作者:Hyder Husain博士
2011年1月6日
振动原因工业应用中通常使用的所有管道系统都是由弹性材料制成的。弹性材料由于其弹性特性，即使在小扰动下也能振动。由于固体材料的体积变形和剪切变形都具有非零刚度因子，这些扰动可以根据变形模式产生不同速度的波。体积扰动产生横波，而剪切扰动产生纵波。
外部扰动在理想情况下，如果流体能够在管道系统中流动，而没有任何会引起扰动的扰动，则管道振动将不存在。然而，在实际情况中，有许多来源会在管道系统中产生扰动并导致振动。
摄动原因在这里，我们可以将主要原因分为几个主要类别:
(a)机械，(b)流体诱导，(c)瞬态
(一)机械:
(i)来自泵或压缩机的扰动。
(ii)由其他运动机械部件传播的机械扰动。
(b)流体诱发:
(i)流动湍流(宽带谱):雷诺数的函数
(ii)多相流:段塞的传播(准周期性)及其内爆/爆炸可能引起严重振动。
(iii)弯道和弯道:产生二次流，进一步相互作用，增强准周期性的强垂直流动。
(iv)阀门:阀门导致流动分离和/或方向改变，从而导致高强度湍流(取决于雷诺数)。
(c)瞬变:
(i)水管突然破裂
(ii)阀门突然关闭
(iii)管道或管道部件上的外力
摄动原因全面的装置设计应确保整个系统在受到外部扰动时的本征模态和本征值不应与管道系统在受到相同外部扰动时的本征模态和本征值相匹配。低频、长波会造成立竿见影的问题;然而随着时间的推移，高频、低振幅振动将导致疲劳失效。因此，在设计管道系统时必须谨慎，并应在适当的位置使用各种减振装置。此外，应采用适当的工艺控制来减少振动，特别是在多相流中。