Теплоэнергетика, 2021, № 7, стр. 35-48

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ СТЕНД

Схема и общий вид экспериментального стенда, спроектированного и изготовленного для исследований пространственного активного гашения, представлены на рис. 2 и 3. Стенд позволяет осуществлять:

Рис. 2.

Стенд многоканальный активного гашения. р – пульсации давления; x, y, z – оси координат; Q – силы на фундаменте; F – силы на плите и силы активного гашения. Индексы: c – компенсация; s – структура. 1 – фундамент; 2 – плита 2; 3 – плита 1; 4 – компенсатор; 5 – пьезоэлектрический излучатель; 6 – трубопровод; 7 – поршень; 8 – поверхность жидкости; 9 – резинометаллический виброизолятор; 10 – датчик силы 1; 11 – датчик силы 2

Рис. 3.

Испытательный стенд одновременного активного гашения пульсаций давления в компенсаторе диаметром 100 мм и трехкомпонентного активного гашения вибраций опорной плиты компенсатора по осям х, y и z. 1 – трубопровод; 2 – вибратор F_s или F_p; 3 – вибратор Y; 4 – вибратор X; 5 – вибратор Z; 6 – акселерометры; 7 – фундамент; 8 – компенсатор; 9 – плита 1; 10 – плита 2; 11 – датчик силы 2; 12 – датчик силы 1; 13 – амортизатор

гашение пульсаций давления в сильфонном компенсаторе внутренним диаметром 100 мм с обратной связью по давлению;

трехкомпонентное по осям х, у и z активное гашение вибраций амортизированной опорной плиты компенсатора с обратной связью по вибрации;

трехкомпонентное по осям х, у, z активное гашение сил за компенсатором с обратной связью по силам;

дополнительный контроль динамической силы, передаваемой на фундамент через резинометаллические виброизоляторы типа СА-100 и датчики силы первого и второго каскадов.

Структурное возбуждение вибрации трубопровода по тракту силы F_s осуществляется вибратором F_s, который питается от усилителя мощности F_s. Он создает вибрационные силы F_x,y,z, действующие через компенсатор на опорную плиту в трех направлениях, для чего трубопровод и компенсатор установлены под углом ко всем трем осям x, y, z. Пульсации давления р создаются погруженным в воду поршнем, соединенным с вибратором Р. Сигналы на усилители мощности каналов возбуждения вибрации и пульсации давления подаются от генератора сигналов.

Компенсирующие силы ${{F}_{{с.\,\,x,\,\,y,\,\,z}}}$ по трем направлениям создаются электродинамическими вибраторами пространственной трехкомпонентной системы гашения вибрационных сил ${{Q}_{{x,\,\,y,\,\,z}}},$ передающихся на фундамент через трехкомпонентные датчики динамической силы 261А13 фирмы РСВ. Датчики входят в состав каналов управления по силе системы активного гашения. В зависимости от выбранного варианта системы управления компенсирующие силы ${{F}_{{с.\;x,\,\,y,\,\,z}}}$ могут быть приложены к амортизированной плите 1 под компенсатором (см. рис. 2 и 3) либо к плите 2 под амортизацией компенсатора (трубопровода). Штриховыми линиями на рис. 2 обозначены каналы дополнительного контроля вибрационных сил под плитой 2 при работе по разомкнутой схеме управления. Пьезокерамический излучатель со своим усилителем мощности создает компенсирующие пульсации давления р_с (см. рис. 2). Сигнал на излучатель формируется устройством управления на основе обработки сигнала от гидрофона 8103 фирмы Brüel & Kjær (Дания).

Управление по всем каналам осуществляется специально спроектированным многоканальным модулем управления, программируемым от ПЭВМ в среде Matlab. Контроль сигналов по силам и пульсациям давления производится многоканальным анализатором сигналов фирмы Brüel & Kjær.

В каналах компенсации вибрации, силы и пульсации давления сигнал от датчика обратной связи (акселерометра, датчика силы или гидрофона) подается на один из входов аналого-цифрового преобразователя устройства управления. Сигнал оцифровывается и передается в процессорный модуль, где с использованием цифрового регулятора формируется узкополосный или широкополосный компенсирующий сигнал. Через цифроаналоговый преобразователь сигнал подается на соответствующий усилитель мощности, а затем на вибратор или излучатель.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Эффективность известных пассивных методов снижения динамических сил и пульсаций в источнике и в компенсаторах трубопроводов ограничена как прочностью, габаритами установок и компенсаторов, так и физическими показателями протекающих в них рабочих процессов. Уменьшения передачи вибрации через компенсаторы можно также добиться с помощью активных виброзащитных систем (АВС) [1, 2, 6–11], которые создают вибрационные воздействия, компенсирующие исходные, производимые установкой при работе. Это могут быть силы, действующие на присоединенные к установке конструкции в противофазе к вибрационным силам, производимым установкой. Аналогично работают АВС подавления пульсаций давления – они могут уменьшать как дискретные компоненты в спектрах вибраций, так и случайные колебания в полосе частот. Активные системы могут применяться и для подавления вибрации самой установки. В литературе не удалось найти работ, посвященных снижению передачи вибрации через компенсаторы трубопроводов с жидкостью активными методами, кроме проведенных по указанному соглашению [1, 2, 6–8]. Результаты исследования двухканальной АВС для активного гашения пульсации и вибрации в одном (осевом) направлении в компенсаторе с жидкостью рассмотрены авторами в работах [2, 6–8].

На практике передача вибрации и динамических сил через виброизоляцию носит пространственный характер. Далее рассматриваются особенности, установленные в результате исследований эффективности многоканальной АВС, которая изображена на рис. 2 и 3 и предназначена для пространственного активного подавления вибраций, вибрационных сил и одновременного активного гашения пульсаций давления в компенсаторах с жидкостью. Экспериментально исследовалась возможность построения (синтеза) эффективного регулятора в цепях обратной связи в каждом из каналов гашения на основе стандартных полосовых фильтров различного порядка: Баттерворта, Чебышева, эллиптических, а также резонансных звеньев (резонаторов) с передаточной функцией

Исследования показали, что на основе полосовых фильтров первого и второго порядков может быть построен эффективный регулятор для гашения динамических сил и пульсаций давления в широкой полосе частот. Подбирались характеристики регулятора (фильтра) и коэффициент усиления в цепи обратной связи для получения максимального гашения без потери устойчивости системы. Для повышения устойчивости и эффективности АВС к широкополосным фильтрам добавлялись узкополосные фильтры типа “резонансное звено” на резонансных частотах, определявших устойчивость системы (наблюдался интенсивный рост колебаний на этих частотах при увеличении коэффициента усиления в цепи обратной связи при приближении к границе устойчивости). Параметры устройства управления задавались от ЭВМ в среде Matlab через интерфейс RS-485. Контроль и обработка сигналов производились многоканальным анализатором сигналов типа Puls фирмы Brüel & Kjær (Дания). Полученный алгоритм гашения себя оправдал в процессе пространственного активного гашения для системы с сильной связанностью по направлениям при гашении как сил, так и вибраций для различных типов компенсаторов и подавляемых сигналов.

АКТИВНОЕ ГАШЕНИЕ ПУЛЬСАЦИЙ ДАВЛЕНИЯ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА СНИЖЕНИЕ ВИБРАЦИИ И СИЛ ПО ТРЕМ НАПРАВЛЕНИЯМ

На рис. 4, а показаны результаты активного гашения пульсаций давления р в компенсаторе с трубой диаметром 100 мм тремя резонаторами на частотах 170, 220 и 270 Гц и широкополосным эллиптическим фильтром 350–450 Гц. В работе [2] была показана возможность эффективного активного гашения сигналов различной формы как пульсаций, так и сил, причем на различных частотах, в том числе на резонансах и антирезонансах, для нескольких вариантов исследуемых систем путем соответствующего подбора комбинации различных фильтров в цепи обратной связи системы гашения. Учитывая довольно гладкую кривую зависимости исходной пульсации р_и от частоты, расположение частот резонаторов и эллиптического фильтра в этом конкретном случае выбирали произвольно. Эффективность активного гашения пульсаций δр рассчитывали как

Рис. 4.

Результаты активного гашения пульсаций давления в компенсаторе с трубой 100 мм тремя резонаторами f = 170, 220 и 270 Гц и широкополосным эллиптическим фильтром 350–450 Гц. а – влияние гашения на пульсацию: 1 – исходная пульсация давления р_и; 2 – пульсация после активного гашения р_а; 3 – помеха; б – эффективность гашения пульсаций δр

Эффективность гашения составляет от 16 до 26 дБ на частотах 170, 220 и 270 Гц и до 8 дБ в зоне широкополосного гашения 350–450 Гц (рис. 4, б). Для наглядности на рисунке показана горизонталь 0 дБ. Она помогает понять, на каких частотах активное гашение пульсаций эффективно, т.е. δp > 0. Далее под эффективностью δ понимается разница в децибелах (либо отношение линейных величин) между соответствующими значениями (пульсации давления р, вибрации а, динамической силы Q) до включения гашения и после него.

При активном гашении пульсаций давления р в компенсаторе происходит пропорциональное снижение вибраций плиты а_x,y,z под компенсатором, обусловленных пульсациями, и динамических сил Q_x,y,z по трем направлениям под амортизацией плиты, как это показано на рис. 5, а и б соответственно для направления z, что физически совершенно понятно.

Рис. 5.

Влияние активного гашения пульсаций давления в компенсаторе с трубой 100 мм тремя резонаторами 170, 220 и 270 Гц и широкополосным эллиптическим фильтром 350–450 Гц на вибрацию а_z плиты по оси z (а) и на динамическую силу Q_{в z} под верхней плитой по оси z (б). 1 – исходный сигнал; 2 – гашение; 3 – помеха

АКТИВНОЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ГАШЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СИЛ ПО ТРЕМ НАПРАВЛЕНИЯМ ПОД АМОРТИЗАЦИЕЙ ПЛИТЫ

При экспериментальных исследованиях пространственного трехкомпонентного активного гашения динамических сил за компенсатором было обнаружено заметное влияние совместной работы каналов активного гашения на эффективность гашения. На рис. 6 показана эффективность гашения вертикальной составляющей силы ${{\delta }}{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}},$ измеренной датчиком силы при работе АВС в вертикальном направлении z, при выключенных 2 и включенных 1 АВС в поперечных направлениях x и y (они обеспечивали активное гашение сил ${{Q}_{{{\text{д}}\,x}}}$ и ${{Q}_{{{\text{д}}\,y}}},$ измеренных датчиками в этих направлениях) (рис. 7).

Рис. 6.

Влияние каналов гашения х и y на измеренную датчиком силы эффективность активного гашения сил ${{\delta }}{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}$ по оси z на частоте 285 Гц резонансными звеньями в каждом канале. 1 – работают каналы гашения по осям х, у, z; 2 – каналы гашения по осям х и у не работают; 3 – АВС выключены

Рис. 7.

Расчетная схема одномассовой системы с АВС с управлением по силам. 1 – фундамент; 2 – трехкомпонентный датчик силы

Во всех трех каналах АВС в качестве регулятора использовалось резонансное звено на частоте f = 285 Гц с γ = 0.8, φ = 0. При включении АВС в поперечных направлениях x и y эффективность δQ_z в направлении z увеличивается с 23 до 32 дБ (на 9 дБ, т.е. почти в 3 раза). Одной из возможных причин этого может быть влияние ненулевой поперечной чувствительности датчиков силы на эффективность АВС при управлении по сигналам от этих датчиков [7]. Поперечная чувствительность – это отношение выходного сигнала с датчика при измерении по одной из осей при отсутствии входного сигнала по этой оси к сигналу, приходящему по другой перпендикулярной оси (т.е. матрица чувствительностей датчика не является диагональной). Для трехкомпонентных датчиков динамической силы типа 261А13 фирмы РСВ, которые входят в каналы управления по силе системы активного гашения на рис. 2, поперечная чувствительность в соответствии с паспортными данными может достигать 20%.

Для исследования этого влияния можно рассмотреть расчетную модель трехкомпонентной пространственной АВС, реализованную в колебательной системе с массой М на жестком фундаменте, показанную на рис. 7. Обозначения на рис. 7 приведены только для направления z, для x и y они аналогичны. На массу М одновременно действуют одинаковые внешние силы Q_x,y,z по направлениям x, y, z, возбуждающие соответствующие вибрации массы X, Y, Z. Активная виброзащитная система создает активные компенсирующие силы Q_{a x}, Q_{a y}, Q_{a z}, приложенные к массе М. Управление осуществляется по соответствующим измеряемым датчиками силам Q_{д x}, Q_{д y}, Q_{д z} под амортизацией с жесткостью С. Передаточная функция каждого канала управления Н имеет коэффициент усиления k. Фактически на фундамент действуют динамические результирующие силы Q_{ф x,y,z}.

Полагается, что датчики силы и каналы трехмерной АВС имеют по трем направлениям одинаковые характеристики. При единичных передаточных функциях Н = 1 выражения для фактически действующей в направлении z на фундамент силы Q_{ф z} и для измеренной датчиком силы Q_{д z} при колебаниях массы М в трех направлениях и включенной трехкомпонентной АВС запишутся в виде

Из формул (1) и (2) видно, что фактическая действующая на фундамент сила Q_ф не совпадает с силой Q_д, измеренной датчиком. При работе АВС только в направлении z (при этом действуют все три силы Q_x,y,z) выражение (2) принимает вид

После преобразования получается

Полагается, что жесткости и вибрации в трех направлениях одинаковые: C_x = C_y = C_z, x = y = z. Тогда

На рис. 8 для такого варианта приведены зависимости отношения ${{Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'}} \mathord{\left/ {\vphantom {{Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'}} {{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}}}} \right. \kern-0em} {{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}}}$ в децибелах δQ_{д z} = = $20\lg \left( {{{Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'}} \mathord{\left/ {\vphantom {{Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'}} {{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}}}} \right. \kern-0em} {{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}}}} \right)$ от коэффициента поперечной чувствительности А датчиков силы при различных значениях коэффициента усиления k в цепи обратной связи АВС. Из формулы (3) и графиков (см. рис. 8) следует, что если значения коэффициента поперечных чувствительностей А датчика силы положительные (поперечные и вертикальные силы синфазные), то $Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'} > {{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}$ и измеренная эффективность трехкомпонентной АВС больше эффективности однокомпонентной АВС. Если значения коэффициента поперечных чувствительностей А отрицательные (поперечные и вертикальные силы противофазные), то $Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'} < {{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}$ и измеренная эффективность трехкомпонентной АВС меньше эффективности однокомпонентной. При положительных значениях коэффициента поперечных чувствительностей A отношение ${{Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'}} \mathord{\left/ {\vphantom {{Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'}} {{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}}}} \right. \kern-0em} {{{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}}}$ возрастает при увеличении коэффициента усиления k, а при отрицательных значениях коэффициента A – уменьшается.

Рис. 8.

Зависимость отношения измеренной датчиком силы $Q_{{{\text{д }}z}}^{'}$ при работе всех трех каналов гашения по осям x, y, z к силе ${{Q}_{{{\text{д}}\,z}}},$ измеренной датчиком силы при работе только канала z, от коэффициента поперечной чувствительности А датчиков силы при различных значениях коэффициента усиления. Коэффициент усиления k: 1 – 0.5; 2 – 0.8

В натурных условиях значения коэффициента поперечных чувствительностей и вибрации в разных направлениях могут существенно различаться, поэтому влияние коэффициента A на измеренную эффективность АВС может заметно отличаться от рассмотренного.

На рис. 9 для сравнения показаны расчетные значения измеренных датчиком силы ${{Q}_{{{\text{д}}\,z}}}$ для одномассовой динамической системы, изображенной на рис. 7, при работе однокомпонентной и трехкомпонентной АВС при положительных и отрицательных значениях (рисунки а и б соответственно) коэффициента поперечных чувствительностей А датчиков силы. При этом возбуждающие силы Q_x,y,z по направлениям x, y, z одновременно действуют во всех вариантах. Расчет выполнен при одинаковых во всех направлениях жесткостях амортизации, значениях коэффициента поперечной чувствительности и возмущающих силах. В качестве передаточной функции Н во всех каналах гашения использовалась комбинация эллиптических фильтров первого и второго порядков в полосе частот 2–50 Гц с коэффициентом усиления k = 0.8.

Рис. 9.

Результаты расчета измеренных датчиками силы значений $Q_{{{\text{д}}\,z}}^{'}$ при положительных (а) и отрицательных (б) значениях коэффициента поперечной чувствительности А датчиков силы. 1 – исходный сигнал; активное гашение вибрации: 2 – однокомпонентное по оси z; 3 – трехкомпонентное по осям х, y, z

На рис. 10 приведены расчетные значения сил Q_{ф z}, фактически действующих на фундамент в направлении z для тех же условий, что и для рис. 9.

Рис. 10.

Результаты расчета фактических сил ${{Q}_{{{\text{ф}}\,z}}}$ при положительных (а) и отрицательных (б) значениях коэффициента поперечной чувствительности А датчиков силы. Обозначения см. рис. 9

Анализ рис. 9 и 10 показывает, что при работе АВС только в одном направлении (при одновременном действии возбуждающих сил Q_x, y, z по направлениям x, y, z) фактическая сила Q_ф z на фундаменте гасится заметно меньше (в данном случае – почти на порядок), чем при работе пространственной трехкомпонентной АВС. Для однокомпонентного гашения измеренная датчиками силы эффективность АВС заметно выше фактической. Для трехкомпонентного гашения разница между фактической и измеренной силой, передаваемой компенсатором, существенно меньше. При положительных значениях коэффициента поперечной чувствительности А как фактическая, так и измеренная силы гасятся эффективнее при пространственном гашении, чем при одноканальном.

СРАВНЕНИЕ РАЗДЕЛЬНОГО И СОВМЕСТНОГО ПРОСТРАНСТВЕННОГО ТРЕХКОМПОНЕНТНОГО АКТИВНОГО ГАШЕНИЯ ВИБРАЦИИ ЗА КОМПЕНСАТОРОМ

Рассмотренное в предыдущих разделах активное пространственное гашение динамических сил за компенсатором оказывается довольно эффективным. Однако оно требует наличия дорогостоящих трехкомпонентных датчиков динамической силы. На практике правильная установка датчиков силы за компенсатором и организация соответствующих измерений – это весьма сложная технологическая процедура. В то же время на сегодняшний день существуют вполне развитые методы измерения вибрации и большое количество соответствующих датчиков и измерительных приборов. В литературе также имеются работы по активному гашению вибрации [11].

Далее рассматриваются результаты раздельного и совместного пространственного трехкомпонентного активного гашения вибрации за компенсатором. Экспериментальные исследования проводили на стенде, изображенном на рис. 2 и 3. Как видно из рис. 5, б, вибрационные силы довольно эффективно снижаются виброизоляцией (на 20–40 дБ, т.е. до 100 раз) за зоной резонансов 10–30 Гц опорной плиты на жесткости ее амортизации. Поэтому исследование активного гашения вибрации плиты за компенсатором проводили в наиболее сложной зоне частот от 10 до 30 Гц, в которой расположены резонансы массы опорной плиты на жесткости амортизации. Компенсирующие активные силы F_{с. x,y,z} были приложены к амортизированной плите 1 под компенсатором, как это показано на рис. 2 и 3. В качестве сигнала управления использовали значение виброускорения от акселерометров, установленных на амортизированной плите. Эффективность гашения оценивали по снижению вибрации плиты.

Гашение осуществлялось эллиптическими фильтрами первого порядка в полосе 3–20 Гц, второго порядка в полосе 15–68 Гц и резонатором на частоте 21 Гц. Параметры фильтров и коэффициент усиления в цепи обратной связи для каждого из направлений подбирались для получения максимального гашения без потери устойчивости системы. На рис. 11 для сравнения показаны кривые вибрации плиты по оси x при совместном гашении вибрации по трем каналам x, y, z и при гашении только по оси х. На рис. 12, а приведено отношение значений вибрации при совместном и раздельном гашении в направлении х. Благодаря вспомогательной горизонтали 0 дБ отчетливо видно, на каких частотах раздельное однокомпонентное гашение эффективнее трехкомпонентного совместного, т.е. δa_x > 0. На частоте 21 Гц раздельное гашение оказывается эффективнее на 10 дБ. Сравнение отношений значений вибрации при совместном и раздельном гашении в направлениях y и z (см. рис. 12, б и в соответственно) также показывает, что раздельное гашение вибрации в этом случае заметно более эффективно, чем совместное. Для выяснения причин различной эффективности способов гашения вибрации были измерены коэффициенты влияния вибрации (фактически являющиеся перекрестными связями между каналами управления по x, y, z) при ее поочередном возбуждении в каждом из направлений x, y, z на два других направления. На рис. 13, а показаны виброускорения плиты в направлениях x, y, z при ее возбуждении только в направлении z, а на рис. 13, б – отношения ускорений вибраций по осям x и y к виброускорению по оси z.

Рис. 11.

Вибрация плиты в направлении х при гашении только по оси х и при совместном гашении по осям x, y, z. 1 – исходная вибрация; 2 – совместное гашение; 3 – раздельное гашение по оси x

Рис. 12.

Отношение значений вибрации при совместном и раздельном гашении в направлениях x (а), y (б), и z (в). (Вспомогательная горизонталь 0 дБ показывает, на каких частотах раздельное однокомпонентное гашение эффективнее трехкомпонентного совместного, т.е. δa_x > 0)

Рис. 13.

Ускорения по осям х, у и z верхней плиты (а) и отношение значений ускорения по осям х и у к ускорению по оси z верхней плиты при возбуждении по z (б). 1 – ${{a}_{y}};$ 2 – ${{a}_{z}};$ 3 – ${{a}_{x}};$ 4 – помеха; 5 – ${{{{a}_{y}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{a}_{y}}} {{{a}_{z}}}}} \right. \kern-0em} {{{a}_{z}}}};$ 6 – ${{{{a}_{x}}} \mathord{\left/ {\vphantom {{{{a}_{x}}} {{{a}_{z}}}}} \right. \kern-0em} {{{a}_{z}}}}$

Коэффициент поперечных чувствительностей применяемых акселерометров составлял менее 2%. Значительное взаимное влияние каналов управления по вибрации (при возбуждении по z вибрация по х и у на отдельных частотах даже превышает таковую по z) обусловлено возбуждением поперечных (по двум перпендикулярным относительно оси соответствующего канала гашения) колебаний плиты на жесткости амортизации при гашении (или возбуждении) только по одной из осей. Это происходит в первую очередь из-за несовпадения центра масс системы с центром ее жесткости и особенно заметно в зоне резонансов плиты на амортизации 10–30 Гц.

Следует отметить, что, несмотря на заметное взаимное влияние каналов управления, которое, в свою очередь, влияет на эффективность (см. рис. 11–13) при активном гашении вибраций плиты, в результате пространственное гашение по трем направлениям вибраций, а следовательно, и сил, передаваемых компенсатором на фундамент, на порядок уменьшает вибрацию на резонансных частотах опорной плиты компенсатора в зоне низких частот. При оценке значимости полученных результатов активного гашения вибрации в 10 раз и более (или на 20 дБ) можно отметить следующее. Существенное уменьшение вибрации трубопровода вследствие снижения вибрации в источнике (турбине, насосе) – задача на сегодняшний день трудноразрешимая [12]. В энергетике увеличение общей виброскорости оборудования с 4 до 7 мм/с (увеличение менее чем в 2 раза, или на 6 дБ) приводит к снижению времени его эксплуатации, а при 11 мм/с (увеличение менее чем в 3 раза, или 10 дБ) требуется останов оборудования. В то же время активные системы, установленные должным образом, позволяют снизить вибрацию трубопровода на порядок как в широком частотном диапазоне, так и на дискретных составляющих вибрации.

ВЫВОДЫ

1. Проведенные экспериментальные и расчетные исследования показали возможность многоканального пространственного совместного активного гашения в 10 раз и более пульсаций давления, вибрационных сил и вибраций за компенсатором трубопровода с жидкостью в диапазоне частот от 10 до 500 Гц. Осуществлено активное гашение как в довольно узких полосах частот, так и широкополосное. Эта задача снижения вибраций и передаваемых вибрационных сил для компенсаторов трубопроводов с существенной связанностью пульсаций и вибраций до настоящего времени была практически не исследована, хотя она очень важна для виброизоляции оборудования по линии трубопроводов в энергетическом и транспортном машиностроении.

2. Активное гашение пульсаций давления в компенсаторе приводит к одновременному пропорциональному снижению вибрационных сил и вибраций за компенсатором. Дополнительно к гашению пульсаций (либо самостоятельно) могут быть задействованы каналы пространственного активного гашения вибрационных сил и вибраций за компенсатором. Разработанная система и алгоритмы активного гашения позволяют одновременно гасить силы, вибрации и пульсации давления для различных типов компенсаторов при произвольных частотных зависимостях исходных сигналов. Необходимо, чтобы максимальный развиваемый системой гасящий сигнал был не менее гасимого сигнала.

3. При активном пространственном многоканальном гашении вибрационных сил за компенсатором обнаружено заметное взаимное влияние каналов активного гашения вибрационных сил, которое оказывает воздействие на эффективность гашения. Расчеты показали, что это влияние обусловлено существующими перекрестными чувствительностями трехкомпонентных датчиков вибрационной силы при гашении вибрационных сил.

4. Согласно исследованиям, перекрестные чувствительности трехкомпонентных датчиков вибрационной силы могут приводить к несовпадению измеренных сил, действующих на фундамент, с их фактическими значениями при их активном гашении.

5. При активном пространственном гашении вибраций амортизированного трубопровода за компенсатором также выявлено взаимное влияние каналов активного гашения вибрации, приводящее к заметному изменению эффективности активной системы. Это обусловлено связанностью форм пространственных колебаний опоры за компенсатором, когда возбуждение вибрации и ее гашение по одной оси приводит к появлению вибраций и сил по двум другим осям.

6. Выявленные в процессе исследований особенности пространственного совместного активного гашения пульсаций давления, вибрации и динамических сил в компенсаторах трубопроводов в дальнейшем следует использовать при совершенствовании алгоритмов управления активным гашением и развитии методов расчета пульсаций и вибрационных сил, передаваемых компенсаторами с жидкостью в составе трубопровода.