管道振动产生的原因浅析

文摘 2024-11-20 18:26 河北

管道内部的介质多为流体，即气体或液体，因此管道以内部介质种类分为气体管道和液体管道。由于管道内流体参数往往是随时间而变化的，因而常导致管道振动。与往复机械相联的管道内部介质特性波动比较常见，因此往复机械相关管道振动也是常见异常现象之一。在介绍管道振动原因之前，我们先了解一下流体在管道内的流动。

1、可压缩流体与不可压缩流体

如果流体的密度等于常数，我们就称它为不可压缩流体；反之若其密度不等于常数，就称为可压缩流体。一般情况下，液体的可压缩性很小，通常按不可压缩流体处理；若压力变化很大（液压冲击），则应当按可压缩流体处理。气体的可压缩性相对比较大，但当气体压力变化较小，且流速也很小时，可按不可压缩流体处理。习惯上马赫数M＜0.15～0.3的气体流动问题近似地当做不可压缩流体处理。马赫数，c－声速，u－气体流速。

2、定常流动与非定常流动

根据流体流动参数是否随时间变化的特性，可将流动分为定常和非定常流动。

定常流动，是指流场中各点的流速v、压力p、密度ρ 和温度T 等流动参数均不随时间而改变的一种流动，因此也称稳定流动。

非定常流动，是指流场中固定空间点上的任一流动参数，随时间而改变的一种流动，也称非稳定流动。

3、层流与湍流

流体在管道内流动时，根据流体质点的运动是否紊乱，其流动状态可分为层流和湍流。

层流是指流体质点间相互不混杂的流动，亦称片流。

湍流是指流体质点相互混杂而无层次的流动，亦称紊流。

湍流时，由于液体质点的不规则运动，使空间上任一点的流速无论其大小或方向都随时间而变化（其它流动参数也可能随时间而变化）。因此，湍流实质上总是非定常流动。从层流转变为湍流时，管道内流体的平均流速称为临界流速。

4、允许流速

管道内流动的流体的允许流速，通常由不产生振动和不产生水击等因素来决定。以下给出了几种实际应用情况下的流体在管道内的允许流体。

管道振动产生的原因及危害

1、液体管道

一般来说，管道系统的压力和流量波动是产生液体管道振动的主要原因，造成波动的根源包括以下几个方面：

液压系统中换向阀关闭，突然停止管道中液体流动，出现液压冲击，使管道产生振动。在图1所示液压系统中，当换向阀开启且开度不变时，液体在管道内保持稳定流动。开始时管道内液体自左向右流动，此时管道中的流速和压力称为起始流速和起始压力。

液压系统控制的运动部件制动时产生的液压冲击使管道产生振动。如图2所示，液压动力源经换向阀供油，从右管道进入执行元件液压缸右腔，活塞组件带动外负载向左运动。当换向阀突然关闭，油液被封在液压缸两腔及左、右管道中，由于惯性，活塞组件的运动不能立即停止，急需运动，使液压缸及左管道内液体受压缩，压力急剧上升，最终达到某一压力峰值，于是液压缸及管道内将产生液压冲击。当运动部件的动能，全部转化为液体的弹性能时，活塞组件将停止运动。此时液体的弹性能开始释放，并改变活塞组件的运动方向，使活塞组件向右运动。这样交替变换运动方向，将持续地振荡一段时间，使管道产生振动，直到液压系统的内泄漏、外泄漏及摩擦损失耗尽了全部能量之后，管道的振动才能停止。

液体流经节流口处，将引起空穴现象，致使管道产生振动。在流动的液体中，因流速变化引起压降而产生气泡的现象称为空穴现象。空穴现象将使管道产生噪声和振动，并使管道内部表面受到腐蚀。图3所示为液体流经节流口处出现空穴现象的示意图。当液体流到图示节流口的喉部位置时，根据伯努利方程，该处压力值将降到很低。若在工作温度下，此压力值如低于液体的空气分离压，溶解于液体中的空气将迅速大量分离出来；如低于液体的饱和蒸汽压，液体将迅速汽化。不论是前者还是后者，液体中都将出现大量气泡，这些气泡随着液体流到压力较高的部位处，因受不了高压而破灭，产生局部的液压冲击，发出噪声并引起管道振动。

液压系统中，因U形管内液体的振动而引起管道振动。

液压泵和液压马达的结构参数、液压泵的进油管道设计不正确，将产生管道的振动。

管道内液体的流动速度过快，管道系统的设计与配置不正确，而产生管道振动。

2、气体管道

气体流动激励管道产生的机械振动。管道内所均匀充满的气体称为气柱。气柱具有可压缩及膨胀的性质，因此气柱本身是一个具有连续质量的弹性振动系统。弹性振动系统受到一定激励后，将会产生振动。压缩机汽缸的周期性吸气和排气，使气流的速度和压力产生周期性的变化，即气流脉动，形成对管道内气柱的激励，使气柱振动。管道内气柱振动的结果，将产生管道内的压力脉动，从而形成管道的振动。

机械振动系统激励管道产生的振动。管道本身、管道附件和支架等所构成的管路系统实际上也是一个机械振动系统，当压力脉动作用在管路的转弯处或管道截面变化处，将产生不平衡力，此力将引起管道的机械振动。

生产实践表明，压缩机机组及管道的振动，绝大部分都是气流脉动所引起的。气流脉动将激发管道产生机械振动。管道振动反过来又会引起机组的振动。因此，消除管道系统的振动，首先应考虑消除气流脉动。

来源：网络

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5NDkxNTUyNQ==&mid=2649229376&idx=1&sn=38ddd58a2b0361d21e608a173ab148b9

今日压缩机

及时报道压缩机行业动态，着重推广压缩机行业优秀企业、先进技术、优质产品，打造压缩机行业可靠平台！

最新文章

螺杆压缩机的振动诊断及防振研究

江增重工成功签约LNG再液化用磁悬浮直驱透平膨胀压缩一体机

年省180万元！这家企业实现节能“大逆转”！

离心压缩机振动故障综合分析

开利转子压缩机正式投产

史上最全骨架油封的安装方法及注意事项

志高机械ZEGA工程螺杆空压机批量入驻印尼市场

哈电集团压缩空气储能市场实现新突破

管道振动产生的原因浅析

连云港碱业空压机顺利完成联动试车

往复式压缩机常见故障及处理方法

石化机械：“氢”风拂京城海外崭头角

国内首台八级整体齿轮组装式离心压缩机组顺利下线

石化机械：“中国心”让储气库动力澎湃

浅谈离心压缩机工作原理特点及问题处理方法

寰球工程联泓格润EVA项目二次压缩机主机吊装就位

往复压缩机现场安装时需要注意哪些问题？

哲达科技助力首钢迁钢节能提效

金星集团5G工厂项目荣登2024年国家级名录

自贡通达井口集气撬压缩机组已平稳运行4个月

轴流压缩机运行和问题

丰电金凯威为某百强化学集团新项目建设提供八套压缩机关键装备

国产最大功率！济柴“大国重器”压缩机注气3亿立方保川渝民生

压缩空气系统节能的高阶方式

空压机安全运行技术

匠心16载——中鼎恒盛定制化打造高品质隔膜压缩机

久鼎环境科技活塞式压缩机产品通过CE认证

中国船舶衡远科技氢气隔膜压缩机研发通过首件鉴定

中国船舶七〇三所燃气轮机产业斩获多个新订单

中国船舶七一一所火炬气压缩机组海外订单通过验收

豪迈CHB2往复式压缩机助力西南油气田页岩气高效开采

阿特拉斯·科普柯二氧化碳压缩机在CCU中的应用

国产化首台套燃驱压缩机组动力涡轮投产成功

丰电科技：行业内首部 “青龙1号” AI大模型引领节能降碳新引擎

舟山中远海运重工一级能效空压站房挂牌仪式圆满成功

往复式压缩机的气流压力脉动及其引起的管道振动

东亚机械荣获压缩机行业“标准化工作先进单位”

石化机械三机分公司50万方高抗硫压缩机助力普光气田

毅合捷创新研发『宽流量并联式电动空压机』，氢内燃机应用示范再添新翼

天蓝公司联合盈信新能源公司：工艺气压缩机研发项目圆满成功

金星撬装高转速工艺压缩机荣获“成都工业精品”荣誉

东方通用压缩机通过省级企业技术中心认定

雅迪勤全新一代盾构专用空压机KD55W助力济南轨道交通建设

“江增造”再次助力国家重点研发项目！

马来欧圣首台空压机组装下线

淮河能源燃气集团芜湖LNG高压压缩机A机空气负荷开车圆满成功

螺杆压缩机振动故障的分析及处理

金星集团氢能装备产业园项目启动

丰电科技再获知名医药巨头订单，提供高效压缩空气技术保障

300MW级F级燃气轮机盘车装置成功实现国产化研制

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉