Определение частот свободных колебаний надземных участков трубопроводов, транспортирующих несжимаемую жидкость
https://doi.org/10.31660/0445-0108-2023-3-84-94
Аннотация
При определенных условиях надземные участки трубопроводов подвергаются колебаниям. Рост амплитуд колебаний выше предельных значений может привести к разрушению объекта. Для оценки вибропрочности трубопроводов и поиска самых эффективных способов отстройки от резонансных частот возмущения необходимо определять собственные частоты колебаний и характеристики колебательных процессов. Разработана математическая модель определения частоты свободных колебаний надземных участков трубопроводов, учитывающая влияние внутреннего давления и скорости перекачиваемой жидкости. Получено численное решение на основе метода Бубнова — Галеркина, определено достаточное количество элементов ряда в приближенном решении. Проведены численные эксперименты, показано, что для каждого участка частоты должны определяться при конкретных условиях, соответствующих режиму перекачки.
Ключевые слова
частоты свободных колебаний,
собственные частоты,
надземный трубопровод,
несжимаемая жидкость,
математическая модель,
численные методы
При поддержке: Авторы выражают признательность за поддержку Национальному проекту «Наука и университеты» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (грант № FEWN-2021-0012).
Об авторах
Д. А. Черенцов
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Черенцов Дмитрий Андреевич, кандидат технических наук, доцент кафедры транспорта углеводородных ресурсов
г. Тюмень
С. П. Пирогов
Тюменский индустриальный университет
Россия
Россия
Пирогов Сергей Петрович, доктор технических наук, профессор кафедры прикладной механики
г. Тюмень
Список литературы
1. Феодосьев, В. И. О колебаниях и устойчивости трубы при протекании через нее жидкости / В. И. Феодосьев. – Текст : непосредственный // Инженерный сборник. – Москва : Изд-во АН СССР. – 1951. – Т. 10. – С. 169–170.
2. Ефимов, А. А. Свободные колебания подводных нефтепроводов / А. А. Ефимов. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2008. – № 1 (67). – С. 49–55.
3. Ильин, В. П. Исследование свободных колебаний кривой трубы с потоком жидкости / В. П. Ильин, В. Г. Соколов. – Текст : непосредственный // Успехи строительной механики и теории сооружений : сборник научных статей : к 75-летию со дня рождения В. В. Петрова / Российская академия архитектуры и строительных наук, Саратовский государственный технический университет. – Саратов : СГТУ, 2010. – С. 88–93.
4. Соколов, В. Г. Уравнения движения криволинейного участка трубопровода с потоком жидкости / В. Г. Соколов, А. В. Березнев // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – Текст : непосредственный. – 2004. – № 6. – С. 76–80.
5. Соколов, В. Г. Решение задачи о свободных колебаниях криволинейных участков трубопроводов с протекающей жидкостью / В. Г. Соколов, А. В. Березнёв. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2005. – № 1(49). – С. 80–84.
6. Зарипов, Д. М. Нелинейные колебания трубопровода под действием внутреннего ударного давления жидкости / Д. М. Зарипов. – Текст : непосредственный // Труды Института механики Уфимского научного центра РАН. – Уфа : Гилем, 2016. – Вып. 11. – С. 136–140.
7. Миронов, М. А. Вынужденные изгибные колебания трубы с потоком жидкости / М. А. Миронов, П. А. Пятаков, А. А. Андреев. – Текст : непосредственный // Акустический журнал. – 2010. – Т. 56, № 5. – С. 684–692.
8. Шакирьянов, М. М. Пространственные хаотические колебания трубопровода в сплошной среде под действием переменного внутреннего давления / М. М. Шакирьянов. – Текст : непосредственный // Известия Уфимского научного центра РАН. – 2016. – № 4. – С. 35–47.
9. Пространственные непериодические колебания трубопровода под действием переменного внутреннего давления / Р. Ф. Ганиев, М. А. Ильгамов, А. Г. Хакимов, М. М. Шакирьянов. – Текст : непосредственный // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2017. – № 2. – С. 3–12.
10. Черенцов, Д. А. Mатематическая модель манометрической пружины в вязкой среде / Д. А. Черенцов, С. П. Пирогов, С. М. Дорофеев. – Текст : непосредственный // Вестник Тюменского государственного университета. Физикоматематическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2014. – № 7. – С. 234–241.
11. Чуба, А. Ю. Определение собственных частот колебаний изогнутых труб некругового поперечного сечения / А. Ю. Чуба, Н. И. Смолин, С. П. Пирогов. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2007. – № 1 (61). – С.77–82.
12. Пирогов, С. П. Уравнения математической физики в задачах трубопроводного транспорта нефти и газа : учебное пособие / С. П. Пирогов, Д. А. Черенцов, К. С. Воронин ; Министерство науки и высшего образования Российской Федерации, Тюменский индустриальный университет. – Тюмень : ТИУ, 2019. – 96 с. – Текст : непосредственный.
13. Рабинович, Е. З. Гидравлика : учебник / Е. З. Рабинович. – Москва : Недра. – 1974. – 296 с. – Текст : непосредственный.
Рецензия
Для цитирования:
Черенцов Д.А., Пирогов С.П. Определение частот свободных колебаний надземных участков трубопроводов, транспортирующих несжимаемую жидкость. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2023;(3):84-94. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2023-3-84-94
For citation:
Cherentsov D.A., Pirogov S.P. Determination of the natural frequencies of the above-ground sections of pipelines transporting an incompressible fluid. Oil and Gas Studies. 2023;(3):84-94. (In Russ.) https://doi.org/10.31660/0445-0108-2023-3-84-94
Просмотров:
313
Послать статью по эл. почте 
Оставить комментарий 