号强度均远远大于上部测点1，可以，亡.I二初步判定管系振动要害部位的大致范围。，.n且l飞(2)根据函数的自相关和互相关性质，判断

6、测点﹂信号的性质和两测点信号间在不同时刻的相似程度oI-△._一习-IV1、卜-创r一.1.1等。3个位置的测点与风机测点信号呈相同周期性，0.00.1020.30.40.50石且具有100%的相关性，说明含有相同的激振力因素。图3各测点在7.81Hz不同幅值下的频次数(3)对各测点时域信号进行频谱分析(FFT)，得为了证明管路中的文氏流量管段的流动特殊出信号的频率结构和各频率分量的大小。各测点的性，对入口收缩到出口扩张段的区域，进行了切面剖频率结构成分与助燃风机运转频率结构的主要成分析，其各剖面均垂直于管中心。它的流动特征为:相同。即1.95Hz,3.91Hz,5

7、.86Hz,7.81Hz,9.77(1)在文氏管的人口和出口截面，均出现二次环Hz。再将风机运转频率与管系测点平均幅值相对流或壁涡流，见图4中的(a),(b)。这是造成流动不比，得知风机运转频率是管系的基本激振力因素，管稳定的现象之一。系频率的高幅值是与其藕合叠加的结果。(2)整个文氏管区域段大约有7m左右，此间气(4)用最大峰值统计法统计各频率成分在各种流流动呈现非线性的轴向脉动。气流先是向管中心幅值水平下的出现的波峰数值，称为频次n。在振动汇集，然后向管四周膨胀，接着又汇集，膨胀，呈渐密时刻具有高幅值频次的测点，是最危险的。得到测点2是管路振动的要害部位的充