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如何避免隔膜压力表结构共振细节介绍

返回列表发布日期:2019-09-02 09:15:01    |    


      最常见的隔膜压力表故障形式是疲劳,工程师必须确保其压缩机和膨胀机中使用的隔膜压力表设计用于处理导致交变应力条件的压力波动。为实现这一目标,现代隔膜压力表设计涉及使用分析工具(如计算流体动力学(CFD))来预测空气动力学行为(包括压力载荷)和有限元分析(FEA)以预测对施加压力的应力响应。阅读下面的文章你将了解如何避免隔膜压力表结构共振。
      避免隔膜压力表结构共振可以采用不同级别的保真度,顶层是流固耦合分析,其中考虑了结构挠度对空气动力学的影响。这种类型的分析测量气动弹性响应,通常称为颤振。更常见的是,航空问题与结构问题分开解决。CFD预测的稳态和振荡压力被映射到结构模型上。然后通过静态或动态结构分析预测应力响应。然后基于平均和交替应力状态以及材料进行疲劳评估。
      众所周知,在共振条件下隔膜压力表位移和应力水平急剧增加。因此,隔膜压力表设计者的一个关键目标应该是避免共振以防止快速疲劳失效。工程师有一个称为干涉图的工具,用于评估隔膜压力表结构共振的可能性。
      例如,设计成以14,700 RPM运行的带盖(罩?。└裟ぱ沽Ρ?。最初的设计包括17个隔膜压力表叶片和19个靠近隔膜压力表外径的扩散器叶片。
      图中描绘的是该隔膜压力表的干涉图。此时,结构分析尚未进行,因此没有绘制固有频率。该图显示了为避免共振而应避免的激励。激励频率(y轴)必须落在叶片通过(VP)的倍数上。在这种情况下,绘制两条水平红线:1X VP(19X运行速度)和2X VP(38X运行速度)。x轴表示模式形状的节点直径。
      为了避免发生共振,不仅频率必须匹配,而且模式形状必须具有特定的节点直径。这是曲折线进入的地方,节点直径必须等于差值在叶片数(B)和叶片数(V)的倍数之间。Z字形线与水平叶片通过线相交的位置是电位共振的激发位置。对于这种情况,必须避免在叶片通过时表现出两个节点直径的固有频率。对于2X VP的固有4个节点直径的固有频率也是如此。
      图中描绘了通过FEA模态分析预测的固有频率。不幸的是,在这种情况下,干扰出现在两个激发点附近。描绘了涉及轮毂和护罩振动的双节点直径模式形状。由于该分析是在设计阶段进行的,因此该问题很容易纠正。将叶片数量改为22可以清除干扰并防止发生昂贵的隔膜压力表故障。新叶片计数的更新干扰图如图所示。
      隔膜压力表结构共振的方面也与叶片盘和叶片有关。此处未考虑的其他重要相关主题包括叶片失谐、应力加强、包装涡轮叶片、谐波强制响应、阻尼技术和分析、特定FEA技术和边界条件,以及车轮共振和转子动力学之间的关系。隔膜压力表或叶片盘设计师应该精通这些主题以防止疲劳失效。相关产品推荐:雷达液位计、 电磁流量计、 金属管浮子流量计、 孔板流量计、 磁翻板液位计、 差压变送器、 磁翻板液位计厂家 电接点压力表 北京布莱迪、

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