1 塔设备的振动及防震措施研讨.ppt

1 1. 塔设备的振动在风力作用下→塔的振动形式: 载荷振动: 振动方向沿着风的方向—顺风向的振动诱导振动: 振动方向沿着风的垂直方向—横向振动它对塔设备的破坏性大,所以主要讨论风的诱导振动。 2 一、风的诱导振动一、风的诱导振动⒈机理: ⑴卡曼涡街:当风以一定速度绕流圆柱体时, 在圆柱体两侧的背风面交替产生旋转方向相反的旋涡, 然后脱离并形成一个旋涡尾流, 这种现象称为卡曼涡街, 如图 1-3所示⑵产生原因: 图1-1, 1-2依据流体力学原理→边界层堆积、分离 3 A BD C 风以一定的速度绕流圆柱形塔设备, 塔设备周围的风速是变化的图1-1塔周围的风速 4 图1-2边界层的堆积及旋涡的形成(a) 边界层的堆积(a) 边界层的堆积 5 (b) 旋涡的形成图1-2边界层的堆积及旋涡的形成(b) 旋涡的形成 6 图1-3卡曼涡街 7 图1-3卡曼涡街 8 ⑶产生条件:旋涡特性与雷诺数的关系 Re <5—不发生边界层分离现象→无旋涡产生 5≤ Re <40—塔体背后出现一对稳定的旋涡 ≤ Re <150 —出现卡曼涡街, 塔体背风面交替产生旋转方向相反的旋涡, 图1-3 ≤ Re <3×10 5—亚临界区, 旋涡以一确定的频率周期性地脱落 ×10 5≤ Re < ×10 6—过渡期, 无涡街出现, 尾流变窄,无规律且都变成紊流 Re ≥ ×10 6—超临界区, 卡曼涡街又重新出现 9 ⒉升力: ⑴塔两侧流体绕流情况:旋涡刚刚脱落的一侧: 绕流改善, 流体阻力↓, 速度↑, 静压力↓旋涡正在产生的一侧: 绕流差, 流体阻力↑, 速度↓, 静压力↑∴塔表面压强分布不均, 周期性变化, 受到力的作用→使塔沿风向的垂直方向产生振动—称之为横向振动升力—沿风向的垂直方向的推力∵升力>>拽力拽力—沿风向产生的风力∴计算时一般只考虑升力⑵升力计算: (1-1) 2 2AvCF LL?? 10 ⒊风诱导振动的激振频率: ⑴塔体的激振频率=形成旋涡的频率=旋涡脱落的频率⑵旋涡脱落的频率的影响因素: 塔体的外径、风速⑶激振频率: (1-2) v r v f S D ? ? rS─斯特劳哈尔准数,其值与雷诺数 Re 大小有关,可由图 1-4确定;