高揚程泵站壓力管道工作模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)減振措施研究.pdf

1、在我國西北地區(qū)建成了許多高揚程泵站及揚水灌區(qū),它們的出現(xiàn)和發(fā)展,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。但大型泵站經(jīng)過長期的生產(chǎn)運行,普遍存在著不同程度的因管道振動引起的安全隱患。這種隱患主要表現(xiàn)為振動幅度大、噪音大、結(jié)構(gòu)損傷嚴重等問題。這種劇烈的管道振動會直接影響整個泵站輸水管路的安全運行。本文開展高揚程泵站壓力管道激勵源辨識與其結(jié)構(gòu)減振研究,對于保障大型泵站壓力管道的安全運行具有重大的現(xiàn)實意義。
　　針對管道設(shè)計中存在的結(jié)構(gòu)

2、缺陷和泵站壓力管道不同運行工況下的管道振動問題,本文以甘肅省景泰川電力提灌工程一期總干二泵站4＃管道為研究對象,采用現(xiàn)場測試實驗以及Algor流態(tài)模擬、模態(tài)分析等綜合研究方法,對泵站壓力管道進行了瞬態(tài)應(yīng)力變形分析及其結(jié)構(gòu)減振技術(shù)方面的研究,得出了壓力管道振動固有頻率和不同工況下的變形結(jié)果,提出相應(yīng)的管道減振技術(shù)措施;研究的成果可為大型泵站的安全運行提供技術(shù)支撐,同時為泵站壓力管道的優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)。
　　具體的研究內(nèi)容包括:①

3、通過DASP現(xiàn)場測試,研究不同工況下壓力管道的振動頻率及變形特性;②應(yīng)用ALGOR有限元軟件進行流固耦合的仿真模擬,研究不同工況下水流的流速與流態(tài),為壓力管道的振動原因提供理論依據(jù);③應(yīng)用ALGOR進行仿真模擬,分析壓力管道固有模態(tài),并在此基礎(chǔ)上進行瞬態(tài)應(yīng)力分析,研究不同工況下管道變形特征;④分析、研究管道結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,為減小水流對管道的沖擊從而減小激振以及延長其使用壽命提供技術(shù)支持。
　　主要研究結(jié)論包括:
　　(1)論文

4、闡述了應(yīng)用DASP(Data Acquisition&Signal Processing)進行現(xiàn)場振動測試實驗的實現(xiàn),內(nèi)容包括:實驗對象的選擇,測點的布置和拾振器的安裝等測試系統(tǒng)的組裝工作,進行數(shù)據(jù)采集,濾波編輯及數(shù)據(jù)整理和保存的方法。運用SSI和ERA兩種時域模態(tài)分析方法,對現(xiàn)場試驗采集的數(shù)據(jù)信號進行處理,辨識泵站壓力管道的模態(tài)參數(shù)。
　　(2)論文采用ALGOR有限元軟件對壓力管道內(nèi)部流體進行3D模擬,得到水流流態(tài)及水流對管道

5、的作用力,驗證了由振動信號分析所得的水流流態(tài)的一致性。分析了壓力管道的固有模態(tài),并在前兩個計算結(jié)果的基礎(chǔ)上進行瞬態(tài)應(yīng)力分析,得到不同工況下管道的變形,進一步驗證了現(xiàn)場試驗的可靠性。
　　(3)論文最后對管道結(jié)構(gòu)振動提出了理論性方案,并對管道優(yōu)化進行了假設(shè),經(jīng)多次仿真模擬指出調(diào)整總管傾角能夠減小不穩(wěn)定水流對壓力管道的激勵作用,從而的出管道優(yōu)化方案。
　　本文研究結(jié)果表明基于DASP的泵站壓力管道振動測試,且與algor仿真模擬