压缩机指示功图、排气量、轴功率测试与计算机控制
压缩机
1、指示功率：只是指压缩机单位时间内所消耗的指示功，单位为W。
2、指示效率：是指压缩机的等熵压缩功率与指示功率之比，也是制冷剂等熵压缩比功和实际指示比功之比。
指示效率表示压缩机循环过程中热力过程的完善程度。
3、轴功率：由原动机传到压缩机主轴上的功率为轴功率4、轴效率：等熵压缩功率与轴功率之比5、机械效率：初为指示功率与轴功率之比，表示压缩机摩擦损失的程度6、电功率：从电源输人驱动电动机的功率7、电效率：为等熵功率与电功率之比注：对于封闭式压缩机，其电效率也可表示为指示效率、机械效率与电动机效率队之乘积第一章容积型制冷压缩机的热力学基础容积型压缩机是蒸气压缩式制冷机中应用领域最广泛、使用数量最多的压缩机，它们的功率可以从几十瓦到几千千瓦的宽广范围。
尽管容积型压缩机的结构形式众多，但究其热力学基础还有许多部分是相同的。
第一节单级活塞式压缩机的理论循环单级活塞式压缩机的理论循环的假设条件：1、压缩机没有余隙容积2、吸汽与排汽过程中没有压力损失3、吸汽与排汽过程中无热量传递4、无漏汽损失5、无摩擦损失一、活塞式压缩机的理论输汽量1.气缸工作容积Vp，单位为m32.理论容积输气量qvt(或称理论排量)，单位为m3/h是指压缩机按理论循环工作时，在单位时间内所能供给、按进口处吸气状态换算的气体容积。
(1-2) 3.压缩机的理论质量输气量qm t，单位为kg/h(1-3)二、压缩机消耗的理论功率1.理论循环所消耗的理论功Wts，单位为J，W ts =∫12 Vd p (1-4 )2.即单位绝热理论功Wt s为，单位为J，W ts = h 2 - h 1 (1-4a )3.压缩机所消耗的理论功率Pts，单位为kw第二节容积型压缩机的实际性能1、压缩机中的压力降2、制冷剂的受热3、气阀运动规律不完善带来的效率下降。
4、制冷剂泄漏的影响。
5、再膨胀的影响6、压缩过程偏离等熵过程7、压缩过程的过压缩和欠压缩。
8、润滑油循环量的影响。
活塞式压缩机
第二章活塞式压缩机第一节活塞式压缩机的工作原理、主要参数及其性能指标一、活塞式压缩机的实际循环和压缩过程活塞式压缩机的实际循环是一个复杂的循环过程。
一般采用示功仪测量气缸内气体体积和压力的变化曲线—示功图来加以分析，见图2-1图2-1 实际示功图单级压缩机的主要工作机构包括：气缸、活塞，进气阀与排气阀（均为自动开启和关闭的单向阀）。
当活塞向右运动时（假定气缸为卧置），进气阀在阀外气体压力作用下打开，气体进入气缸。
当活塞向左运动时，进气阀关闭，气体被压缩，当气体压力高于排气阀外的压力时，排气阀打开，将气体排出。
由于压缩机在压缩过程终了时，不允许活塞与气缸盖发生撞击，实际上活塞与气缸盖间保留着一个安装间隙。
当排气过程结束以后，活塞开始返回行程，气缸容积逐渐扩大，残留在缸内的高压气体开始膨胀，当缸内气体压力降至低于进气压力时，进气阀打开，开始了下一个循环的进气过程。
活塞每往复运动一次，都重复着气体膨胀—进气—压缩—排气四个过程。
整个循环过程中，1—2和3—4可以视为热力学过程，其它过程可以当作为气体流动过程。
活塞式压缩机的余隙容积,包括：活塞在内外止点处，活塞端面与气缸盖之间的间隙，以及气缸内壁与活塞端面至第一道活塞环间的环形间隙、气缸容积至气阀阀片间的整个通道容积。
这些间隙的存在使得缸内气体无法排净。
吸气之前余隙容积内的高压气体又要先行膨胀，实际上等于减少了吸气量，降低了气缸利用率。
因此要求余隙容积尽量小一些，但又不能太小，否则由于热膨胀和受力拉伸作用，活塞和活塞杆将发生撞缸事故。
由于气流通道和气阀存在一定阻力，所以气流通过时必然产生阻力损失，因此汽缸内的压力比入口管道内气体压力（又称名义吸入压力）要低，吸入阀从开始开启到全开还要克服较大的局部阻力，图中点4为吸入阀开始开启，点5对应吸入阀全开。
同理，气缸内实际排气压力应高于排出管道气体压力（又称名义排出压力），排出阀在点2处增加了局部阻力。
示功图上吸入线和排出线呈波浪状，是由于气流速度随活塞速度以及阀片的惯性振动而变化，导致阻力损失不稳定而产生的。
压缩机指示功图排气量轴功率测试与计算机控制
实验五压缩机指示图、排气量、轴功率测试与计算机控制一、实验目的及要求1 学会使用计算机测试装置测绘压缩机指示图，懂得使用机械式弹簧指示器测绘压缩机指示图.2 学会应用所录取的指示图分析压缩机运行工况的方法，从而加深对压缩机工作原理和性能的理解，并计算出压缩机的主要性能参数.3 了解计算机测控系统和相关仪器仪表的的基本原理和使用方法.4 了解压缩机及其装置的基本结构及作用、正确的运行程序和注意事项.二、实验原理1.指示图及其形式活塞式压缩机的指示图是反映压缩机在一个工作循环中活塞在不同位置时气缸内气体压力变化的曲线，亦称气体力图.根据录取的指示图可对压缩机的工作过程作一系列的分析计算.例如，根据指示图面积可计算出气缸内平均指示压力、指示功率及气阀功率损失；根据吸入线长度可计算出容积系数λv；根据最高压力和最低压力可计算出气缸内的实际压力比；根据气体压力和活塞面积，可计算出产生的作用力，并以此作为动力计算及强度校核的依据；根据指示图还可分析压缩机的故障.例如，根据指示图的形状可以分析判断气阀、活塞环、填料函等的泄漏情况；进排气过程的压力损失情况；压缩机膨胀的热交换情况等，从而根据这些分析对压缩机进行故障诊断.由此可见，压缩机指示图的测试是研究压缩机性能与运行工况的一种基本方法.在录取指示图时，纵坐标表示压力p，横坐标根据测量方式的不同可分为用气体容积、活塞行程s、曲柄转角α或时间t来表示，所以指示图曲线有以下几种形式：1）p-v图（压力－容积图），它反映气缸内压力与气体容积间的关系2）p-s 图（压力－行程图），它反映气缸内压力与活塞行程间的关系3）p-α图（压力－转角图），它反映气缸内压力与曲柄转角间的关系4）p-t 图（压力－时间图），它反映气缸内压力与一个循环周期内不同时刻间的关系1）2）3）4）的本质是一样的，在一定条件下可以相互转换.由于转角α=ωt，可以确定时间与转角的关系；根据活塞式压缩机动力学，知道活塞的位移x与转角α之间存在着一定的关系x=f(α)；而气体容积v=x·F，式中F为活塞面积.2.指示图测试原理指示图的测量按原理分主要有电子式和机械式.在实验室中有两种类型的测量方式的实验台.（1）基于PC的测试系统基于PC的测试系统直接测量的指示图为p-α图，主要测量的参数为压缩机曲柄的转角和与转角相对应的时刻的气缸内的压力.如图1所示，在压缩机曲轴上安装的轴编码器2在一个工作循环产生1024个脉冲，作为压力信号5采集的外部触发信号，这样在一个工作循环中（曲轴旋转360º），均匀完成1024次压力信号采集，每个压力信号对应的曲轴转角为（360/1024）º，计算机采样数据进行处理后，可计算出气缸内的活塞的位置、曲轴的转角以及对应位置的压力值，从而绘制出指示图.由于实验中的指示图需要在一定的排气压力下测定，所以在储气罐上安装了调节阀4，用来调节储气罐的压力，达到调节压缩机出口排气压力的目的.同时，轴编码器2所产生的信号也可用作测量转速，曲轴旋转一周，产生1024个脉冲，那么压缩机转速=脉冲数/1024；压缩机速度的调节是通过变频器调节，计算机通过输出不同的电压值，控制变频器达到控制速度的目的.（2）机械式指示器机械式指示器可分为螺旋弹簧指示器和杠杆形弹簧指示器，如图2所示.螺旋形弹簧指示器主要由能反映气缸内压力变化的小气缸及反映活塞位移情况的转筒组成.气体由通道进入小气缸，变化的气体压力推动小活塞，克服圆柱形弹簧的弹力作往复运动，小卷筒由绳子通过行程缩小器连到十字头上，将十字头的往复运动变成小卷筒的回转摆动.在压缩机工作时，如果在小卷筒上卷上一张纸，摆杆上装上一支笔（用石墨．铅或黄铜等做成），并稍稍触至小卷筒的纸上，即可录下所需的指示图，其纵坐标反映气缸内压力的变化，横坐标反映与压力相对应的活塞行程的位置.（3）指示图的整理、分析与计算图2 螺旋弹簧指示器和杠杆弹簧指示器示意图p sp 2p dp 1 V 0V ´V 1VF 2F 3F 1图3 压缩机指示图V1）平均指示压力)(Pa VF p ii =（1）2）指示功率)(10603kw nF N i i ⨯⨯=（2）3）气阀相对压力损失%100321⨯+=F F F δ （3）4）容积系数 VV V '=λ （4）5）平均多变指数a ）压缩过程2112ln /lnV V p p n = （5）b ）膨胀过程3412ln /lnV V p p m = （6）6）实际压力比sd p p ='ε 7）实际排气量 min)/(3m Vn V l T p v d λλλλ=F i 指示图面积功 N ·m V 行程容积 m 3/r V ˊ 实际进气容积 m 3/r V 0 余隙容积 m 3/r V 1 1点的容积 m 3/r V 2 2点的容积 m 3/r V 3 3点的容积 m 3/r V 4 4点的容积m 3/r p 1 气缸内名义吸气压力 Pa p 2 气缸内名义排气压力 Pa p s 气缸内实际吸气压力 Pa p d气缸内实际排气压力Pan 压缩机转速rpmλpλTλl分别为压力系数、温度系数、泄露系数三、实验装置简介本实验使用压缩机是一台无十字头立式单列单级单作用空冷移动式空压机改装而成，如图4所示.1压缩机及其装置基本参数机器型号：Z—0.3/l 0—C吸气压力：p1 = 1×105Pa排气压力：p2 = 10×105Pa转速：n = 1370rpm行程：s = 55mrn气缸直径：D1 = 9 0mm排气量：V d = 0.3m3/min轴功率：N D = 2.7kw电机功率：Nd = 3kw储气罐：V = 80l由于压缩机经过改造，许多参数变为可调，如转速等.2结构及工作原理本机为微型空气压缩机，具有结构紧凑、重量轻、运行可靠、寿命长、使用维修方便等优点.空气压缩机的曲轴由电动机直接带动，再经连杆使活塞作往复运动，将吸入的空气进行压缩至规定压力，经管路并冷却进入单向阀再进入储气罐.气缸盖，气缸均铸有散热片以利散热.气缸的吸气端接消声器，又叫空气滤清器.吸排气阀为舌簧阀.本机润滑采用飞浅式润滑.排气量调节采用自动控制.如果气压超过额定排气压力时气压自动开关可自动切断电源，使空压机停止运转，同时气压自动开关中的放空阀开启使排气管中的压缩空气放空，以便空压机空载启动.在压力降低时，气压自动开关再自动合上电源，压缩机再次启动运转，其停止运转的压力为高于额定排气压力的0.05MPa进行调节.在储气罐上装有安全阀如果气压超过额定排气压力时，安全阀可自动放气，起保护作用.上面所述为压缩机本身自带功能，由于采用了计算机控制，计算机也能进行上述功能.四、试验步骤1．预习实验指导书和教材相关部分，明确实验目的、实验原理、实验内容、操作方法、应测数据等.2．在老师指导下观察实验装置.用手盘动压缩机联轴器，使轴转动，检查是否有机械故障，检查阀门位置、润滑油位是否正常.3．在老师指导下操作计算机软件，完成实验数据的采集.4．完成实验报告.五、注意事项1．缩机实验中多属精密仪器，必须严格在老师指导下完成.2．注意安全.3．注意保护仪器仪表.六、实验报告1．简述实验目的、原理、装置（包括仪器仪表）.2．简述实验操作步骤.3．列出测取的实验数据及指示图.4．根据实验数据和指示图进行计算分析.5．实验结果的讨论和分析.。
YQJ-V型活塞式压气机性能实验台实验指导书
YQJ-V型活塞式压气机性能实验台实验指导书压气机在工程上应用广泛，种类繁多，但其工作原理都是消耗机械能（或电能）而获得压缩气体。
压气机的压缩指数和容积效率是衡量起性能优劣的重要参数。
因此压气机性能实验是《工程热力学》课程教学的重要组成部分，通过该实验能加深学生对工程热力学理论的理解，使学生更好的学好这门工程基础课。
本活塞式压缩机性能实验台，采用传感器技术，在微机控制下采集处理数据，绘制压缩机的示功图，并据此进行压缩机性能指标的计算和热力过程的分析，以加深对压缩机热力学原理的理解，提高运用微机对实验压缩机进行性能分析的能力。
本实验台技术先进，适用于生产厂家的产品质量检验和教学科研的需要。
一、实验目的1. 了解活塞式压气机的工作原理及构造，理解压气机的几个性能参数的意义。
2. 熟悉用微机测定压气机工作过程的方法，采集并显示压气机的示功图。
3. 根据测定结果，确定压气机的耗功W C、耗功率P、多变压缩指数n、容积效率ηv等性能参数，或用面积仪测出示功图的有关面积并用直尺量出有关线段的长度，也可得出压气机的上述性能参数。
二、实验原理压气机的工作过程可以用示功图表示，示功图反映的就是气缸中的气体压力随体积变化的情况。
本实验的核心就是用现代测试技术测定实际压气机的示功图。
实验中采用压力传感器测试气缸中的压力，用接近开关确定压气机活塞的位置。
当实验系统正常运行后，接近开关产生一个脉冲信号，数据采集板在该脉冲信号的激励下，以预定的频率采集压力信号，下一个脉冲信号产生时，计算机中断压力信号的采集并将采集数据存盘。
显然，接近开关两次脉冲信号之间的时间间隔刚好对应活塞在气缸中往返运行一次(一个周期)，这期间压气机完成了膨胀、吸气、压缩及排气四个过程。
实验测量得到压气机示功图后，根据工程热力学原理，可进一步确定压气机的多边指数和容积效率等参数。
另外，通过调节储气罐上的节气阀的开度，以改变压气机排气压力实现变工况测量。
压缩机的热力性能和计算
一、排气压力和进、排气系统（1）排气压力①压缩机的排气压力可变，压缩机铭牌上的排气压力是指额定值，压缩机可以在额定排气压力以内的任意压力下工作，如果条件允许，也可超过额定排气压力工作。
②压缩机的排气压力是由排气系统的压力（也称背压）所决定，而排气系统的压力又取决于进入排气系统的压力与系统输走的压力是否平衡，如图 2-20 所示。
③多级压缩机级间压力变化也服从上述规律。
首先是第一级开始建立背压，然后是其后的各级依次建立背压。
（2）进、排气系统如图所示。
①图 a 的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气压力也近似恒定，运行参数基本恒定。
②图 b 的进气系统有气体连续、稳定产生，进气压力近似恒定；排气系统为有限容积，排气压力由低到高逐渐增加，一旦达到额定值，压缩机停止工作。
③图 c 的进气系统为有限容积，进气压力逐渐降低；排气系统压力恒定，一旦低于某一值，压缩机停止工作。
④图 d 的进、排气系统均为有限容积，压缩机工作后，进气压力逐渐降低；排气系统压力不断升高，当进气系统低于某一值或排气系统高于某一值，压缩机停止工作。
二、排气温度和压缩终了温度（1）定义和计算压缩机级的排气温度是在该级工作腔排气法兰接管处测得的温度，计算公式如下：压缩终了温度是工作腔内气体完成压缩机过程，开始排气时的温度，计算公式如下：排气温度要比压缩终了温度稍低一些。
（2）关于排气温度的限制①汽缸用润滑油时，排气温度过高会使润滑油黏度降低及润滑性能恶化；另外，空气压缩机中如果排气温度过高，会导致气体中含油增加，形成积炭现象，因此，一般空气压缩机的排气温度限制在 160°C以内，移动式空气压缩机限制在 180°C以内。
②氮、氨气压缩机考虑到润滑油的性能，排气温度一般限制在 160°C以内。
③压缩氯气时，对湿氯气的排气温度限制在 100°C，干氯气的排气温度限制在 130°C。
Z11压缩机实验指导书
11ZA-1.5/8空气压缩机的运转与性能实验实验指导书钱才富戴凌汉金广林北京化工大学过程装备与控制工程系11ZA-1.5/8空气压缩机的运转与性能实验一、实验目的与要求本实验是通过调节压缩机的排气压力，测量压缩机的性能并绘制压缩机的性能曲线。
具体要求如下：1．改变储气罐出口阀的开度，测定在不同压力比ε下的排气量Q0、轴功率Ne、计算出相应压力比下的绝热效率ηad；2．根据实验数据及计算结果绘制压缩机的综合性能曲线；Q0—ε；Ne—ε；ηad—ε曲线；3．对压缩机的运行工况进行分析和讨论；4．绘制压缩机的示功图(封闭图形)。
二．主要实验设备1．实验装置如图一所示。
2．压缩机性能参数：1）型号：11ZA-1.5/8 立式一级双缸单动水冷固定式空气压缩机；2) 气缸直径：D=153毫米3) 活塞行程：S=114毫米4) 排气量：Q0=1.5立方米／分(额定工况下)5) 轴功率：Nz<12千瓦(额定工况下)6) 转速：n=500 rpm7) 额定排气压力：P2=0.8Mpa(表)3．三相交流异步电动机型号：Y160L1-4-T1) 额定功率13 kW2) 转速1460 rpm3) 额定电压V=380V4) 额定电流I=26.22A5) 频率50Hz6) 电机效率η=0.8827) 功率因数cosφ=0.888) 皮带传动效率ηC=97％4．辅助装置1) 控制箱和操作台2) 储罐：容积V=0.3米3；直径D=600毫米高度H=1.725米3) 冷却器4) 低压箱及喷嘴喷嘴直径d=19.05 mm5) 导管及调节阀5．主要测量仪器及仪表1) 干湿温度计2) 喷嘴流量测量装置3) 压力变送器4) 温度变送器5) 磁电式齿轮转速传感器6) 涡轮流量传感器7) 工控机图一空气压缩机性能实验装置简图1．吸气阀2．空压机3．电气控制箱4．电动机5．储气罐6．出口调节阀7．低压箱8．喷嘴三．实验方式与步骤1．方法：本实验用调节压缩机储罐出口调节阀来改变压力比ε大小，以得到不同的排气量、功率、效率；根据GB3853-83《一般用容积式空气压缩机性能试验方法》标准规定，采用喷嘴测量压缩机的排气流量，标准喷嘴系数为C。
(完整word版)第2章 容积式压缩机习题(word文档良心出品)
第2章容积式压缩机一、填空题1．容积式压缩机按结构型式的不同分为（）和（）压缩机。
2．往复式压缩机由（）、（）、（）和（）四部分组成。
3．往复式压缩机的工作腔部分主要由（）、（）和（）构成。
4．活塞通过（）由传动部分驱动，活塞上设有（）以密封活塞与气缸的间隙。
5．（）用来密封活塞杆通过气缸的部位。
6．往复式压缩机的传动部分是把电动机的（）运动转化为活塞的（）运动。
7．往复式压缩机的传动部分一般由（）、（）和（）构成。
8．曲柄销与连杆（）相连，连杆（）通过十字头销与十字头相连，最后由十字头与（）相连接。
9．规定气体对活塞作功其值为（），活塞对气体作功其值为（）。
10．影响压力系数的主要因素一是吸气阀处于关闭状态时的（），另一个是进气管道中的（）。
11．温度系数的大小取决于进气过程中加给气体的热量，其值与（）及该级的（）有关。
12．如果气缸冷却良好，进气过程加入气体的热量（），则温度系数取值（）；传热温差大，造成实际气缸工作容积利用率（），温度系数取值（）。
13．泄漏系数表示（）、（）、（）以及管道、附属设备等因密封不严而产生的气体泄漏对气缸容积利用程度的影响。
14．泄漏系数取值与气缸的（）、气缸与活塞杆的（）、曲轴转速、气体压力的高低以及气体的性质有关。
15．采用多级压缩可以节省功的主要原因是进行（）。
16．理论上讲，级数越（），压缩气体所消耗的功就越（）等温循环所消耗的功。
17．压缩机的排气温度（），会使润滑油粘性降低，性能恶化或形成积炭等现象。
18．压缩机的级数越多，其结构越（），同时机械摩擦损失、流动阻力损失会（），设备投资费用也（），因此应合理选取级数。
19．大、中型压缩机级数的选择，一般以（）为原则。
小型移动压缩机，虽然也应注意节省功的消耗，但往往（）是主要矛盾。
因此级数选择多取决于每级允许的（）。
20．多级压缩过程中，常取各级压力比（），这样各级消耗的功（），而压缩机的总耗功（）。
21．在多级压缩机中，通常第一级压力比取（），以保证第一级有较高的（）。
PV示功图在制冷压缩机中的应用研究
PV示功图在制冷压缩机中的应用研究殷伟豪黄伟才【摘要】摘要：本文介绍了通过在滚动转子式压缩机上合理布置传感器等检测装置，实时检测压缩机内部的压力信号数据，并利用所搭建的压缩机状态监测系统同步采集到各测点信号数据，计算后得到压缩机PV示功图。
最后，通过计算可得到压缩机各部分损失功率以及压缩机效率等重要实验数据。
该实验数据实际反映了压缩机内部运转规律及热力学变化情况，可应用于压缩机新产品的设计开发，并为改进压缩机结构设计及其优化，提高压缩机效率，提供了强大的数据支持。
【期刊名称】日用电器【年(卷),期】2015(000)007【总页数】4【关键词】转子压缩机；PV示功图；损失功率；应用研究随着转子式压缩机的广泛应用，其内部运动规律的研究也越来越受到重视，压缩机PV示功图是有效揭示其内部运动规律的重要信息窗口。
目前，国内外对于活塞压缩机PV示功图的研究不在少数，但转子压缩机在该方面的相关研究不够深入，没有一套成熟可靠的测试研究体系。
本文通过研究在压缩机上布置一系列传感器获取内部信号数据，最终得到了压缩机PV示功图及其各部分损耗功率和效率。
期间通过设计不同的实验方案，对每个工况下的PV测试数据进行对比分析，找到优化压缩机性能的途径，并明确了转子压缩机内部的运转规律和现象，证明了该应用研究的可行性，也为压缩机的设计改进，提高性能效率等方面提供了思路。
1 PV示功图测试原理1.1 测试原理通过测量压缩腔的压力值和气缸内容积的变化，绘制成P-V曲线图，可以在图上读出计算的吸排气损失、绝热损失以及理论功率的大小，进而得到其功率在电机输入功率中占的百分比，最终计算出压缩机效率。
理想的PV示功图如图1所示，它表示压缩腔内压力和气缸容积的变化规律，过程4-1-2-3-4即压缩机理论循环压力指示图。
1.2 压缩机功率分布在滚动转子压缩机中的功率损耗如图2所示。
电机输入功中除去电机损失部分，电机传给曲轴的功率，即轴功率，曲轴克服压缩机运动组件摩擦阻力等机械损失后，剩下指示功输送到气缸内。
压缩机功率和排气量的测定(480l)
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、实验装置与实验原理：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. 压缩机装置实验的主要设备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 m/mm额定排气压力：0.6 MPa （表压）额定转速：约820转/分活塞行程：60 mm （曲柄半径30.0 mm）气缸直径：90 mm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;功率因数：0. 85。
压缩机是由曲柄连杆机构运转的，连杆直接与活塞相连接，没有十字头，连杆大头为对分式。
曲柄安装在滑动轴承上，压缩机的运动机构及气缸均用击溅方式进行润滑。
压缩机机身与气缸外套铸成整体。
空气自大气进入压缩机，经压缩后排出，压缩机的排气管接储气罐，储气罐为直径①300,长900mm，壁厚10mm的容器，容器上部有0.7 MP啲安全阀及压力表，储气罐出口连接有调节阀，以调节压缩机的出口压力。
2•压缩机的排气测定装置在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，装置设计按照TH18-83 “化工通用机械专业标准，空气压缩机排气量测定方法”（详见“活塞式压缩机设计” 706页）。
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。
计算压缩机实际排气量由下式计算式中：V —压缩机排气量（nf/min ）C —喷嘴系数（查表）H —喷嘴前后的压力差（毫米水柱），1毫米水柱=10.2 PaD —喷嘴直径（毫米）5P。
丙烷滚动活塞压缩机指示图测量与性能分析
丙烷滚动活塞压缩机指示图测量与性能分析吴建华;李育勇;王刚;江波;周杏标;谢婉【摘要】为了研究制冷剂丙烷(R290)热物理性质对全封闭滚动活塞压缩机内部热物理过程及热力损失分布的影响,在高效工况下,分别利用制冷剂R22和R290对全封闭滚动活塞压缩机进行了内部动态压力测量和性能实验,并提出了一种分析滚动活塞压缩机指示图的新方法.所提方法将余隙容积内高压气体再膨胀损失分为余隙容积气体的充压损失和余隙容积气体的回流损失,从而将指示图分为7个部分.结果表明:R290替代R22后,制冷量、指示功率与输入电功率均有所下降,容积效率略有下降,指示效率和性能系数略有上升,压缩与排气过程中未出现高频压力脉动;排气压力损失有所下降,吸气和压缩过程热损失增加,二者的余隙容积损失接近.该结果可为研究R290房间空调器及压缩机提供参考.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2014(048)003【总页数】6页(P6-11)【关键词】滚动活塞压缩机;丙烷;指示图;性能分析【作者】吴建华;李育勇;王刚;江波;周杏标;谢婉【作者单位】西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;广东产品质量监督检验研究院,510330,广州;西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安;广东美的电器股份有限公司,528311,广东佛山;广东美的电器股份有限公司,528311,广东佛山;广东美的电器股份有限公司,528311,广东佛山【正文语种】中文【中图分类】TB652滚动活塞压缩机也称旋转压缩机,广泛用于房间空调器,也用于航空、军工等特殊领域。
研究滚动活塞压缩机内部热力过程,进一步提高能效的最基本、最重要的实验手段就是指示图(p-V图)测量与分析。
目前,我国年产滚动活塞压缩机近亿台,但对该类型压缩机指示图的测量与分析仍较欠缺[1-2]。
房间空调器使用的制冷剂R22对大气臭氧层有破坏作用,20世纪90年代国际上研发出的替代工质R410A的全球温室效应指数(GWP)也比较高。
压缩机示功图测试实验指导书
往复式压缩机示功图测试实验指导书一．实验目的1、测试往复式压缩机的示功图、主轴转速、主轴功率，计算气缸平均指示压力、指示功率、压缩机机械效率、气阀功率相对损失和容积系数。
2、掌握往复式压缩机示功图及轴功率、转速的测试方法。
3、了解和分析压缩机汽缸内压力的实际变化过程二．实验装置及工作原理本实验装置采用了如图1所示的示功图计算机测试系统。
系统主要包括各种信号的传感变送环节、部分信号的调理环节、A/D转换、微机数据采集控制、数据处理、存储显示输出等部分。
1、传感器系统传感器系统主要完成各种测量信号由非电量到电量的转换过程。
本实验系统主要采用了以下传感器（或变送器）：1）YMC303P-G2A-1-A-2压力变送器2）YMC303D-D06-B2-A-1差压变送器3）KX-P1121松下击打式点阵打印机4）E6B2型欧姆农旋转编码器5）WPZ-231热电阻温度变送器6）CE-VJ03-54MS电压隔离传感器7）CE-VJ03-54BS电流隔离传感器8）孔板节流测量装置2、信号调理系统信号调理系统主要完成传感变送器输出的电流信号到标准电压信号的转换、旋转编码器输出脉冲信号的脉宽扩展等信号调理功能。
3、数据采集控制系统数据采集控制系统主要完成多通道信号A/D及相关的数据采集控制功能。
本实验系统采用了两块研华公司生产的多功能数据采集控制卡，型号为PCL-818L及PCL-818HD，分别完成温度、流量等缓变量的采集和气缸压力、转速脉冲等快变量的采集任务。
4、计算机系统计算机系统主要完成数据采集的软件控制及实验数据的存储、分析、显示、打印输出等工作，是整个实验系统的核心。
压缩机主要性能参数测量原理如下：1、示功图测量气缸压力信号的测量通过快变压力变送器得到，采样速度为每循环180点，和主轴固联在一起的旋转编码器的输出脉冲作为压力采样的外部触发信号，旋转编码器每转在A相严格输出等间隔的360个脉冲，以它作为采样触发信号，可实现转速跟踪采样，保证压力信号与活塞行程位移的同步。
利用Excel与AutoCAD绘制活塞压缩机动力曲线及飞轮矩面积矢量图
利用Excel与AutoCAD绘制活塞压缩机动力曲线及飞轮矩面积矢量图尹维俊;朱峰;周玉东;王宝林;赵大帅【摘要】活塞压缩机动力曲线及飞轮矩面积矢量图的绘制可以通过Excel与AutoCAD两个软件相互结合来实现.利用Excel中的函数来处理在动力计算中的众多数据,通过AutoCAD软件的绘图和曲线处理功能,自动生成动力曲线、飞轮矩矢量图从而求出压缩机组所能允许的最小飞轮矩.【期刊名称】《压缩机技术》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】5页(P44-48)【关键词】动力曲线;面积矢量图;飞轮矩【作者】尹维俊;朱峰;周玉东;王宝林;赵大帅【作者单位】安瑞科(蚌埠)压缩机有限公司,安徽蚌埠233050;安瑞科(蚌埠)压缩机有限公司,安徽蚌埠233050;安瑞科(蚌埠)压缩机有限公司,安徽蚌埠233050;安瑞科(蚌埠)压缩机有限公司,安徽蚌埠233050;安瑞科(蚌埠)压缩机有限公司,安徽蚌埠233050【正文语种】中文【中图分类】TH4571 引言绘制动力曲线在活塞压缩机的动力计算中具有重要作用，通过各工况的曲线图可以方便地分析压缩机运动机构及往复部件在运行中受到的作用力，直观地了解作用力随曲柄转角的变化规律，方便设计时控制各零部件在最大允许的受力范围内，并且能确定机组运行所需的最小飞轮矩。
应用Excel、AutoCAD软件的计算和绘图功能，可准确地自动生成动力计算中所需的动力曲线图、飞轮矩矢量图，同时利于设计数据调整与反算验证。
2 曲线绘制的基本步骤（1）已知相关条件压缩机组的基本参数：转速、行程、连杆中心距；以及在热力计算中得到的相关参数：压缩介质的过程指数、各级缸径、活塞杆直径、气缸余隙容积、往复惯性质量；各级排气压力；机组每一列的气缸配置方式（双作用、单作用、级差式）以及各列之间的曲柄错角、气缸夹角等。
（2）机组中每一列的相关数据计算、曲线绘制步骤如下：（a）运用Excel函数计算气缸内气体力与行程变化关系对应值、在AutoCAD内绘制P-S曲线图；（b）运用Excel函数计算气缸内气体力与曲轴转角变化关系对应值、在AutoCAD内绘制P-θ曲线图；（c）运用Excel函数计算该列往复惯性力、在AutoCAD内绘制往复惯性力与曲轴转角变化关系对应曲线图；（d）运用Excel函数计算该列往复摩擦力和平衡腔气体力（如果该列中含有平衡腔则需要计算）、在AutouCAD内绘制该力与曲轴转角变化关系曲线图；（e）运用Excel函数计算该列的综合活塞力（气体力、惯性力及往复摩擦力的矢量和）并在AutoCAD内绘制该列的综合活塞力曲线图；（f）运用Excel函数计算该列的径向力、切向力，在AutoCAD内绘制该列的径向力、切向力曲线图。
第十讲 压缩机的热力过程
1 p2 m RT 1 1 p1 1
3.可逆多变压缩
n 1 n n 1 p2 p1V1 p1 n 1
WC ,n
如果是压缩单位质量的气体，则
' 3' 4: 排气过程
两级压缩比单级压缩少耗功缩终了 温度相当。
二、双级压缩机的耗功和最佳增压比
wC ,n wC ,n , L wC ,n , H
n 1 n 1 n n n 1 p 2 p v 1 p3 p1v1 2 2' p p2 n 1 1
p1 p2
wC ,T p1v1 ln
1 p2 wC , s p1v1 1 p1 1 n 1 p2 n n wC ,n p1v1 1 p1 n 1
wC ,s
图中： 从而：
T1 T3
所以
h1 h3
wc wt h1 h2
wC , s 面 43254
实际比机械功：
' wc h1 h2' cp T1 T2'
' wc 面 432'64 ' wc wC , s 面 522'65
压气机的绝热效率：
wC ,n
2.容积效率
V
V1 V4 Vs
设余隙容积中的气体为多变膨胀过程，
V3 V0
V4 V0 p2 p1
1n
1 n 1 V 1
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实验五压缩机指示图、排气量、轴功率
测试与计算机控制
一、实验目的及要求
1 学会使用计算机测试装置测绘压缩机指示图，懂得使用机械式弹簧指示器测绘压
缩机指示图。
2 学会应用所录取的指示图分析压缩机运行工况的方法，从而加深对压缩机工作原
理和性能的理解，并计算出压缩机的主要性能参数。
3 了解计算机测控系统和相关仪器仪表的的基本原理和使用方法。
4 了解压缩机及其装置的基本结构及作用、正确的运行程序和注意事项。
二、实验原理
1.指示图及其形式
活塞式压缩机的指示图是反映压缩机在一个工作循环中活塞在不同位置时气缸内气体压力变化的曲线，亦称气体力图。
根据录取的指示图可对压缩机的工作过程作一系列的分析计算。
例如，根据指示图面积可计算出气缸内平均指示压力、指示功率及气阀功率损失；根据吸入线长度可计算出容积系数λv；根据最高压力和最低压力可计算出气缸内的实际压力比；根据气体压力和活塞面积，可计算出产生的作用力，并以此作为动力计算及强度校核的依据；根据指示图还可分析压缩机的故障。
例如，根据指示图的形状可以分析判断气阀、活塞环、填料函等的泄漏情况；进排气过程的压力损失情况；压缩机膨胀的热交换情况等，从而根据这些分析对压缩机进行故障诊断。
由此可见，压缩机指示图的测试是研究压缩机性能与运行工况的一种基本方法。
在录取指示图时，纵坐标表示压力p，横坐标根据测量方式的不同可分为用气体容积、活塞行程s、曲柄转角α或时间t来表示，所以指示图曲线有以下几种形式：1）p-v图（压力－容积图），它反映气缸内压力与气体容积间的关系
2）p-s 图（压力－行程图），它反映气缸内压力与活塞行程间的关系
3）p-α图（压力－转角图），它反映气缸内压力与曲柄转角间的关系
4）p-t 图（压力－时间图），它反映气缸内压力与一个循环周期内不同时刻间的关系1）2）3）4）的本质是一样的，在一定条件下可以相互转换。
由于转角α=ωt，可以确定时间与转角的关系；根据活塞式压缩机动力学，知道活塞的位移x与转角α之间存在着一定的关系x=f(α)；而气体容积v=x·F，式中F为活塞面积。
2.指示图测试原理
指示图的测量按原理分主要有电子式和机械式。
在实验室中有两种类型的测量方式的实验台。
（1）基于PC的测试系统
基于PC的测试系统直接测量的指示图为p-α图，主要测量的参数为压缩机曲柄的转角和与转角相对应的时刻的气缸内的压力。
如图1所示，在压缩机曲轴上安装的轴编码器2在一个工作循环产生1024个脉冲，作为压力信号5采集的外部触发信号，这样在一个工作循环中（曲轴旋转360º），均匀完成1024次压力信号采集，每个压力信号对应的曲轴转角为（360/1024）º，计算机采样数据进行处理后，可计算出气缸内的活塞的位置、曲轴的转角以及对应位置的压力值，从而绘制出指示图。
由于实验中的指示图需要在一定的排气压力下测定，所以在储气罐上安装了调节阀4，用来调节储气罐的压力，达到调节压缩机出口排气压力的目的。
同时，轴编码器2所产生的信号也可用作测量转速，曲轴旋转一周，产生1024个脉冲，那么压缩机转速=脉冲数/1024；压缩机速度的调节是通过变频器调节，计算机通过输出不同的电压值，控制变频器达到控制速度的目的。
（2）机械式指示器
机械式指示器可分为螺旋弹簧指示器和杠杆形弹簧指示器，如图2所示。
螺旋形弹簧
指示器主要由能反映气缸内压力变化的小气缸及反映活塞位移情况的转筒组成。
气体由通道进入小气缸，变化的气体压力推动小活塞，克服圆柱形弹簧的弹力作往复运动，小卷筒由绳子通过行程缩小器连到十字头上，将十字头的往复运动变成小卷筒的回转摆动。
在压缩机工作时，如果在小卷筒上卷上一张纸，摆杆上装上一支笔（用石墨．铅或黄铜等做成），并稍稍触至小卷筒的纸上，即可录下所需的指示图，其纵坐标反映气缸内压力的变化，横坐标反映与压力相对应的活塞行程的位置。
（3）指示图的整理、分析与计算
图2 螺旋弹簧指示器和杠杆弹簧指示器示意图
p s
p 2
p d
p 1 V 0
V ´
V 1
V
F 2
F 3
F 1
图3 压缩机指示图
V
1）平均指示压力
)(Pa V
F p i
i =
（1）
2）指示功率
)(10603
kw n
F N i i ⨯⨯=
（2）
3）气阀相对压力损失
%1003
2
1⨯+=
F F F δ （3）
4）容积系数 V
V V '=
λ （4）
5）平均多变指数
a ）压缩过程
2112ln /ln
V V p p n = （5）
b ）膨胀过程
3
412ln /ln
V V p p m = （6）
6）实际压力比
s
d p p =
'ε 7）实际排气量 min)/(3m Vn V l T p v d λλλλ=
F i 指示图面积功 N ·m V 行程容积 m 3/r V ˊ 实际进气容积 m 3/r V 0 余隙容积 m 3/r V 1 1点的容积 m 3/r V 2 2点的容积 m 3/r V 3 3点的容积 m 3/r V 4 4点的容积
m 3/r p 1 气缸内名义吸气压力 Pa p 2 气缸内名义排气压力 Pa p s 气缸内实际吸气压力 Pa p d 气缸内实际排气压力 Pa n
压缩机转速
rpm
λpλTλl分别为压力系数、温度系数、泄露系数
三、实验装置简介
本实验使用压缩机是一台无十字头立式单列单级单作用空冷移动式空压机改装而成，如图4所示。
1压缩机及其装置基本参数
机器型号：Z—0.3/l 0—C
吸气压力：p1 = 1×105Pa
排气压力：p2 = 10×105Pa
转速：n = 1370rpm
行程：s = 55mrn
气缸直径：D1 = 9 0mm
排气量：V d = 0.3m3/min
轴功率：N D = 2.7kw
电机功率：Nd = 3kw
储气罐：V = 80l
由于压缩机经过改造，许多参数变为可调，如转速等。
2结构及工作原理
本机为微型空气压缩机，具有结构紧凑、重量轻、运行可靠、寿命长、使用维修方便等优点。
空气压缩机的曲轴由电动机直接带动，再经连杆使活塞作往复运动，将吸入的空气进行压缩至规定压力，经管路并冷却进入单向阀再进入储气罐。
气缸盖，气缸均铸有散热片以利散热。
气缸的吸气端接消声器，又叫空气滤清器。
吸排气阀为舌簧阀。
本机润滑采用飞浅式润滑。
排气量调节采用自动控制。
如果气压超过额定排气压力时气压自动开关可自动切断电源，使空压机停止运转，同时气压自动开关中的放空阀开启使排气管中的压缩空气放空，以便空压机空载启动。
在压力降低时，气压自动开关再自动合上电源，压缩机再次启动运转，其停止运转的压力为高于额定排气压力的0.05MPa进行调节。
在储气罐上装有安全阀如果气压超过额定排气压力时，安全阀可自动放气，起保护作用。
上面所述为压缩机本身自带功能，由于采用了计算机控制，计算机也能进行上述功能。
四、试验步骤
1．预习实验指导书和教材相关部分，明确实验目的、实验原理、实验内容、操作方法、应测数据等。
2．在老师指导下观察实验装置。
用手盘动压缩机联轴器，使轴转动，检查是否有机械故障，检查阀门位置、润滑油位是否正常。
3．在老师指导下操作计算机软件，完成实验数据的采集。
4．完成实验报告。
五、注意事项
1．缩机实验中多属精密仪器，必须严格在老师指导下完成。
2．注意安全。
3．注意保护仪器仪表。
六、实验报告
1．简述实验目的、原理、装置（包括仪器仪表）。
2．简述实验操作步骤。
3．列出测取的实验数据及指示图。
4．根据实验数据和指示图进行计算分析。
5．实验结果的讨论和分析。