如何预防和控制管道内的气流脉动

为了预防和控制管道内的气流脉动，应掌握管道系统内气流脉动的特性参数，恰当地选择降低管道内气流脉动的方法，并预测出压力脉动的程度及其影响。表征气流脉动特性的主要参数是气流脉动的固有频率谱和各阶脉动压力的振幅值。如前所述，气柱是一个连续弹性体，是具有无限多个自由度的振动系统，具有无限多个固有频率。由于对气柱的激励受活塞运动的制约，而活塞的运动可分解为无限多的简谐运动，因而作用于气柱的激励力（成干扰力）相应地可看成由无限多的简谐力组成。为了控制压缩机管路的气流脉动，可以采取一系列有效措施。有些措施是在设计阶段采取，有些则既可在设计阶段，也可在运行期间采取。合理的途径是消除激励的根源，可以在压缩系统中设置缓冲器、声学滤波器、孔板和改变管道长度等办法。
（一）合理布置气缸，适当配制级中压力比
作用于管道的气缸数目及其作用相位，对作用于气柱的激励力的阶次与振幅值，有着决定性的影响。一个单作用气缸激励力的主频率等于压缩机曲轴的转速，即在主轴旋转一周的时间内，管道内每个截面上的气体进行一个脉动循环。几个气缸作用于同一管道，或气缸容积接相同的相位作用于同一管道，则主共振简谐可以等于气缸数，而以下的简谐系列为主简谐的倍数。激励力的最大振幅发生在主简谐时，简谐阶次越高，激励力的振幅越小。从控制管道压力脉动的观点看，一十级的气缸制成双作用，列的曲柄错角布置，可使气缸作用于管道的相位较均匀。
对于多级压缩机要特别注意作用于管道压缩级的配制。一端为前一级的排气，另一端为后一级的进气，这样干扰力（激励力）不是相互加强而是相互抵消，这可以使总的压力脉动降低，使用以控制压力脉动的缓冲器容积减小。对于小型压缩机装置显得更为重要，因为它不允许有较大的级间容器。级间管道中的脉动压力的振幅值及其相位，是相应压缩级的气进阀和排气阀开始开启瞬时曲柄转角的函数，而气阀的开始开启瞬时取决于气缸内的压力比，为了减小压力脉动，要适当配制级中压力比。
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