Определение импедансным методом частотных характеристик прямолинейного трубопровода при совместных продольных колебаниях конструкции трубопровода и жидкости

Abstract

Представлена математическая модель трубопровода с распределенными параметрами, учитывающая взаимодействие в продольном направлении жидкости и конструкции трубопровода. Определены элементы передаточной матрицы трубопровода. Разработана математическая модель сильфона в продольном направлении и определена его передаточная матрица. Получены выражения для определения импедансных соотношений гидроупругой системы. Для тестового трубопровода линии питания жидкостного ракетного двигателя показано, что влияние взаимодействия жидкости и конструкции трубопровода в продольном направлении на собственные частоты колебаний связанной гидроупругой системы эффективно при определенной близости собственных частот колебаний парциальных систем жидкости и конструкции трубопровода.

Представлено математичну модель трубопроводу з розподіленими параметрами, що враховує взаємодію в поздовжньому напрямку рідини й конструкції трубопроводу. Визначено елементи передаточної матриці трубопроводу. Розроблено математичну модель сильфона в поздовжньому напрямку й визначена його передаточна матриця. Отримано вирази для визначення імпедансних співвідношень гідропружної системи. Для тестового трубопроводу лінії живлення рідинного ракетного двигуна показано, що вплив взаємодії рідини й конструкції трубопроводу в поздовжньому напрямку на власні частоти коливань зв'язаної гідропружної системи є ефективним при певній близькості власних частот коливань парціальних систем рідини й конструкції трубопроводу.

A mathematical model of the pipe with distributed parameters considering a longitudinal interaction between the fluid and the pipe structure is presented. The elements of the pipe transmission matrix are defined. A mathematical model of the bellows in a longitudinal direction is developed and its transmission matrix is determined. Expressions for defining impedance relations of a hydroelactic system are derived. It is shown for the test pipe of the LRE feedline that the effects of the interaction between the fluid and the pipe structure in a longitudinal direction on natural oscillation frequencies of a coupled hydroelactic system are effective under a certain relationship of natural oscillation frequencies of partial systems of the fluid and the pipe structure.