换热站充液管道振动与噪声控制研究

摘要

输送流体的管道广泛应用于各个工业领域，发挥着极其重要的作用。但是管道的振动严重影响了管道的可靠性，而且还恶化了工作环境；严重的管道振动会引发管道的破裂。本课题以“兖矿某换热站振动与噪声控制工程”为研究背景，通过分析管道内流体的流动特性，来研究管道振动特性；以便寻找减振措施，降低管道振动，减小因管道振动而造成的损失。
　　本文主要研究内容有：
　　首先，概述了换热站充液管道振动的起因以及充液管道振动源的特性。充液管道振动主要是管道内流体脉动力和管壳结构噪声产生的，与水泵、阀门、管道等结构特性密切相关，涉及分流管、弯管等结构的流体动力特性。
　　其次，应用工程流体力学方法建立了换热站充液管道的流固耦合动力学模型。运用计算流体力学Fluent软件分析了充液直管、弯管与分流管的流场特性，设定直管、弯管、分流管仿真分析的初始条件，讨论了三种管道在恒定初速度和脉动初速度条件下压力变化。
　　再次，采用充液管道流固耦合动力学模型，建立了流体与管壳的相互作用方程。运用ANSYSWorkbench软件建立充液直管的单向流固耦合模型进行模态分析，求解三种不同支撑间距管道振动的模态参数，对比分析了管道振动特性。
　　最后，采用滤波器、整流孔板和缓冲罐等方法，探讨了抑制管道脉动的减振降噪措施。建立消减充液管道脉动力的综合评价指标，分析了减振管道效果。

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Contents

1绪 论

1.1 课题背景和意义

1.2 管道系统振动的研究现状

1. 3 本课题思路及研究内容

2充液管道振动源特性分析

2. 1 换热站循环泵动态特性

2. 2 管道中阀门工作特性

2.3管道部件流场特性

2. 4 本章小结

3充液管道内流动力学建模与仿真

3. 1 工程流体力学基本方程

3.2 湍流模型

3.3 CFD计算流体力学建模

3.4 设定流场的边界

3.5 几种管道流场仿真分析

3.6 本章小结

4 充液直管流固耦合动力学建模与分析

4.1 直管运动理论

4. 2 直管流固耦合仿真分析

4. 3 本章小结

5 充液管道减振降噪措施

5.1 管道振动控制

5.2 消减管道脉动措施

5.3 本章小节

6 总结与展望

6.1 本文总结

6.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况