高揚(yáng)程泵站壓力管道振動(dòng)特性研究.pdf

1、我國的高揚(yáng)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(yùn)行，很多泵站都存在著不同程度的安全隱患，如管道振動(dòng)幅度大、運(yùn)行噪音大等問題，其中，壓力管道振動(dòng)會(huì)直接影響整個(gè)泵站輸水管路運(yùn)行的安全和效率。本文開展高揚(yáng)程泵站壓力管振動(dòng)特性研究，進(jìn)一步分析管道振動(dòng)的激勵(lì)原因，研究管道的振動(dòng)機(jī)理，對(duì)于保障大型泵站壓力管道的安全運(yùn)行，提高泵站壓力管道的運(yùn)行效率具有重大的現(xiàn)實(shí)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(duì)象，采用DASP（Data Acquisition& Signal Processing）軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，并利用ANSYS建立流固耦合數(shù)值模型，對(duì)泵站壓力管道和機(jī)組進(jìn)行激勵(lì)源辨識(shí)，確定壓力管道運(yùn)行期間最容易振動(dòng)變形的部位，得到不同工況下的壓力管道振動(dòng)的主要振源及其主頻，進(jìn)而分析管道的振動(dòng)特性。
　　具體的研究內(nèi)容包括：①DASP現(xiàn)場試驗(yàn)測試，數(shù)據(jù)采集和整理，為激勵(lì)源分析做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備；②采用時(shí)域分析法研究試驗(yàn)工況下引起管

3、道振動(dòng)的原因以及管道在不同工況下容易振動(dòng)變形的位置；③采用頻譜分析法分析壓力管道在開停機(jī)過程和穩(wěn)定運(yùn)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(dòng)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(duì)管壁的振動(dòng)影響,對(duì)不同工況進(jìn)行有限元模擬分析；⑤通過現(xiàn)場試驗(yàn)和流固耦合有限元結(jié)果對(duì)比，分析壓力管道的振動(dòng)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(yáng)程泵站壓力管道

4、振動(dòng)的振源有水流激勵(lì)、離心泵等設(shè)備引起的機(jī)械振動(dòng)、電磁振動(dòng)以及管道自身的振動(dòng)。開機(jī)過程的主振源為水流激勵(lì)，機(jī)械振動(dòng)是穩(wěn)定運(yùn)行過程的主要振源，關(guān)機(jī)過程的主要振源先為電磁振動(dòng)，隨后變?yōu)闄C(jī)械振動(dòng)。
　?。?）基于ANSYS建立流固耦合模型，采用附加水體質(zhì)量法進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析結(jié)果表明；在管道運(yùn)行過程中彎管段與大小管相接段振動(dòng)比較明顯，模擬結(jié)果和DASP的現(xiàn)場試驗(yàn)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)