压力管道系统是国内各个炼油厂重要应用和设备管理对象，尤其是压力管道系统中的震动固有频率数据分析，对各个炼油企业有效管理管道，避免因共振而发生破坏有着积极作用，本文将对基于ansys的压力管道系统的震动固有频率进行分析，希望能为对此有需求的朋友提供参考或帮助。
压力管道设备管理
基于ansys压力管道系统
很明显，国内各炼油厂均面临着往复式压缩机的机体和管路系统的振动问题，不同的企业采用不同的方式处理管道共振问题，因为强烈的共振可能导致管道破裂和并会产生巨大的噪声，这是炼油企业无法承受的损失与压力，企业应该及时找出压力管线振动的原因并采取有效地减震措施。
而基于ansys软件的管道系统固有频率算法，通过此计算案例检验，最后分析所得数据，使得在解决管道系统振动方面有了参拷数据，在此数据基础上采取相对应的措施把管道系统振动尽可能的降到最低。得在工作中压力管道的振动控制一定要远离固有频率，以避免发生共振而使管道系统发生破坏失效。
基于ansys压力管道震动烈度测试
通过振动烈度列表看出螺杆泵、出入口管线中的振动都超标。其中螺杆泵垂直向、出口管线1～5测点、入口管线1、3测点振动尤为突出。实践证明，引起管系强烈振动的主要原因是管道结构固有频率与激发频率发生共振,或者管道内气流的压力不均匀度过大,从而对管道产生很大作用力。所以须该复杂管道结构进行固有频率分析,以确定激发频率是否落在结构固有频率的共振区内。
基于ansys压力管道震动固有频率有限元模型建立
1.定义单元属性
即在该模型建立中，需要定义单元类型、实常数以及材料属性等。具体如下所示。
(1)单元类型
在ansys软件中，共提供了16 大类单元模式,针对不同的分析实体以及想要得到的分析结果,结合ansys软件的具体功能, 可选用与之匹配的单元，如选用 solid 186单元建立 3D 管道几何模型, solid 186单元具有20节点可用于实体单元，能够满足输液管道较高分析精度的要求，所以选用此单元比较合适。
(2)实常数
在ansys软件中,因每种单元类型都有与之相对应的单元实常数项及特定的输入顺序,所以,在输入实常数一定要注意在单元手册中查找此项内容, 否则会影响分析过程。一种单元既可以有多组实常数, 也可以有的单元不需要实常数, solid 186在分析管道振动问题时就不需要输入实常数。
(3)材料属性
对于通常所用的线性材料, 其属性包括弹性模量、线膨胀系数、主泊松比、次泊松比、剪切模量、阻尼比、均质材料阻尼系数、摩擦系数、质量密度等。在具体的分析中,可根据具体的分析内容选择以上的若干项。
2.网格划分控制
网格划分控制选项并不是必需的，因为采用缺省的网格划分控制对多数模型都是合适的, 如果不设置网格划分控制, ANSYS 会采用缺省设置对网格进行划分。
(1)网格类型选择: 有自由网格和映射网格两种形式可供选择。本例采用自由网格划分。
(2)网格划分控制,网格划分控制主要是指单元尺寸的控制。单元尺寸决定着生成节点、单元的数量及有限元模型接近实体的程度,进而决定了分析结果的精度。同一实体,根据分析的目的、部位的不同, 可采用不同尺寸、不同密度的网格。在我们比较关心的部位,网格划分得细一些,与分析相关性不大的地方则划分得粗糙一些。考虑到计算机资源的有限性,在实际运行过程中,往往需经过多次调试才达到理想结果。
压力管道系统之设备管理软件
3.加载
需要加在分析对象上的载荷包括集中载荷、表面载荷、体载荷、惯性载荷、耦合场载荷等。载荷既可施加在几何模型上,也可施加在有限元模型上,或二者混合使用。但是加在几何模型上的载荷独立于有限元网格,不必为修改网格而重新加载,但加在有限元模型且要修改网格时,必须先删除载荷,再修改网格,然后重新加载。但不管施加在何种模型上,求解时载荷必须全部转换到有限元模型上。本例中要加的载荷为管壁的压力,压力值0.66-0.68MPa,施加在所有管道内壁的面上。
4.后处理观察结果
模态分析的结果将被写入到结构分析中的结果文件 Jobname.RST 中，其内容主要包括：①固有频率。②已扩展模型。③相对应力和力分布。结果显示，通过使用ansys固有频率分析，得到了出入管线各前30阶的固有频率，典型阶次的模态振型图、变形图。为分析润滑油出入管线的振动提供的理论参考依据。对压缩机的管线振动是否是由共振引起有着重要的参考作用。
压力管道系统减震措施建议
通过上述基于ansys的压力管道震动固有频率分析结果可知，炼油厂在管道减震方面最好做到以下几方面：
1.控制管线的固有频率,使固有频率同气流脉动频率错开,以避免机械共振的发生。
2.减小弯头数和管线转弯角度使管线平直,以减少气流激振力。因弯管处的激振力与转弯角度相关,减小转弯角度可以增强减振效果。管线的激振力主要产生于弯头和异径管的接头处。因此在管线的设计、改造中应尽量减少弯头的使用。3.运用阻尼材料或增加支撑等可以进行振动的被动控制。
4.采用管线减振器或液压式阻尼器。
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