Снижение вибрации трубопроводов энергетических установок гасителями пульсаций давления

Аннотация

Пульсации давления рабочей среды и их взаимодействие со структурой трубопроводов и компенсаторов являются одной из главных причин их повышенной вибрации, что может приводить к аварийным ситуациям, вызванным, например, автоколебаниями трубопровода со средой. Пульсации давления возникают в насосах, трубопроводах и компенсаторах при протекании среды за счёт вихреобразования, вибрации трубопроводов и компенсаторов от механических причин (вибрация насоса), турбулентных пульсаций давления в рабочей среде. Для снижения пульсаций применяют гасители пульсаций давления различных типов. В зависимости от конструкции гасителя пульсации давления он может снижать пульсации на порядок и более в широких полосах частот. Результирующая пульсация давления в сечении трубопровода складывается из суперпозиции бегущих и стоячих волн, пульсаций от локальных вихрей и турбулентных пульсаций среды. Это усложняет создание и оптимальное размещение в трубопроводе широкополосных гасителей пульсации давления, эффективных во всём нормируемом по вибрации диапазоне частот от 10 Гц до 1 кГц, в котором расположены оборотные и лопастные частоты большинства промышленных насосов. В результате исследований на специальном стенде получено снижение пульсаций давления экспериментальными широкополосными гасителями пульсаций давления в 10 – 100 раз в широком диапазоне частот (от 10 до 1600 Гц). Выявлено, что изменение граничных условий на концах трубопровода существенно влияет на уровень вибраций и динамических сил, создаваемых пульсациями давления в трубопроводе. Сделан вывод о необходимости дальнейших исследований в целях определения принципов оптимального размещения ГПД в трубопроводе для минимизации влияния пульсаций давления на вибрации трубопровода и передаваемые динамические силы. Приведена конструкция стенда пространственной системы трубопроводов с насосом и протоком воды, набором гасителей пульсации давления и компенсаторов для исследований влияния места установки гасителей и их эффективности на вибрацию трубопроводов и динамические силы, передаваемые на фундамент.

DOI: 10.71527/EP.EN.2025.08.005

EDN: OEVTGH