Снижение низкочастотных колебаний в жидких рабочих средах судовых трубопроводных систем

• Автор: Куклин, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И
СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Физические аспекты работы гасителя пульсаций давления рабочей среды в трубопроводной системе
1.2. Анализ эффективности работы различных типов гасителей пульсаций в трубопроводных системах и обоснование выбора
1.3. В ыводы по разделу
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ИМПЕДАНСНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ НА СНИЖЕНИЕ НИЗКОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ
В ВОЛНОВОДАХ
2.1. Оптимизация конструктивного исполнения резонаторов Гельмгольца
по массогабаритным и акустическим показателям
2.2. Особенности применения резонаторов Гельмгольца в трубопроводных системах морских судов
2.3. Эффективность группы резонаторов, установленных вдоль оси волновода
2.4. Влияние воздушных включений в полости резонаторов Гельмгольца
на эффективность их работы
2.5. Выводы по разделу
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Исследования работы резонаторов Г ельмгольца в замкнутых волноводах с жидкими рабочими средами
3.2. Эффективность установки резонаторов Гельмгольца в сечении волновода

3.3. Испытание резонаторов Гельмгольца в судовых трубопроводных системах
3.3.1. Испытание резонаторов Гельмгольца в системе рулевой гидравлики
3.3.2. Испытание резонаторов Гельмгольца в трубопроводной системе охлаждения теплообменника холодильной машины
3.4. Оценка применения упруго-инерционных элементов для снижения гидродинамического шума судовых систем
3.5. Выводы по разделу
4. ОЦЕНКА КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ РЕЗОНАТОРОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СУДОВЫХ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ
4.1. Расчет характеристик и частоты собственных колебаний резонатора Гельмгольца с учетом податливости корпуса резонатора, болтовых соединений и фланцев
4.2. Резонатор с герметичным упруго демпфирующим элементом
4.3. Выводы по разделу
5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ
ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И
СОКРАЩЕНИЙ
ВАХ - виброакустические характеристики;
Г7ЇЇТТ - гидродинамический шум;
ПГВ - парафин, глицерин, вода;
УДЭ — упругодемпфирующий элемент;
ЭУ - энергетическая установка.
с - скорость звука в среде;
Сг- скорость звука в среде с учетом податливости стенок волновода;
Е - модуль упругости;
/- частота колебаний;
/0 - частота собственных колебаний;
- лопастная частота;
/об- оборотная частота; у — мнимая единица;
А: - волновое число;
К - жесткость;
I - длина горла резонатора;
/э - эффективная длина горла резонатора;
/я _ длины участков волновода от начального и конечного сечений до
сечения, в котором установлен резонатор;
Ь - уровень гидродинамического шума;
АІ - эффективность снижения гидродинамического шума;
М- акустическая масса; т - колебательная масса;
Р - статическое давление; г - радиус горла резонатора;
Я - коэффициент сопротивления;

где - волновое сопротивление участка трубы.
На рис. 2.2 представлены амплитудно-частотные характеристики в частотном диапазоне 0-800 Гц входного импеданса открытого на конце участка исследуемого волновода без резонатора и с резонатором. Видно, что изменения наблюдается лишь в диапазоне частот около его резонансной области. Для наглядности на рис. 2.3 представлены графические зависимости в частотном диапазоне 50-250 Гц.
На рис. 2.2, 2.3 кривая 1, показана графическая зависимость входного импеданса открытого на конце участка трубы длиной 2,43 м без резонатора в форме (2.6), подсчитанного по формуле (2.4).
На рис. 2.2, 2.3 кривая 2, представлена графическая зависимость входного импеданса открытого на конце участка трубы с резонатором, в качестве расчетной модели принято параллельное включение входного импеданса открытого на конце участка трубы, используемого в качестве нагрузки, и входного импеданса резонатора. Активные потери в расчетах не учитывались.
Из рис. 2.3 видно, что введение в трубопроводную систему резонатора позволяет снизить уровень пульсаций давления на его частоте собственных колебаний /о-138 Гц на величину 38 дБ.
Исследуем теперь, каким образом величина импеданса нагрузки X# будет сказываться на эффективность резонатора. В процессе исследований будем изменять длину столба жидкости от 2 м до 3 м с шагом 0,2 м. Результаты исследований представлены в таблице 2.1.
Таблица
Эффективность работы резонатора при различных величинах столба
жидкости в волноводе
Характеристика Длина столба жидкости /, м
2 2,2 2,4 2,6
КІ 1,3 1,43 1,56 1,69 1,82 1
tgkll 3,9 7,05 92,31 8,35 3,93 2
дБ 1,5 4 33 5 1,7 0