活塞式压缩机性能测定.

活塞式压缩机性能测定

一、实验目的

1学习测定活塞式压缩机排气量的基本方法，了解活塞压缩机工作性能及原理；

2 按公式计算活塞式压缩机的排气量，求出公式计算值与实测值的相对误差，并根据所学知识对产生误差原因进行讨论。

3 掌握用计算机测绘示功图的基本知识、并根据示功图分析压缩机的运转情况。

4 了解计算机进行压力、温度采样的基本方法。

二、实验原理

1 排气量的测定

我国多采用喷咀截流法测量压缩机的排气量 , 其测试装置和喷咀均应符合国家标准。 压缩机将吸入气体经压缩升压后，排入储气罐稳压，经调节阀进入低压箱降压整流，再经节流喷咀喷出，喷咀前后形成压差，压差值由压力传感器采集，喷嘴前气体温度由温度传感器采集，压缩机转数由霍尔接近开关得到，其数据在计算机控制界面上均有显示，据公式便可计算出该运转状态下的排气量。 2 示功图的测绘

通过在压缩机气缸盖上安装的压力传感器将气缸内的压力转变为微弱的电压信号，经过

ADAM3016调理模块处理信号之后，通过接线端子板及一根37pin 电缆连接线与PCL －818L 数据采集板相连。环境温度等其他参数通过相应的传感器及变送器，以相同的连接方式进入数据采集板。皮带轮附近安装有霍尔接近开关，皮带轮与接近开关在压缩机曲轴每旋转一周开始的时候，产生一个脉冲开关信号，利用它作为开始采样的启动信号。对应任一压力值的气缸容积可以通过简单的数学计算得到。数学计算过程如下：

假定活塞压缩机一个工作循环内取样次数为n （可由计算机来设定），则对应的第і个采样点活塞在气缸中的位移s 为

()⎥⎥⎦⎤

⎢⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛α--+α-=2

2sin )L r (11r L cos 1r s

式中

α ─ 曲轴（曲柄）的转角，n

360i ⋅=α（і＝0，1，2，…，n ）

r ─ 曲轴（曲柄）半径，本实验 r ＝57mm

L ─ 连杆长度，本实验 L ＝250mm

气缸内气体容积为 V ＝A •s （A 为气缸横截面积）

其中2

D 4

A π=

，D 为活塞直径，D=153mm

采用chart 绘图插件，压力值显示在纵坐标上，气缸容积／位移值显示在横坐标上，便

得到了示功图曲线，同时计算机控制界面上还显示指示功率的数值。 整个测试系统结构如图1所示。

图1 数据采集系统结构图

三、实验装置和流程

1 实验装置 详见图

2 2 系统工作流程

系统运行后，主程序等待开始采集的命令（测试系统的计算机操作界面上设置有此按

钮），当接受到这一指令后，扫描818L 数据采集板的数字量输入通道，当检测到信号突变后，转入采样程序，按照要求的采样个数和延迟时间对模拟量输入通道进行采集和A/D 转换，并将所得的结果存入采样数组；转换及存储完毕后，等待指令进行下一次操作。

－3－

图2 实验装置简图

1－消音器

2－喷咀 3－压力传感器 4－温度传感器 5－减压箱

6－调节阀 7－压力表 8－安全阀

9－稳压罐

10－单向阀

11－温度传感器

12－压力传感器

13－温度传感器

14－吸入阀

15－控制柜

16－计算机

17－接近开关

注：图中虚线为信号传输线

四、实验方法与步骤

1. 打开计算机，进入系统操作界面。

2. 压缩机的启动

（1）接通冷却水； （2）检查油箱油线位置；

（3）检查压力表、安全阀、安全调节阀等是否运转正常可靠； （4）检查盘车是否正常；

（5）点击操作界面“数据采样”菜单中“准备工作项”，确认准备工作完成。 3. 调节和测量

（1）将调节阀全开后按动控制柜上的启动按钮(2个绿色按钮同时按下)，启动电机； （2）调节调节阀使储气罐内压力稳定在 0.lMPa ；

（3）稳定后用鼠标点击操作界面上的采样按纽，示功图便显示在操作界面上，可将其

保存及打印，同时记录下压缩机的转速、吸入阀附近温度、喷咀前后的压差、喷咀前温度、指示功率（5个参数在操作界面均有显示），前四个参数用于计算压缩机的流量。

4． 重复步骤3中的（2）（3），使稳压罐压力稳定在 0.2MPa, 0.3MPa, 0.4MPa, 0.5MPa, 5. 按动控制柜上的停止按钮（红色），使电机停止运转，关闭冷却水，打开调压阀，将

稳压罐内气体排空。

五、数据处理

1． 计算输气量

1

00

261053.1128T P H

T CD Q -⨯= 其中，C 由表可查的 C=0.980，P 0=101300Pa ，H=5780Pa

To=26.32+273.15=299.47K , T 1=28.56+273.15=301.71K 所以，Q=1.65 m 3

/min 2. 计算排气量

（1） H V T P l V n V 2⋅⋅⋅⋅⋅=λλλλ

其中n=522r/min, 压缩比1

'2P P =ε=（1.013×105＋0.5×106

）/101300=5.936

据此查的λT =0.93，λP =0.96，λl =0.96s

V H = F h ·s=0.0021m

3

(24

D F h π=,D ＝0.153m, S ＝0.114m)

H

V V 0=α=0.0781 （V 0＝1.64×10-4m 3

）

)1(11--=m

V ε

αλ=0.73

V =522×0.96×0.96×0.93×0.73×2×0.0021=1.37m 3

/min (2) 相对误差

100%Q ⨯公式

实测公式－V V =20％

同理，可求得其他各组数据的结果，整理于下表