并排塔器的横风向激振特性与非光滑表面减振

随着化工设备集约化,并排塔器因大幅横风向振动而发生破坏的现象时常发生,然而各塔器间的耦合机制复杂,少有报道。为了解决这一问题,本文应用弹性支撑的刚性截断模型模拟并排塔器的横风向振动,开展了风洞实验,深入分析了并排塔器的横风向激振特性;设计了一种微型翅片,通过调整尺寸参数达到了最佳减振效果。研究结果表明,并排塔器的横风向激振可按照间距比范围分为三种典型振动状态,即单钝体模式、剪切层再附着模式和共同脱涡模式。当间距比S/D<2时,上游塔器在较小的折合流速下即发生驰振,且与下游塔器存在能量转化,在工程中应予以避免。当微型翅片的厚度参数大于0.1D及长度参数大于0.9D时,微型翅片的减振效果最佳,可以防止尾流驰振,使并排塔器的横风向振幅减小78.63%~95.67%。     

摩擦阻尼器对塔器风致振动的减振试验研究

横风向振动是引起高耸塔器破坏的原因之一。随着塔器高径比不断增加,高耸塔器防振技术成为近年来重要的研究方向,对塔器的安全运行具有重要意义。设计了一种摩擦阻尼器,以某化工塔为原型建立了小试试验模型。通过小试试验开展了摩擦阻尼器在风致振动下的塔器减振效果研究,并与限位支撑进行了对比分析。结果表明,平行于塔器振动方向的摩擦阻尼器对塔器减振起主要作用,为保证在任意方向的风载荷作用下均可达到减振的目的,应在摩擦阻尼器安装高度处的水平面互相垂直的两个方向上分别布置1~2组摩擦阻尼器。阻尼器与塔器连接处的间隙会减弱摩擦阻尼器的减振效果,因此,在实际工程中应尽量减小该处的间隙。摩擦阻尼器对塔器的减振效果明显优于在同一位置处设置限位支撑。在本文试验范围内,摩擦阻尼器最大可使塔器塔顶振幅降低23.44%。本文研究结果可为摩擦阻尼器在塔器减振工程中的应用提供参考。     

并排塔器流致振动特性及预测模型研究

并排塔器是伴随着行业精细化、高效化和大型化出现的新型组合设备,呈现并列密排的特点,且各塔之间不设连接平台和框架,相互独立.目前,由于各塔之间的耦合作用,并排塔器的流致振动特征尚未明确,导致其设计无据可依.在大气边界层风洞中,研究了串列、并列和交错布置时并排塔器的流致振动现象,获得了典型的振动特征和尾流影响区域,并提出了...     

并排塔器耦合流场特性研究

随着化工设备大参数化,并排塔器日渐增多,其设计一直是工程应用中亟待解决的问题。采用ANSYS CFX数值模拟,建立了3座并列排布塔器的计算模型,分别采用k-ε模型和大涡模型(LES)开展了三维稳态与瞬态流场数值模拟研究,分析了并排塔器的表面压力分布,升力系数、阻力系数以及斯托罗哈数等流场特性。研究结果表明,间距比为3≤S/D≤5时存在强耦合区;当S/D 5时,流场的耦合作用减弱,各塔的振动特性趋近于单座塔器。处在流场中不同位置的塔器,其耦合作用强弱顺序为:中游塔器下游塔器上游塔器。在横风向振动中,下游塔器对上游塔器具有稳流作用;在顺风向振动中,上游塔器对下游塔器具有遮挡作用。     

橡胶阻尼器在底部框架塔中的减振试验研究

随着塔器高径比越来越大,在风荷载作用下更容易发生风致振动。以某公司的催化裂化装置为原型,按照2∶1的缩放比例建立高40 m的底部框架试验塔,研究橡胶阻尼器对底部框架的减振性能。结果表明:安装橡胶阻尼器后,可有效增加框架塔固有频率和阻尼比,并降低关键部位应力,且安装位置距离裙座支撑处越远效果越明显,最大可使底部框架塔的固有频率提高21%,系统阻尼比增加7.5倍,框架塔底部应力及裙座支撑处筒体应力分别降低约73%和92%。因此,在底部框架塔中安装橡胶阻尼器可有效减小底部框架塔在横风向振动下的塔顶振幅,提高设备的安全性,进而为橡胶阻尼器在化工设备减振中的应用提供参考。     

粘弹性阻尼器在联合塔器中的减振研究

将土木建筑领域应用广泛的粘弹性阻尼器用于联合塔器,以期减振。设计了联合塔器小试实验模型,得出了附加刚度对联合塔器固有频率和阻尼比的影响规律,与单塔相比,联合塔器固有频率增大70%以上,阻尼比显著增加;同时建立了等效有限元模型,以共振振幅和共振频率为主要判定准则,探究粘弹性阻尼器参数和安装高度对联合塔器减振效果的影响规律,与单塔相比,安装粘弹性阻尼器的联合塔器共振振幅可减小70%以上。