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    管路系統的主要指標探究

    2019-08-21   來源:   點擊數:0次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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     中國鋼管信息港編輯人員獲悉:流體管道的動態方程與電路中的動態方程十分相似,GerstoftP(1987)將電路模擬理論運用于風洞管路測壓系統,取代了從前對流體動力方程直接求解的方法。以及對管道動態分析進行了進一步研究。江蘇真空泵基于電路傳輸線理論提出了流體管道的耗散模型并用矩陣傳遞關系來表達管路輸出與輸入端的壓力及流量關系,較之遞歸式的Bergh_Tijdeman方程,非遞歸式的耗散模型運用起來更加方便,但他沒有給出并聯管道的方程。本文基于電路傳輸線理論,推導了可用于并聯管道的方程,使耗散模型的應用范圍擴展到并聯管道,并將計算結果與并聯管道的Bergh_Tijdeman方程以及實驗值進行了比較。
      
      測壓管路系統中的PVC管、固定在模型表面測壓孔處的金屬短管以及限制器都可認為是簡單管道;測壓管路系統中的氣動總管以及傳感器內部的腔體可用容腔來描述。
      
      在考慮傳感器羅茨水環真空機組對頻響函數的影響時,一般把它等效為一個簡單管路和容腔的串聯體系。
      
      從模型表面測壓孔的銅管至氣動總管(pneumaticmanifold)的輸入管之間有平行連接的PVC管,實際操作時要求這些平行連接的PVC管的長度和管徑完全一致。這不僅是因為計算和實驗操作的方便,更重要的是管道尺寸將影響信號發生畸變的程度。如果平行連接的PVC管的長度和管徑不一致,氣流從模型表面測壓孔至氣動總管時,經過這些管道后發生畸變的程度就有所不同,這樣一來信號在氣動總管內迭加后就不能反映真實的情況。在實驗時,平行連接PVC管道的長度和管徑要一致,并且應盡可能短一些,這樣就可認為氣流從模型表面測壓孔至氣動總管時基本沒有發生畸變。
      
      中國鋼管信息港編輯人員獲悉:基于耗散模型的并聯管道方程并聯管道的B-T方程是遞歸式的,這給實際使用時帶來不便,本文下面基于傳輸線理論,用數學歸納法推導用于并聯管道的耗散模型方程(限于并聯管道的長度和內徑均相同的情況),以彌補原先耗散模型方程只能用于串聯管路的不足之處。
      
      (1)以開孔中心為圓心,在管道上畫出直徑為113m的圓,將圓分為8等分(要對接114m管道只能開113m的孔)。
      
      (2)在圓周上及8等分直徑上,按鉆頭(20mm的鉆頭)直徑、兩孔周邊的距離為115mm用樣沖打好點。
      
      (3)在管道邊上焊好掛鉤鼻子,以備開完孔后拉出管板。
      
      (4)準備好松木塞子3000個、黃泥若干、鉆頭20個及手動鉆機5臺、開孔機一部、消防車及消防人員10人、救護車及救護人員10人、呼吸器30瓶、煤氣開孔隊員30人、更換鉆頭人員3人、后勤防護及監護人員40人、電氣操作維護人員3人;提前搭好6m見方的跑道平臺。
      
      (5)準備打孔,檢查電器、鉆機接地絕緣情況,按提前洋沖打好的點鉆孔,鉆好一個用松木塞子堵住一個,如有泄漏用黃泥堵塞,并在兩孔周邊留有115mm的邊,不能全部鉆通。
      
      (6)待圓周孔全部鉆完后,在開孔處焊好短節及閥門,在閥門法蘭上裝好開孔機,將開孔機上的倒鏈掛到掛鉤鼻子上,轉動絲杠時開孔機的頂尖對準開孔管道中心,往復轉動絲杠使得管板和管道脫離,后用開孔機帶出,關上閥門,開孔結束。
      
      (7)開114m孔管道需要20h。
      
      傳統工藝的弊端抽堵盲板停產開孔技術較安全,但停產面積大、停產時間長、影響面大、抽堵盲板多,檢修職工和煤氣接觸時間長,消耗人力物力多。不停產傳統管道開孔技術對生產影響小,但危險性大、環保性差。一旦手動鉆機和管道打火將產生重大事故;在鉆孔中難免有煤氣泄漏對人體危害大,特別是在拉出管板時大量煤氣冒出,對環保和人體危害極大,消耗人力物力多。
      
      方程、耗散模型與實驗值的比較為了驗證B-T方程和流體管道耗散模型的一致性,分別用這兩種數學模型對不同的管道系統進行分析,并將計算的管路頻響函數與實驗值進行了比較。管路系統的主要指標:有二個輸入管(長度為15mm)且容積為96mm3的氣動總管連接內直徑為1.4mm、800mm長度的PVC管;管路系統的主要指標:有四個輸入管(長度為15mm)羅茨水噴射機組且容積為256mm3的氣動總管連接內直徑為1.4mm、1200mm長度的PVC管,其結果表明B-T方程和耗散模型的計算結果完全相同(圖中兩者的曲線完全重合)。兩個方程計算結果的一致性也驗證了耗散模型并聯管道公式推導的正確性。
      
      中國鋼管信息港編輯人員獲悉:利用數學歸納法推導了用于并聯管道的方程,進一步完善了耗散模型。得到的并聯管道耗散模型對于今后進一步研究多通道測壓系統具有重要意義。分別用B-T方程和流體管道耗散模型對不同的兩個管道系統進行分析,其結果表明B-T方程和耗散模型的計算結果完全相同,并與實驗值吻合得很好,這也證明了理論推導的正確性。
      
      耗散模型的非遞歸式形式給計算將帶來較大便利,可能成為對管路系統的深入分析(如優化等)的基礎。本文提出的并聯管道耗散模型已經用于工程實踐對多通道測壓系統的頻響函數進行分析。
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