天然气活塞式压缩机振动理论与方法研究

【摘要】： 活塞式压缩机被广泛用于天然气的开采和输送过程中。活塞式压缩机运行时,机器内部未平衡的惯性力、惯性力矩往往引起压缩机机组的强烈振动。强烈的机组振动不仅严重影响装置的正常运行,还以向外辐射的形式产生噪声并引起周边地面的振动,对工作人员的身心健康、周围居住人群的正常生活、建(构)筑物的安全及精密仪器的正常使用等造成巨大的危害。本文正是在这种背景下,基于振动学、弹性波动理论和声学等基本理论,从分析活塞式压缩机机组振动情况开始,深入研究由振动引起的噪声辐射和地面振动问题,形成了一个计算分析活塞式压缩机机组振动、噪声辐射和周围地面振动的新方法,对活塞式压缩机振动的研究具有重要现实意义。 本文的主要内容包括; (1)基于振动和弹性波动基础理论,根据弹性介质的应力、应变、应力与应变的关系(本构方程)及运动方程推导出弹性体三维空间波动方程;根据矢量场的分解,将弹性体三维空间波动方程分解为横波和纵波的波动方程;根据弹性流体本构关系和弹性体三维空间波动方程推导弹性流体中的波动方程; (2)分析活塞式压缩机机组类型、扰力类型及计算方法,分别根据“质点—弹簧—阻尼器”和“半空间理论”方法建立活塞式压缩机机组振动模型,并利用振型分解法和复变函数的概念和方法对两种振动模型进行分析和求解; (3)分析了机组振动辐射声场的特性,针对于活塞式压缩机振动辐射噪声的定解问题,将机组振动模型化为复杂振型的振动球源模型,根据弹性体三维空间波动方程和空间声场的Neumann边值条件建立振动球源定解模型,并利用分离变量法对模型进行求解; (4)根据现有的计算地面垂直振动振幅的经验公式和振动在弹性半空间自由面上产生的瑞雷波的特点,将经验公式和瑞雷波的定解模型相结合用于计算机组振动时地基表面的振动位移; (5)综合应用上述模型和方法,编制活塞式压缩机振动、噪声辐射和周围地面振动分析与计算程序,并根据算例结果分析各种模型及其计算方法的特点、适用范围以及局限性。 【关键词】：压缩机 振动 噪声 声辐射 弹性半空间 模型
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH45
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 引言8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 活塞式压缩机机组振动分析模式研究现状9-10
• 1.2.2 机组振动噪声辐射研究现状10-11
• 1.2.3 机组振动对周围地面影响研究现状11-12
• 1.3 本文的主要研究内容与创新点12-14
• 1.3.1 主要研究内容12-13
• 1.3.2 主要创新点13-14
• 2 活塞式压缩机振动分析基础理论14-28
• 2.1 振动学基本问题14-16
• 2.2 弹性波理论基础16-26
• 2.2.1 弹性理论17-20
• 2.2.2 弹性体三维空间波动方程20-24
• 2.2.3 弹性流体中的波动方程24-25
• 2.2.4 弹性波动模型的一般形式25-26
• 2.3 本章小结26-28
• 3 活塞式压缩机机组振动研究28-50
• 3.1 概述28-31
• 3.1.1 活塞式压缩机基础的结构类型28-29
• 3.1.2 活塞式压缩机基础的动力载荷29-31
• 3.2 简谐力作用下机组的振动分析31-41
• 3.2.1 质量—阻尼器—弹簧计算模式31-37
• 3.2.2 弹性半空间法计算模式37-41
• 3.3 简谐力作用下机组的振动模型的解41-49
• 3.3.1 质量—阻尼器—弹簧计算模式方程求解41-47
• 3.3.2 半空间计算模式方程求解47-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 活塞式压缩机振动噪声辐射分析50-64
• 4.1 振动声辐射问题的声学基础50-53
• 4.1.1 声学基本概念50-52
• 4.1.2 小振幅声波的波动方程52
• 4.1.3 声波传播的叠加原理52-53
• 4.2 活塞式压缩机振动噪声分析模型53-54
• 4.3 活塞式压缩机振动噪声辐射的定解模型54-63
• 4.3.1 活塞式压缩机振动噪声辐射的定解问题54-56
• 4.3.2 活塞式压缩机声源特性及波动方程求解56-63
• 4.4 本章小结63-64
• 5 机组周围地面振动研究64-74
• 5.1 机组振动时地基土中的基本波64
• 5.2 计算波传播时衰减的经验公式64-66
• 5.3 机组振动在地表面形成瑞雷波分析66-73
• 5.3.1 基本假设67
• 5.3.2 P波和SV波在自由面的入射和反射67-69
• 5.3.3 瑞雷波的定解问题69-70
• 5.3.4 瑞雷波定解问题的求解70-73
• 5.4 机组周围地面振动评价73
• 5.5 本章小结73-74
• 6 实例分析与应用74-89
• 6.1 概述74
• 6.2 计算程序74-77
• 6.3 实例应用与分析77-87
• 6.3.1 实例计算78-83
• 6.3.2 计算结果分析83-87
• 6.4 本章小结87-89
• 7 结论与展望89-92
• 7.1 结论89-91
• 7.2 展望91-92
• 致谢92-93
• 参考文献93-95

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

汽车排气消声器的实验与改进设计    刘剑,罗虹,邓兆祥,熊伟

车身结构振动与车内噪声声场耦合分析与控制    朱才朝,秦大同,李润方

家用小型制冷压缩机的噪声控制    杨伟成

地面波动分析若干问题    王贻荪

我国噪声与振动控制技术的现状与发展    章奎生,战嘉恺,吕玉恒

高速铁路桥梁的低频噪声研究    丁桂保,郑史雄

关于时域边界元法的若干研究    高耀南;韩玉雄;沈文钧;

小阻尼界面房间声传输函数和声脉冲响应函数的有限元素法    赵越喆,吴硕贤

分形有限元方法解外域声散射问题    吴国荣,戴辉,钟伟芳,梁以德

吸声材料研究的进展    周曦亚,凡波

机器辐射声场分析的新型计算方法研究    王秀峰

熔体泵的齿轮轴设计    肖海雁

基于遗传算法的双圆弧齿轮传动的优化设计    马爱忠

40MN双动厚板冲压机立柱的研究与设计    孙乃胜

室外消火栓撞断自锁机构设计    杨国太,奚正玉

曲轴轴颈轮廓形状对轴承使用性能的影响    杨国太,汪久高

施维英BP250HDE-15型混凝土输送泵辅助系统技术改造    吴光锦;

实际气体的单泡超声空化动力学方程及其数值分析    刘向远;张穗萌;施明华;

我国冷拔管技术的发展    刘铁军;

噪声污染危害及其控制方法    郭文宏

均匀脉动柱面声源阵高频辐射远声场特性的研究    郭业才

波动声场中的远场条件    张明敏;卢建斌;席泽敏;

西南民族大学录音棚声学设计    周远波;谢荣基;鄂治群;

不同激励条件下的舱内声场分布规律研究    薛旭瑞;曾向阳;王海涛;

基于亥姆霍兹积分法的低频换能器校准方法研究    靳建嘉;陈洪娟;王文芝;张虎;

一种利用宽带扫频测量透声窗最佳厚度的方法    周益明;王佳麟;翁汝莲;

簧片振动模态的有限元分析    许昊;吴胜举;孙军涛;

基于机械扫描的声波干涉测量研究    赵彩凤;郭建中;

Scholte波波速与流体杂质含量关系的模型研究    葛蕤;韩庆邦;朱昌平;

杆系结构振动计算的解析节点法    周俊;塔娜;饶柱石;

基于Westervelt方程的时域有限差分法模拟理想介质中非线性声场的传播    张振福;赵云;

多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究    姜恒

浅海中声能量分布的不均匀性对潜艇辐射噪声测量的影响研究    胡鹏涛

甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究    吕云飞

利用遗传算法对声障板优化设计的研究    曹宇

浅海甚低频声传播建模与规律研究    张海刚

青岛海湾大桥工程地质地球物理勘查关键技术研究    王福海

高压直流输电系统可听噪声预测系统的研究    魏浩征

压电复合结构主动吸声理论与方法研究    杨丹

内埋武器舱气动声学特性与噪声抑制研究    杨党国

树脂基碳纤维智能层的功能特性及其机理研究    郑华升

异形航空构件的专用超声换能器研制及检测应用    张倩

基于TMS320VC5509A的管道有源噪声控制系统研究    岳莎莎

罗茨鼓风机振动噪声分析与数值模拟研究    何敬玉

声表面波气体探测中的激光技术应用研究    刘红涛

双相介质中导波问题研究    吴淼男

矢量传感器多普勒定位研究    何文翔

水下低频隔声特性理论与实验研究    谭学者

浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究    李婷

基于CCD的光学水下声源探测方法研究    刘肖宇

水声材料反射系数自由场宽带测试技术    何旭东

轻质陶瓷吸音板    石瑞琦

金属多孔材料发展现状    汤慧萍,张正德

电机轴承噪声产生的原因分析    陈宇

用边界单元法计算离心风机噪声辐射    李继芳,颜祖卿,王尚锦,席光

弹性半空间表面在水平谐和集中力作用下的位移    王贻荪,王可成,贺台琼

关于边界元法中奇异积分的处理    臧跃龙，嵇醒

关于边界元法及其解的精度问题探讨    吴洪词;

利用边界点法计算结构振动声辐射的近边界声场    王秀峰,陈心昭

奇异积分的有限积分及其截断Hermite插值逼近    刘钊，陈心昭

全特解场边界元方法及其在计算振动体声辐射中的应用    刘钊，王有成，陈心昭

活塞式压缩机液压传动系统控制阀运动的计算    И.Е.Артаманова

活塞式压缩机可调回流气阀    吴荣仁

H22Ⅲ型压缩机使用情况诊断    李淑兰,陈建云

活塞式压缩机示功图计算机测试系统    管文华;

大连三洋压缩机有限公司博士后科研工作站挂牌成立    丁月然;

活塞式压缩机的维护保养及检修管理    唐克勤

活塞式压缩机的维护保养及检修管理    唐克勤

对在大型空气压缩机站中采用离心式压缩机的初步探讨    武迪;

活塞式压缩机变工况试验改造    李奇峰;刘博图;杨旭;

活塞式压缩机气体动力性噪声控制研究    赵斌;

活塞式压缩机的故障诊断与排除方法    王显明;于洪;代红旗;

基于Pro／E实现活塞式压缩机的运动仿真    吕颢;任挪颖;颜俊;晏刚;厉彦忠;

螺杆式或活塞式制冷压缩机——理论与实际的研究    张建一;杨坚;

基于知识的活塞式压缩机选型设计CAD系统研究    蒋工亮;唐海波;陈永光;

双速压缩机冷水机组的节能及效率特性    徐振勤;

活塞式压缩机出口管网振动控制新技术的研发    王银亮;祖丙诃;殷季慧;董成云;田英男;

大连三洋压缩机有限公司    

丹佛斯(上海)自动控制有限公司——Danfoss工业制冷产品介绍    

单机双级压缩机在食品冷藏链中的应用价值    刘强;何珊;俞晓磊;

无油润滑活塞式压缩机活塞杆密封器试验及讨论    赵玉和;

高新技术创造无限动力    李建明

雪梅公司调整战略“度冬迎春”    记者 胡安平　通讯员 陈宝琨 夏天

节能长寿压缩机成为“中国专机”    查世梁

上压100吨活塞压缩机运行稳定    崔玉平

选择空压机应注意的问题    张广仁

技术攀高峰 企业增活力    本报特约通讯员 李建明

产销两旺盈利能力持续提高    赵小莹

跨入新世纪的“一号工程”    本报记者 严盘成 通讯员 李建明

大连开发区凸现“总部效应”    本报记者 侯玉 通讯员 梁毅

春兰集团 以市场脉动为产业导向    刘海燕

活塞式压缩机主传动系统动力学分析与试验研究    陈磊

活塞式压缩机的计算机辅助设计与优化技术    孙奕鸣

15T2半无油活塞式空气压缩机设计和开发    徐军

活塞式压缩机气量无级调节系统的设计与研究    牛卫飞

活塞式压缩机管道的振动控制研究    肖高棉

活塞式压缩机排气量全量程无级调节系统的开发    宋健

活塞式压缩机计算方法的研究    韩绿霞

活塞式压缩机设计选型系统的研究与开发    方小菊

往复氢气压缩机管系振动原因分析及结构改进    常磊

4M12活塞式氧压机变工况运行的热力复算方法及试验研究    刘建平