ZW型往复式压缩机及其管系流固耦合振动分析与减振技术研究

来源 :北京石油化工学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xtb0909
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本文采用一体化的一级往复压缩机出口管路系统模型开展气固耦合研究,分析实验台管路系统振动超标的原因,创新性设计了一款线圈可拆卸更换、多阻尼、双磁场的半主动-被动式磁流变阻尼器,实验和仿真手段验证了磁流变阻尼器的减振效果。主要研究如下:(1)基于一体化气固耦合技术的管路系统振动超标原因仿真分析。利用实验与数值模拟技术互为验证的方法,探究基于一体化气固耦合模型的实验台管路系统振动超标原因。研究结果表明:管路系统振动超标的原因是在1倍频(第一阶固有频率)处发生了共振,考虑气固耦合作用的数值模拟结果更接近于实验值,验证了仿真方法的正确性。预测耦合作用下高压和超高压气流对管道固有频率的影响,结果表明:当气体压力在195~300MPa之间,固有频率基本会随着工况的提高而增加,研究结果为管路系统振动特性研究中何时需要考虑气固耦合作用提供参考。(2)基于磁流耦合技术创新性设计了磁流变阻尼器。利用剪切阀式磁流变阻尼器的工作原理与理论基础研发了一款线圈可拆卸更换、双隔膜和弹簧-多阻尼、双磁场和隔磁-多磁场调控结构的半主动-被动式磁流变阻尼器应用于管路系统的减振。利用ANSYS磁场分析和磁流耦合分析模块对磁流变阻尼器进行预测评估,结果表明:绕组线圈所产生磁场强度、磁通量密度、电流密度,满足磁流变阻尼器磁场的分布设计要求;在永磁、电磁和隔磁作用下磁流变液流速、压力分布、磁感应强度分布、洛伦兹力分布,符合磁流变阻尼器中磁流变液的工作规律。(3)基于多目标、多参数的优化减振技术研究。采用多目标、多参数优化法研究磁流变阻尼器应用在管路系统上的最佳减振效果,结果表明:最佳安装位置为距离管路L5出口处弯管右侧0.007m、最佳刚度为2801N/mm。对比研究刚性管夹、阻尼器和磁流变阻尼对管路系统振动控制效果,实验结果表明:安装刚性管夹降幅为43.76%,安装阻尼器降幅为78.64%,磁流变阻尼器降幅为80.17%,磁流变阻尼器减振效果优于其它减振装置的减振效果,进一步验证了减振技术的有效性。
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