مدلسازی و تحلیل ارتعاشی خط لوله حاوی سیال در طی عملیات پیگرانی توسط روش المان محدود و آنالیز مودال تجربی
نویسندگان
1 'گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز ، تبریز، ایران
2 دانشگاه تبریز
3 گروه مهندسی مکانیک،دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه تبریز، تبریز، ایران
doi
چکیده
در این مقاله یک مدل خطی مناسب برای بررسی رفتار ارتعاشی خطوط لوله با تکیهگاههای ساده که تحت عملیات پیگرانی قرار دارد، ارائه و تحلیل شده است. در این فرایند پیگ (به عنوان جرم ثابت فنربندی شدهی متحرک) که توسط سیال محرک مایع (به منزله جرم متغیر متحرک داخلی) حرکت میکند، در نظر گرفته شده است. با استفاده از اصل همیلتون و لحاظ نمودن معادلات ممنتم و پیوستگی سیال و نیز استفاده از یک مدل ارتعاشی برای پیگ، معادلات حاکم استخراج شده، و سپس با استفاده روش گالرکین در المان محدود، معادلات ارتعاشی سیستم (لوله، سیال و پیگ) گسستهسازی و حل شدهاند. با استخراج پارامترهای مودال سیستم خط لوله، تغییرات آن ها حین عبور پیگ در حالت گذرا و در طی بازههای زمانی متوالی، با دِبیهای مختلفِ سیالِ محرک، مورد بررسی قرار گرفته است. جهت صحهگذاری، از یک مدل تجربی شامل لولهای به قطر 3 اینچ و با طول 2.5 متر و یک عدد پیگ ساده با دیسکهای لاستیکی به همراه پمپ و شیر توپی، استفاده شده است. با جمعآوری سیگنالهای ارتعاشی از بدنه لوله حین فرایند پیگ رانی و استفاده از آنالیز مودال، ارتباط مناسبی بین داده های تجربی و داده های تحلیلی حاصل از مدل تئوری بدست آمده و تغییرات فرکانس های طبیعی سیستم، برحسب سرعت و موقعیت پیگ با هر دو روش تحلیلی و تجربی بدست آمده است. همچنین جابجایی نقطه میانی لوله در اثر فرایند پیگ رانی به صورت تحلیلی و با استفاده از مدل تئوری پیشنهاد شده، مورد بررسی قرار گرفته است.
