為什么管道會(huì)發(fā)生振動(dòng)

發(fā)布時(shí)間：2018-09-30 14:41

　　管道系統(tǒng)是由管道、支撐管道的支架和與之相連的各種設(shè)備組成的，因此結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，且導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)的原因也很多。在通常情況下，由外界施加的機(jī)械載荷和內(nèi)部管道介質(zhì)的擾動(dòng)所引起的管道振動(dòng)是系統(tǒng)的主要振動(dòng)類型。除了泵或風(fēng)機(jī)等外部動(dòng)力會(huì)成為激勵(lì)源誘發(fā)振動(dòng)之外，內(nèi)部激勵(lì)源，如由于管內(nèi)介質(zhì)的流動(dòng)而產(chǎn)生的復(fù)雜作用力，也是振動(dòng)發(fā)生的原因。管道振動(dòng)的大小，也就是管道對(duì)這些激勵(lì)的響應(yīng)程度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù)取值、布置安裝和實(shí)際運(yùn)行狀況等多方面都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。而且組成管系的各種設(shè)備的型號(hào)、管道的尺寸大小與走向以及分布情況、管道系統(tǒng)支撐與所受的約束、實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)與設(shè)計(jì)的偏差等因素，都有可能導(dǎo)致管道系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)。

　　通常情況下，管道系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)主要是由下面四個(gè)方面的原因造成的：

　　1.機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力平衡性

　　與管道系統(tǒng)相連的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械(比如汽輪機(jī)組、泵、風(fēng)機(jī)等)的不平衡力過大，以及基礎(chǔ)等設(shè)施的設(shè)計(jì)不當(dāng)，將使轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械本身產(chǎn)生振動(dòng)，并通過基礎(chǔ)或其他設(shè)施傳遞給管道，牽連管道振動(dòng)。

　　2.管道內(nèi)部流體流動(dòng)速度的大小

　　管道系統(tǒng)布置得不合理(比如彎頭太多頻繁改變走向)情況以及管件(比如閥門、孔板)對(duì)流體的作用，使介質(zhì)流場突然改變，會(huì)導(dǎo)致管道振動(dòng)；當(dāng)流體在管道中流動(dòng)時(shí)，若流速過大并超過某一允許流速時(shí)，也可能引起管道內(nèi)產(chǎn)生“湍流”，導(dǎo)致管道振動(dòng)。所以在管道的設(shè)計(jì)規(guī)定中，一般都會(huì)根據(jù)管道輸送的流體種類、應(yīng)用場合、管道種類等因素限制管道內(nèi)流體的允許流速。

　　3.管道內(nèi)流體的脈動(dòng)壓力

　　氣流脈動(dòng)是引發(fā)管道振動(dòng)的.主要原因。管道內(nèi)的流體主要通過壓縮機(jī)或泵加壓進(jìn)行，這種加壓方式是周期性的，因此，有可能引起管道內(nèi)的實(shí)際壓力圍繞在平均壓力上下波動(dòng)，即形成所謂的“脈動(dòng)壓力”。

　　4.液擊振動(dòng)

　　輸送液體的管道中，由于生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)過程的調(diào)節(jié)，常需要啟閉閥門，水泵和水輪機(jī)也有可能發(fā)生突然開、停的情況。這種時(shí)候，管道內(nèi)的液體速度就會(huì)發(fā)生突然變化。有時(shí)還是十分激劇的變化液體速度的變化使液體的動(dòng)量改變，反映在管道內(nèi)的壓強(qiáng)迅速上升或下降，并伴有液體錘擊的聲音，這種現(xiàn)象稱為液擊現(xiàn)象，也叫做水錘或水擊。液擊造成管道內(nèi)壓力的變化有時(shí)是很大的，突然加壓嚴(yán)重時(shí)可使管子爆裂，迅速降壓形成的管內(nèi)負(fù)壓可能使管子失穩(wěn)。液擊還常導(dǎo)致管道振動(dòng)、發(fā)出噪音，嚴(yán)重影響管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行。