壓縮機綜合性能實驗指導(dǎo)書

活塞式壓縮機性能綜合試驗試驗指導(dǎo)書試驗?zāi)康模?、通過試驗對一般壓縮機重要部件的一概構(gòu)造和壓縮機的使用與維護有初步的理解。2、學習測定壓縮機吸、排氣壓力、溫度、功率、轉(zhuǎn)速和排氣量等基本措施。3、理解活塞式壓縮機在不一樣負載（終壓）下，溫度、流量、比功率及排氣系數(shù)之間關(guān)系。4、掌握壓縮機在原則吸氣狀態(tài)下的排氣量、軸功率及比功率等的換算。試驗原理和系統(tǒng)本試驗裝置采用了如圖1所示的壓縮機性能計算機測試系統(tǒng)。系統(tǒng)重要包括多種信號的傳感變送環(huán)節(jié)、部分信號的調(diào)理環(huán)節(jié)、A/D轉(zhuǎn)換、微機數(shù)據(jù)采集控制、數(shù)據(jù)處理、存儲顯示輸出等部分。詳細參量的測量原理如下：1、排氣量的測量措施活塞式壓縮機的排氣量一般指單位時間內(nèi)最終一級排出的氣體量及壓送過程的泄水量，換算到吸入狀態(tài)（P。，T。）時的容積流量Q1，以米3/分或米3/時表達。壓縮機的排氣量測量可采用噴嘴、孔板節(jié)流法，對于小流量壓縮機，若無測量排氣量的節(jié)流裝置，可采用充罐法測量。本試驗按照GB8853—83國標《一般用容積式空氣壓縮機性能試驗措施》采用噴嘴節(jié)流裝置來測量排氣量。它是一種間接測量措施。運用流體在流經(jīng)排氣管道的噴嘴時，流速在出口處形成局部收縮，使流速增長，靜壓力減少，因而在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓力差，流動介質(zhì)的流量越大，則在節(jié)流裝置前后產(chǎn)生的壓差越大，故通過測量壓差值就可以計算出流體流量的數(shù)值。圖2為排氣量測量系統(tǒng)簡圖，它重要由空氣壓縮機，轉(zhuǎn)速測量裝置，緩沖器（或儲氣罐），壓力調(diào)整閥、低壓箱、噴嘴和壓力測量、溫度測量裝置等幾部分構(gòu)成。緩沖器（或儲氣罐）活塞式壓縮機的排氣管氣流量呈周期性脈動狀態(tài)，由于噴嘴的試驗數(shù)據(jù)需在穩(wěn)定流動的條件下獲得，這種氣流脈動的特性，必將增大測量誤差，為了減弱氣流脈動的影響，以增長測量精度，在空氣壓縮機的排氣管道上一般都安裝一種容積足夠大的緩沖器，在儲氣罐后安裝壓力調(diào)整閥及噴嘴節(jié)流裝置。壓力調(diào)整閥用以調(diào)整控制儲氣罐內(nèi)的空氣壓力值的大小。2）噴嘴節(jié)流裝置噴嘴節(jié)流裝置包括低壓箱、噴嘴、測溫、測壓裝置等。低壓箱由于儲氣罐后安裝了壓力調(diào)整閥，致使壓力調(diào)整閥后的氣流常出現(xiàn)旋渦，為了穩(wěn)定氣流，在壓力調(diào)整閥后安裝低壓箱，在低壓箱內(nèi)裝有井字形格板。低壓箱的尺寸規(guī)定見圖1。低壓箱內(nèi)徑D≥4d，但不得不不小于60mm；為了精確地測定噴嘴前后的壓力差，應(yīng)用二套壓差計，測孔在圓周方向的交角90°，測孔管口不應(yīng)突出低壓箱內(nèi)壁，且應(yīng)為測孔清除毛刺，保持光滑；由于噴咀前溫度沿低壓箱橫截面的分布是不均勻的，為了保證測溫計測得的是噴嘴前的真實溫度，測溫計應(yīng)有一定的插入深度，插入深度為=1/2\*Arabic1/2~1/3低壓箱直徑，且視低壓箱的直徑不一樣，使用二只或四只測溫計，測溫計的桿身要與低壓箱管壁熱絕緣；為了防止熱傳導(dǎo)所帶來的測溫誤差，在要設(shè)測溫計處附近的低壓箱外面，當環(huán)境溫度與低壓箱內(nèi)氣流溫差不小于20℃時，低壓箱測量部份應(yīng)有保溫層。噴嘴噴嘴構(gòu)造如圖3所示，根據(jù)壓縮機額定排氣量確定的原則噴嘴尺寸見表1。壓縮機排氣量Q0的計算根據(jù)GB8853—83，流經(jīng)測量噴嘴的排氣量可用下式計算式中Q0—壓縮機流經(jīng)測量噴嘴折算到進氣狀態(tài)的排氣量（m3/min）；c—噴嘴系數(shù)；d—噴嘴直徑（mm）；—噴嘴前后的壓力差（KPa）；P0—試驗處的大氣壓力（KPa）；T0—壓縮機吸氣絕對溫度（K）；T1—噴嘴前氣體的絕對溫度（K）噴嘴系數(shù)c可根據(jù)噴嘴前后的壓力差及噴嘴前氣體絕對溫度由圖4、表2決定。2、壓縮機軸功率的測定軸功率是壓縮機的重要技術(shù)指標之一，它直接反應(yīng)機器設(shè)計水平和制造安裝水平。在動力用空壓機中，一般用單位排氣量（例如1m3/min）所消耗的軸功率，即比功率來衡量壓縮機的經(jīng)濟性。壓縮機的軸功率測定有如下措施：A直接測定壓縮機軸的輸入扭矩和轉(zhuǎn)速，例如采用扭矩轉(zhuǎn)速儀或直流測功機等。B用校正過的直流電動機法測定電動機輸出功率，然后乘與傳動效率。C用損耗分析法間接測定電動機輸出功率，然后乘與傳動效率。本試驗采用較為普遍的損耗分析法，分別用電流互感器和電壓互感器測量電動機的輸入相電流I和相電壓U，然后考慮電機效率ηe和帶傳動的傳動效率ηz，間接得到壓縮機主軸的輸入功率Nz(KW)。計算公式如下：電機效率和傳動效率的精確度直接影響測定壓縮機軸功率的精確度。根據(jù)GB8853—83國標，本試驗所用的電機效率ηe是按國標GB1032—68“中小型三箱異步電動機試驗措施”來確定的。壓縮機通過三角皮帶進行驅(qū)動的傳動效率，可取ηz=0.97。3、主軸轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)速測量措施諸多，本試驗系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)編碼器作為轉(zhuǎn)速測量傳感器。旋轉(zhuǎn)編碼器的Z相嚴格保證一轉(zhuǎn)輸出一種脈沖，運用數(shù)據(jù)采集卡的脈沖計數(shù)功能，軟件計算出主軸的平均轉(zhuǎn)速，或直接運用數(shù)據(jù)采集卡的脈沖頻率測量功能得到轉(zhuǎn)速。三、試驗環(huán)節(jié)壓縮機開機前的準備工作：擰開冷凝液排放口，排清冷凝液后擰緊排放口；檢查多種傳感器安裝與否緊密；將排氣管線的排氣閥開置最大位置；接通壓縮機電機電源；打開計算機，運行數(shù)據(jù)采集分析程序。壓縮機試運轉(zhuǎn)：按下控制柜面板上“開始”按鈕，啟動壓縮機。觀測壓縮機運轉(zhuǎn)狀況，與否有異常振動和異常噪聲，持續(xù)3~5分鐘后，按下控制柜面板上“停止”按鈕，停止壓縮機運行。啟動壓縮機，調(diào)整調(diào)壓閥組的開度，使氣缸壓力穩(wěn)定在0.6Mpa。壓縮機穩(wěn)定運行后，點擊“開始數(shù)據(jù)采集”工具按鈕，開始數(shù)據(jù)采集。觀測繪圖區(qū)繪制的示功圖曲線，若不滿意，可點擊“下一次示功圖采集”工具按鈕。獲得滿意的試驗數(shù)據(jù)后，點擊“停止數(shù)據(jù)采集”工具按鈕，終止數(shù)據(jù)采集；點擊“文獻保留”工具按鈕（或選擇“文獻保留”菜單操作），進行試驗數(shù)據(jù)保留；點擊“數(shù)據(jù)打印”工具按鈕（或選擇“數(shù)據(jù)打印”菜單操作）打印試驗數(shù)據(jù)，選擇“圖形打印”菜單操作打印示功圖曲線。調(diào)整調(diào)壓閥組的開度，使氣缸壓力穩(wěn)定在0.5Mpa，反復(fù)4~7步操作，得到另一組試驗數(shù)據(jù)。按下控制柜面板上“停止”按鈕，停止壓縮機運行；選擇對應(yīng)操作，退出應(yīng)用程序。試驗操作完畢。四、試驗數(shù)據(jù)處理1、壓縮機實測排氣量壓縮機流過測量噴嘴折算到進氣狀態(tài)的容積流量Q0計入冷凝水的壓縮機排氣量Q1其中：—吸氣溫度下的飽和水蒸汽密度，kg/m3Ws—壓縮機吸氣口與噴嘴見搜集到的單位時間內(nèi)的冷凝水質(zhì)量，kg/minPs1—吸氣溫度下的飽和水蒸汽壓力，kgf/cm2本試驗為單級壓縮機，在壓力比不太高的狀況下，冷凝水量Ws≈0，因此可以按Q1≈Q0計算。2、排氣系數(shù)式中：D—汽缸直徑；S—活塞行程；Z—汽缸數(shù)3、電機輸入功率Ne（KW）和壓縮機軸功率Nz（KW）4、比功率q（kw/m3·min-1）5、換算成原則工況下軸功率，排氣量、比功率等。按照GB8853—83國標的吸氣規(guī)定狀態(tài)；吸氣壓力為1.02kgf/cm2，吸氣溫度為20℃，進口冷卻水溫度為15℃。對于不能保證壓縮機進氣壓力為1.02kgf/cm2的試驗，應(yīng)控制壓縮機總壓力比等于原則吸氣工況下總壓力比。如有一臺壓縮機，在原則吸氣工況下，其壓力比為7.86，根據(jù)上述定義可獲得則對應(yīng)的試驗排氣壓力Pd為6.86P0。1）按原則工況修正排氣量當壓縮機試驗轉(zhuǎn)速n與額定轉(zhuǎn)速[n]不一樣步，對額定轉(zhuǎn)速下的流量[Q]，可作如下轉(zhuǎn)速修正： 按原則工況修正軸功率當試驗工況偏離原則工況時，壓縮機原則工況軸功率[Nz]可作如下修正：其中，[P0]—原則進口大氣壓力1.02kgf/cm2原則工況比功率[q]五、試驗匯報列出所試驗的壓縮機裝置的重要銘牌參數(shù)（見表3）及測試參數(shù)儀器儀表的型號名稱與精度（見表4）寫出不一樣工況下的測試數(shù)據(jù)、計算成果及換算成果（見表5）繪出壓縮機性能曲線[Q]、Nz、q、tp、λ=f(ε)討論不一樣排氣壓力下的壓縮機性能參數(shù)的變化規(guī)律。圖1往復(fù)式壓縮機性能計算機測試系統(tǒng)構(gòu)造圖3噴嘴示意圖表1噴嘴尺寸表dA1δbE1rG1R0D1D0N0D1測排氣量范圍（m3/min）mm最小最大12.715.886.358.6412.290.7615.8810190152416.50.4530.906表3測試壓縮機基本參數(shù)壓縮機型號名稱額定排氣壓力排氣量額定轉(zhuǎn)速制造廠制造日期電動機型號名稱電機功率電機轉(zhuǎn)速傳動方式制造廠制造日期表4壓縮機試驗儀器儀表內(nèi)容序號測量項目儀器型號名稱測量精度1緩沖罐壓力Pd2吸氣壓力Pa3吸氣溫度T04排氣溫度Tp5噴嘴前溫度T16輸入功率Ne7轉(zhuǎn)速n8噴嘴壓差表5活塞式壓縮機性能測試數(shù)據(jù)表序號項目單位測點參數(shù)1231活塞行程Smm602活塞直徑Dmm803噴嘴直徑dmm12.74額定轉(zhuǎn)速[n]rpm5帶傳動效率ηz0.976電機效率ηe0.97并聯(lián)氣缸數(shù)Z38吸氣壓力（大氣壓力）PakPa9吸氣溫度（環(huán)境溫度）T00C10緩沖罐壓力PdkPa11噴嘴前氣體溫度T10C12噴嘴前后壓力差kPa13實測轉(zhuǎn)速nrpm14噴嘴系數(shù)C15實測排氣量Q0m3/min16修正后排氣量[Q]m3/min17排氣系數(shù)λ排18主軸功率NzKW19修正后主軸功率[Nz]KW20比功率qKW/m3min-121修正后比功率[q]KW/m3min-122壓力比ε孔板流量計算孔板基本參數(shù)孔板直徑d=9.5mm孔板前流道直徑D=50m