1、压缩机的性能测定实验一、实验目的1. 了解和掌握压缩机指示功率和排气量的测量方法;2. 观察压缩机实际压缩过程;3. 分析压缩机工作情况。二、实验装置及原理压缩机实验装置示意图1.喷嘴流量计 2.储气罐 3.压力传感器 4.压缩机5.转速传感器 6.数据采集接口箱 7.信号处理系统1、压缩机装置压缩机装置是上海压缩机厂制造的无十字头V 型双缸单作用风冷式压缩机一台,压缩机基本参数如下:额定排气量 :0.48 min/3额定排气压力:0.8 MPa(表压)额定转速: 活塞行程:60 (曲柄半径30.0 )气缸直径:90 气缸数目:2润滑方式:飞溅式气缸相对余隙容积约为6电机功率:4.0KW;功率
2、因数:085。储气罐为直径300,长900 ,壁厚10的容器,容器上部有0.7 MPa的安全阀及压力表, 储气罐出口连接有调节阀,以调节压缩 机的出口压力。2、压缩机示功图(PV)图的测试 及指示功率N i测定压缩机的一个一级气缸顶部开孔,通 过接头连接压电式压 力传感器, 测试气缸内气体的瞬间压力P。压缩 机飞轮上装有键相器,通 过光电转速器,测试压缩机的瞬间曲柄转角。由下面公式确定活塞位移x, )2cos1(4)cos1(rx式中, 活塞位移, 曲柄半径, 曲轴半径与连杆长度l的比值,r曲柄转角。由活塞位移x与气缸截面积A 的乘积即可确定活塞扫过的气缸容积V 。xV式中 气缸容积, 气缸截
3、面 积, A24DA由 和 可绘出压缩机一个循环的 图(示功图)。PP由示功图封闭面积即可算出一个循环的压缩功 ;再乘以转速和气缸数目即得压缩机指示L功率 :iN气缸数目 ( )iL60n转速,转/分, 循环压缩功n3、排气量Q( )的测定V储气罐出口的压力调节阀后设有一套排气量测定装置,即喷嘴流量计,装置由减 压箱、喷嘴、测压管及测温管所组成,减压 箱内有多孔小板及井字形隔板所 组成的气体流动装置, 喷嘴由不锈钢或黄铜制造,孔径尺寸为 12.70毫米。差 压传感器(或U型压力计)与测压装置连通,用以 测定喷嘴前后的压差。我国压缩机行业所用的喷咀测量空气压缩机排气量计算公式为 10281053
4、.2TPHCDV式中: 压缩机排气量(m 3/min)喷嘴系数(查表)C喷嘴前后的压力差(毫米水柱),1毫米水柱 10.2 PaH喷嘴直径(毫米)D大气压力(10 5 Pa)0P压缩机吸入气体的绝对温度(K )T喷嘴前气体的绝对温度(K )14、电机功率的测定电机负载为三角形的三相电路,Ncos3UI电机功率; 相电压; 相电流; 功率因数。Icos5、数据采集与信号分析系统数据采集与处理通过计算机化的“信号采集与分析系统CRAS”实现。示功图绘制、排气量和指示功率计算通过示功图软件实现。数据采集与信号 处理系 统包括传感器以及放大器,数据采集卡,接口箱,以及VMCRAS及示功图软件等。三、实
5、验步骤1、打开数据采集系统进行数据采集。打开 计算机 电源,鼠标点击:桌面“CRAS 7.0(快捷方式)”,进入计算机化的振动信号采集分析系统CRAS。再点击:“旋转机械振动监示与分析VMCRAS” 。点击“作业”: 先定义作业文件名称。在“文件 类型(T )” 栏点入外部双通道” (注: 内部方式指定采样率频率;外部方式指采样频率随转速同步变化)。设置 实验参数,点击“ 参数 设置” ,逐步完成以下各 项:采集方式:采用“外部” ;键相位必须为128(键相位表示整转速周期的测点)。采集控制:采用“监示采集” ;转速控制为“ 升速”;在老师的指导下或根据经验填入“总记录时间(秒)一般为40-5
6、0”。监测值类型:pp(双峰值);工程单位:一通道,气缸压力传 感器 Mpa;二通道,喷嘴差压传感器 pa。电压范围:10000mv。较正因子:一通道 气缸压力传感器较正因子约 19920(由传感器参数确定)二通道 差压传感器较正因子 1所有参数确定后,点击“ 确认”。开始数据采集检查传感器,仪器仪表接线等无 误后,启 动压缩机。待压缩机压力稳定后,点击VMCRAS状态下的“在线监测 ”。即可观察压缩机排气压力时间曲线,数据采集完毕后退出“CRAS ”。2、作压缩机示功图和计算排气量鼠标 点击桌面 “示功图”,逐步完成以下各项:点击“导入VM 数据 (AZ2XX)”, 找到数据采集的作业文件,
7、点击打开;参数 设置,依次填入:在“弧度”和“角度 ”二种单位选一,填入初相角;(240280)气缸数目 2气缸直径(单位为米) 0.09曲柄半径(单位为米) 0.03“r/l” (曲柄半径与连杆长之比)0.21填完后点击“确定”点击 “图形显示”,可见示功图和指示功率(Kw);3、计算排气量,鼠标点击排气量计算拦的“计算”框依次填入喷嘴压差 (二通道压力)喷嘴直径 12.70mm吸入气体温度 (单位为K)(室温 21)喷嘴前气体温度(单位为K)( 仪表显示24 )当地大气压力 (单位为Mpa)(常压0.098Mpa )点击 “计算”框,即可由 计算机算出排气量Q(M 3/min),并示出喷嘴
8、系数C。四、实验记录表实验数据及其与理论值的比较 测量项目 单位 测量值室内大气压 MPa室内温度 喷嘴前气体温度 排气压力 MPa喷嘴前后压力差 Pa压缩机转速 r/min喷嘴直径 mm喷嘴系数压缩机指示功率 kw压缩机排气量 m3/min电机电流 I电机电压 U电机功率 kW五、采用理论公式分别计算压缩 机指示功率和排气量与实验值 比较,并分析原因。1、 计算压缩机理论排气量( )nASVlTpvmin/3式中、 第一级各个气缸活塞面 积的总和, 2行程,米转速,转/分n容积系数; v)1(mv:相对余隙容积, 0.06; :压力比, :气体多变指数 1.20 m第一级压力系数; 0.950.98p p第一级温度系数; 0.900.95TT第一级泄漏系数; 0.920.96l l2、理论功率计算(Kw)nPkVPNksdhvsi 1)()1(67. 式中: 名义吸气压力,MPa;1进气时的压力损失系数, 0.040.06 ;ss实际吸、排气压力,MPa; , dP)(1 S)(2 ddP名义排气压力,MPa;2排气时的压力损失系数, 0.080.12。d气体绝热指数,空气以 计; 行程容积, ;k4.khVhAS转速,RPM;其余符号同上。n3、求相对误差 %10理 论 实 验理 论V理 论 实 验理 论 iiN4、原因分析