Определение параметров трубопровода с жидкостью по собственным частотам колебаний

Abstract

В протяженных объектах типа магистральных трубопроводных систем не все участки могут быть доступны для визуального осмотра и приборного диагностирования. Исследуются собственные частоты изгибных колебаний трубопровода с жидкостью под давлением, находящейся под действием растягивающей силы и защемленной по краям. Использовано уравнение изгибных колебаний трубопровода по модели Кирхгоффа. С помощью граничных условий получено частотное уравнение. Получено, что с увеличением осевого усилия происходит увеличение собственных частот изгибных колебаний трубы. Установлено, что с увеличением толщины стенки трубы происходит уменьшение собственных частот изгибных колебаний трубы для растягивающего осевого усилия и увеличение собственных частот изгибных колебаний трубы для сжимающего осевого усилия. Получено, что с увеличением плотности жидкости или давления внутри трубопровода происходит уменьшение собственных частот изгибных колебаний трубы. По двум собственным частотам изгибных колебаний трубы можно определить осевое усилие и толщину стенки трубы, или осевое усилие и плотность жидкости в трубопроводе, или плотность жидкости в трубопроводе и толщину стенки трубы, или давление и плотность жидкости в трубопроводе, или давление в трубопроводе и толщину его стенки. Результаты работы могут быть применены для определения осевого усилия и толщины стенки трубы, или осевого усилия и плотности жидкости в трубопроводе, или плотности жидкости в трубопроводе и толщины стенки трубы, или давления и плотности жидкости в трубопроводе, или давления в трубопроводе и толщины его стенки по двум собственным частотам изгибных колебаний.