高揚程泵站壓力管道振動特性研究.pdf

1、我國的高揚程輸水泵站大部分都建于上世紀(jì)七八十年代，隨著常年的生產(chǎn)運行，很多泵站都存在著不同程度的安全隱患，如管道振動幅度大、運行噪音大等問題，其中，壓力管道振動會直接影響整個泵站輸水管路運行的安全和效率。本文開展高揚程泵站壓力管振動特性研究，進一步分析管道振動的激勵原因，研究管道的振動機理，對于保障大型泵站壓力管道的安全運行，提高泵站壓力管道的運行效率具有重大的現(xiàn)實意義。
　　本文以甘肅省景泰川電力提灌工程二期總干七泵站1＃壓力管

2、道為研究對象，采用DASP（Data Acquisition& Signal Processing）軟件進行實驗測試，并利用ANSYS建立流固耦合數(shù)值模型，對泵站壓力管道和機組進行激勵源辨識，確定壓力管道運行期間最容易振動變形的部位，得到不同工況下的壓力管道振動的主要振源及其主頻，進而分析管道的振動特性。
　　具體的研究內(nèi)容包括：①DASP現(xiàn)場試驗測試，數(shù)據(jù)采集和整理，為激勵源分析做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；②采用時域分析法研究試驗工況下引起管

3、道振動的原因以及管道在不同工況下容易振動變形的位置；③采用頻譜分析法分析壓力管道在開停機過程和穩(wěn)定運行過程中的振源及相應(yīng)主頻，通過功率譜法確定不同工況下引起管道振動的主振源；④建立流固耦合有限元仿真模型，通過附加水體質(zhì)量法模擬水體對管壁的振動影響,對不同工況進行有限元模擬分析；⑤通過現(xiàn)場試驗和流固耦合有限元結(jié)果對比，分析壓力管道的振動特性。主要研究結(jié)論包括以下內(nèi)容：
　?。?）基于 DASP測試系統(tǒng)結(jié)果分析得到：高揚程泵站壓力管道

4、振動的振源有水流激勵、離心泵等設(shè)備引起的機械振動、電磁振動以及管道自身的振動。開機過程的主振源為水流激勵，機械振動是穩(wěn)定運行過程的主要振源，關(guān)機過程的主要振源先為電磁振動，隨后變?yōu)闄C械振動。
　　（2）基于ANSYS建立流固耦合模型，采用附加水體質(zhì)量法進行了數(shù)值模擬，分析結(jié)果表明；在管道運行過程中彎管段與大小管相接段振動比較明顯，模擬結(jié)果和DASP的現(xiàn)場試驗分析結(jié)果吻合。
　　本文研究得到的結(jié)論不僅可以為同類待建工程的管道結(jié)