Явление пульсации давления в трубопроводах характерно не толь-
ко для таких пневматических систем, как паропроводы, газопроводы,
воздухопроводы, но и для гидравлических систем: трубопроводов для
транспортировки конденсата и питательной воды на электростанциях
[3], нефтепроводов [11], систем регулирования и смазки (масло), ка-
нализационных систем и систем теплоснабжения [12]. Отдельно стоят
вопросы о нежелательных пульсациях в проточной части эксперимен-
тальных установок и их влиянии на погрешности измерения параме-
тров потока [13].
Обзор методов расчета.
Существующие методики контроля ви-
бросостояния трубопроводов и общепринятые методы снижения ви-
брации в условиях наличия высоких пульсаций давления не могут
считаться достаточно эффективными для решения задач повышения
безопасности эксплуатации трубопроводов.
Для снижения вероятности аварий, связанных с наличием виброна-
грузок, необходимо иметь информацию о возбуждающей силе (ампли-
туде пульсации давления
Δ
p
). Несмотря на очевидную актуальность
получения виброакустических характеристик для трубопроводных си-
стем произвольной пространственной конфигурации определение ча-
стот (
f
) и амплитуд пульсаций давления (
Δ
p
) в проточной части рас-
сматриваемых систем с учетом особенностей источника возмущений
потока до сих пор вызывает затруднения.
Расчеты трубопроводов на прочность и устойчивость регламен-
тированы действующими нормами СНиП 2.05.06-85 “Магистральные
трубопроводы” [14] в нефтяной и газовой промышленности и ПН АЭ
Г-7-002-86 “Нормы расчета на прочность оборудования и трубопрово-
дов” для тепловой и атомной энергетики. Нормативы предписывают
отстройку первых трех собственных частот трубопровода от частот
возмущающих воздействий. При этом в [14] рекомендуется для рас-
чета частоты пульсаций и в трубопроводе, генерируемых вихревым
течением, для местных гидравлических сопротивлений использовать
эмпирическую формулу
f
ip
= (200
. . .
500)
V
D
i
,
(3)
где
V
— скорость потока;
D
i
— диаметр сужения в местном сопроти-
влении.
Однако, возможность определения частот пульсаций давления в
местных сопротивлениях с приемлемой точностью при использовании
формулы (3) не очевидна. К примеру, возникает вопрос, как определять
частоты пульсаций давления, генерируемых местными сопротивлени-
ями сложной пространственной конфигурации, такими как арматура,
или источниками пульсаций, в которых нет сужений сечения, напри-
мер поворотными коленами.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 3 5
