高揚程泵站管道振動特性分析.pdf

1、雖然我國的水資源總量豐沛，但由于國民人口基數(shù)大和水資源空間分布不均衡，再加上近些年來科技和社會的發(fā)展進步導(dǎo)致人民對物質(zhì)需求的急速提高，目前狀況下的水資源已明顯無法支撐社會的發(fā)展和人民的生活的需要。因此，如何改變水資源現(xiàn)狀和解決用水的問題日益成為全社會關(guān)注的焦點和科學(xué)界研究的熱點。高揚程輸水泵站因其能夠改善水資源的空間不均衡、對應(yīng)用區(qū)域環(huán)境要求不高和實施成本低廉的特點，成為目前常用的手段。泵站在輸水過程中因為泵站的機械安裝精度不夠和水流的

2、氣錘等原因，致使泵站及管道在運行狀態(tài)時產(chǎn)生不同程度的劇烈振動，這種振動對泵站管道的健康運行產(chǎn)生極其不利的影響。管道振動會導(dǎo)致管道損傷開裂，或者影響臨近建筑物安全，或者導(dǎo)致泵站發(fā)生事故。為了預(yù)防泵站管道即將發(fā)生的災(zāi)害，進行高揚程泵站管道振動特性的研究十分必要。本文以甘肅景電提灌工程二期泵站的代表性壓力管道為對象，研究該結(jié)構(gòu)的振源組成及其影響。通過理論分析結(jié)合原型觀測數(shù)據(jù)，對機組運行及開機關(guān)機過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)振動頻率進行識別，確定其動荷載來

3、源。分別統(tǒng)計泵站結(jié)構(gòu)主要部位振動達峰值時不同頻率所占比重，計算實測工況頻帶能量對總振動響應(yīng)的貢獻。結(jié)果表明：泵站壓力管道在開機、運行以及關(guān)機等不同時段的主要振動原因是變化的，因此在進行減振處理時需要針對不同情況選取不同的措施。利用有限元軟件ANSYS建立泵站壓力管道流體單元數(shù)值模型，識別出管道的振源，確定管道在不同工況下最容易產(chǎn)生振動變形的部位。最后，由于不同工況下壓力管道振動的主要振源并非恒定不變，需要針對各工況的主要振源提出相應(yīng)的減

4、振措施。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴運用DASP系統(tǒng)對現(xiàn)場測試得到的數(shù)據(jù)進行分析：運用時域分析法探究不同工況下管道振動的原因以及最容易產(chǎn)生變形的位置；運用頻域分析法探究管道在開機、停機以及穩(wěn)定運行過程中的振源和與之相對應(yīng)的主頻；運用功率譜法進一步地確定各個不同工況下管道振動的主要振源。⑵運用流體單元法建立起有限元仿真模型，模擬了壓力管道的振動變形過程，結(jié)果表明在彎管處和兩管交匯處振動比較嚴重，其結(jié)果與DASP現(xiàn)場試驗的分析結(jié)果一致