Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 [ 109 ] 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121

Таблица 76

Коэффициенты К для арочных трубопроводов

«Сеч

форма колебаний

Основной тон

1-й обертон

l/i+o,

1652-

2-й обертон

16я -ф2

16 л"

Основной той

3803,2 - 92,101 ф-Ьф* 1-f 0,06054 ф-

1-й обертон

1462U-197,84 ф-Ьф-* 14-0,01227 ф2

2-й обертон

39942-343, и>фЧ-ф* 1-1-0,02148 ф2

§ 66. Колебаиия висячих трубопроводов

Схема висячего трубопровода приведена па рис. 208. Собственные частоты колебаний висячего трубопровода определяются по cлoдyюним формулам: частоты вертикальных колебаний

21 т

(г=0, 1, 2, 3...);

(8.7)

lit-

Рис. 208. Схема висячего трубопровода.

Вынуждепные вертикальные колебания висячего трубопровода могут оказаться динамически неустойчивыми, если их частота будет равняться удвоенной круговой частоте свободных горизонтальных колебапий, т. е. если будет иметь место соотношение

0 = 2/i?/iii#-;L + , (8.9)

(i = 0, 1, 2, 3...).

§ 67. Динамическое действие ветровой нагрузки на трубопроводы

Как показывают многочисленные наблюдения, под влиянием ветра трубопроводы, уложенные па опорах, испытывают колебания, частота которых обычно равняется частоте основного тона свободных колебаний. Эти колебания происходят не только вдоль, но и поперек ветрового потока нричем, как правило, амплитуда колебапий поперек потока больиге, чем вдоль.

При определенных значениях скорости ветра амплитуда колебаний резко увеличивается. Это явление называется ветровым резонансом. Наиболее ярко оно выражается для трубопроводов как конструкций, поперечное сечение которых ограничено окружностью.

частоты горизонтальных (угловых) колебаний

л»(гор)- л./-ji- (8-8)

(i = 0, 1, 2, 3...);

здесь I - расстояние между пилонами;

EJ - жесткость поперечного сечения висячего трубонровода; Я - распор;

т - погонная масса трубы с учетом Л1ассы транспортируемого

продукта; g - ускорение силы тяжести;

т) - расстояние от точки крепления троса к пилону до центра трубы.

Динамическое действие ветровой нагрузки на трубопроводы. 385

При прочих раипих услониях резопапспая амплитуда оказывается тем больше, чем меньше затухание копструкции.

Для объяснения причин указанных колебаний принимают во внимание, что при обтекании цилиндра плоско-параллельным потоком воздуха образуются две системы вихрей.

1. Вихри Бенара - Кармана, которые появляются при обтекании поиодвигшюго цилиндра н, сбегая с заветренной стороны в шахматном порядке, создают периодические импульсы; их частота (в гц)

пУ., (8.10)

где V -- скорость ветра в м/сек; d - диаметр цилиндра в м;

к - безразмерный коэффициент, равный 0,18-0,20.

2. Вихри, возникающие при обтекатпш цилиндра, представляющего колебательную систему; в этом случае в Kpaiinnx точках размаха колебапий в поперечном к потоку направлении сбегают вихри, частота которых равна частоте свободных колебаний.

Образовапие вихрей второго типа превращает систему в автоколебательную. Наибольшие колебания возппкают при совпадении частот вихрей Бенара - Кармана и частоты колебапий трубопровода.

Схема расчета па ветровой резонанс устап()влена в результате теоретического анализа явлений, натурного и .модельного экснерилгента и заключается в следующем:

а) определепие периода основного тона свободных колебаний трубоировода Т;

в) вычисление критической скорости ветра

vipb-; (8. И)

в) определение аэродипамической силы, вызывающей колебания в режиме ветрового резонанса.

Предполагается, что эта сила изменяется во времени по периодическому закону и имеет период Т; по длине трубопровода сила изменяется по тому же закону, что и ординаты первой формы свободных колебаний.

Амплитуда указанной силы в том сечении, где она достигает наибольшей величины, т. е., например, в середине однопролетпого трубопровода с одинаковыми условия.чи опирания па обоих концах, определяется по формуле

е=~- (8.12)