实验六 活塞式压缩机性能测试实验
压缩机性能实验指导书
活塞式压缩机性能实验台实验指导书重庆科技学院机械设计制造教研室2010.3活塞式压缩机性能实验实验指导书一、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m、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。
通过该实验能加深学生对压缩机工作过程的理解。
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变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。
三、实验装置实验装置简图如图1所示，主要由YQJ-V型活塞式空气压缩机(包括压气机本体、电动机、储气罐及节气阀等)和测试系统（包括压力传感器、磁电脉冲传感器、A/D采集板和计算机等）组成。
系统总面貌如图2所示。
为了获得压气机工作过程的封闭示功图，对压气机气缸缸体、缸盖、飞轮等进行了改造，通过特殊设计的接头将气缸中的瞬时压力直接引出到压力传感器。
压缩机性能实验报告
压缩机性能实验报告压缩机性能实验报告引言：压缩机是一种能够将气体压缩成高压气体的设备，广泛应用于工业生产和生活中。
对于压缩机的性能进行实验研究，可以帮助我们更好地了解其工作原理和优化设计。
本报告将对压缩机的性能实验进行详细分析和讨论。
实验目的：本次实验的主要目的是通过对压缩机的性能参数进行测量和分析，评估其工作效率和性能指标。
通过实验数据的收集和处理，我们可以对压缩机的性能进行全面的评估，并为进一步的优化设计提供参考依据。
实验装置和方法：本次实验使用的压缩机为某型号离心式压缩机，实验装置包括压缩机本体、进气管道、出气管道、温度传感器、压力传感器等。
实验过程中，我们将通过调节进气阀门的开度和压缩机的转速，来模拟不同工况下的实际应用情况。
实验过程和结果：在实验过程中，我们首先测量了压缩机在不同转速下的压力和温度变化。
通过记录进气压力、出气压力、进气温度和出气温度等参数，我们可以计算得到压缩机的压缩比、压缩功率和效率等性能指标。
实验结果显示，在相同进气压力和温度条件下，随着压缩机转速的增加，压缩比呈现出逐渐增加的趋势。
这是因为压缩机的转速增加，会导致气体在压缩过程中受到更大的压力作用，从而实现更高的压缩比。
然而，随着压缩比的增加，压缩功率也逐渐增加，这意味着压缩机的能耗也会相应增加。
此外，我们还观察到，在相同工况下，压缩机的效率随着转速的增加而提高。
这是因为在高转速下，压缩机的压缩过程更为充分，气体的压缩效果更好，从而提高了压缩机的工作效率。
然而，当转速过高时，由于摩擦和热量损失等因素的增加，压缩机的效率也会逐渐下降。
讨论和结论：通过对压缩机性能实验的研究，我们可以得出以下结论：压缩机的性能受到多种因素的影响，包括进气压力、进气温度和转速等。
在实际应用中，我们需要根据具体工况要求，选择合适的操作参数，以实现最佳的压缩机性能。
此外，我们还发现，在压缩机的设计和运行过程中，需要兼顾效率和能耗的平衡。
虽然高转速可以提高压缩机的效率，但也会增加能耗。
活塞式压缩机间隙和磨损量检测报告
活塞式压缩机间隙和磨损量检测报告一、检测方法1.外观检查：通过观察活塞和缸体的外观，可以初步判断是否存在明显的磨损或损坏。
如活塞或缸体表面出现划痕、凹陷等情况，可能表示存在间隙或磨损问题。
2.测量间隙：使用游标卡尺或其他测量工具，测量活塞与缸体之间的间隙。
具体方法是将活塞从缸体内取出，清洁干净后，将游标卡尺放入缸体内同时观察最大和最小间隙，并记录下来。
一般来说，活塞与缸体之间的间隙应在规定的范围内。
3.摩擦力测量：使用力传感器或扭力传感器，测量活塞在运行时的摩擦力。
通过与标准值进行比较，可以了解活塞与缸体之间的摩擦情况。
摩擦力过大可能表示存在严重的磨损问题。
4.油膜厚度测量：使用光学显微镜等设备，观察活塞与缸体之间的油膜厚度。
油膜厚度越大，表示摩擦越小，活塞与缸体之间的间隙越小。
二、检测结果经过上述检测方法，我们得到了活塞式压缩机间隙和磨损量的检测结果。
具体如下：1.外观检查：活塞和缸体的外观均未发现明显的磨损或损坏情况。
2. 测量间隙：测量结果显示，活塞与缸体之间的最大间隙为0.02mm，最小间隙为0.01mm，均在规定的范围内。
3.摩擦力测量：摩擦力的测量结果为10N，与标准值相符合，说明活塞与缸体之间的摩擦情况较好。
4. 油膜厚度测量：油膜厚度测量结果显示，活塞与缸体之间的油膜厚度为0.05mm，表明活塞与缸体之间的间隙较小。
综上所述，通过对活塞式压缩机间隙和磨损量的检测，我们得出的结论是活塞与缸体之间的间隙和磨损量均在规定的范围内，表明该压缩机的性能和寿命较好。
但是，为了保证持久的使用，建议定期对活塞与缸体之间的间隙和磨损量进行检测，并根据检测结果进行必要的维护和修理。
往复活塞式压缩机性能测定实验(DOC)
一、目的要求1．了解往复活塞式压缩机的结构特点；2．了解温度、压差等参数的测定方法，计算机数据采集与处理；3．掌握压缩机排气量的测定原理及方法；4．掌握压缩机示功图的测试原理、测量方法和测量过程；5．了解脉冲计数法测量转速的方法；6．掌握测试过程中，计算机的使用和测量。
单作用压缩机工作原理图二、实验仪器、设备、工具和材料往复活塞式压缩机性能测定实验验装置简图1－消音器2－喷嘴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18－冷却水排空阀19－进水阀20－排水管注：图中虚线为信号传输线三、实验原理和设计要求活塞式压缩机原理示意简图1．活塞压缩机排气量的测定实验的实验原理用喷嘴法测量活塞式压缩机的排气量是目前广泛采用的一种方法。
它是利用流体流经排气管道的喷嘴时，在喷嘴出口处形成局部收缩，从而使流速增加，经压力降低，并在喷嘴的前后产生压力差，流体的流量越大，在喷嘴前后产生的压力差就越大，两者具有一定的关系。
因此测出喷嘴前后的压力差值，就可以间接地测量气体的流量。
排气量的计算公式如下：式中：q V：压缩机的排气量，m3／min，C：喷嘴系数，根据喷嘴前后的压力差，喷嘴前气体的绝对温度，在喷嘴系数表中查取，见本实验教材；D：喷嘴直径，D=19.05mm：H：喷嘴前后的压力差，mmH20；p0：吸入气体的绝对压力，Pa；T0：压缩机吸入气体的绝对温度，K；T1：压缩机排出气体的绝对温度，K。
通过测量装置，计算机采集吸入气体温度T0、排出气体温度T1、喷嘴压差H，并由计算机已存储的喷嘴系数表，计算出喷嘴系数，用上述公式计算出排气量q V。
2．传感器的布置和安装排气量的测试需要测量出喷嘴前后的压力差、环境温度、排气温度三个参数，因此需要安装测量这三个参数的传感器。
它们的布置如图1－2所示。
压气机实验报告
一、实验目的1. 了解活塞式压气机的工作原理和构造。
2. 根据实验测量的数据，掌握计算理论轴功率、等温压缩轴功率、压气机效率和容积效率的方法。
3. 分析影响压气机性能的因素。
二、实验原理活塞式压气机是一种常用的气体压缩设备，其工作原理是通过活塞在气缸内做往复运动，将气体吸入和排出，从而实现气体的压缩。
在实验中，通过对压气机性能参数的测量和计算，可以了解压气机的运行状况和效率。
三、实验仪器与设备1. 单缸活塞式压缩机：功率750W，排气量36 L/min，工作压力0.7MPa。
2. 电动机：0.75KW，电动机支撑装置。
3. 称重传感器：测量电动机力矩。
4. 数显电动机转速表。
5. 文丘里流量计及差压传感器：量程0—1000Pa，精度0.5级。
6. 缸体压力表、罐体压力表。
7. PT100铂电阻温度传感器：测量各点温度。
8. 变频器：调节电动机转速。
9. 数显8路万能信号输入巡检仪：测量显示电动机扭矩、电动机转速、缸体压力、罐体压力、出口流量、各点温度。
四、实验步骤1. 连接实验仪器与设备，确保各部件运行正常。
2. 调节电动机转速，使压气机达到额定转速。
3. 测量电动机扭矩、电动机转速、缸体压力、罐体压力、出口流量、各点温度等参数。
4. 记录实验数据，进行数据处理和分析。
五、实验数据与结果1. 电动机扭矩：M = 4.5 N·m2. 电动机转速：n = 1450 r/min3. 缸体压力：Pc = 0.6 MPa4. 罐体压力：Ps = 0.8 MPa5. 出口流量：Q = 30 L/min6. 各点温度：T1 = 25℃，T2 = 30℃，T3 = 35℃六、数据处理与分析1. 计算理论轴功率：Nt = (Pc - Ps) Q / (ρ γ)其中，ρ为空气密度，γ为空气绝热指数。
根据实验数据，可得：Nt = (0.6 - 0.8) 30 / (1.2 1.4) = 7.14 kW2. 计算等温压缩轴功率：Ne = (Pc - Ps) Q / (γ - 1)根据实验数据，可得：Ne = (0.6 - 0.8) 30 / (1.4 - 1) = 10.71 kW3. 计算压气机效率：η = Ne / Nt = 10.71 / 7.14 = 1.54. 计算容积效率：ηv = Q / (Q0 V)其中，Q0为理论流量，V为气缸排量。
活塞式压缩机结构、运转及性能实验
活塞式压缩机结构、运转及性能实验实验项目性质：综合性所属课程名称：过程流体机械计划学时：4学时一、实验目的及任务1. 实验目的本实验室过程流体机械实验课中的一项综合性实验，包括两部分：活塞式压缩机结构和活塞式压缩机运转性能测定。
实验目的有二：（1）通过观察多种结构的压缩机和拆解一台空气压缩机，把课堂教学与实际应用有机地结合起来，达到获得对实际往复活塞压缩机内外各部件的感性认识的目的。
了解气阀、活塞、十字头、曲柄连杆机构与曲轴箱之间的相对位置，以及他们的形状与作用。
认识气体进出压缩机的途径，压缩机的冷却方式，润滑方法。
掌握各主要零部件的拆装步骤及方法。
（2）通过实验测量一台活塞式压缩机运转性能，进一步理解活塞式压缩机的基本理论，掌握过程流体机械的实验研究方法和手段。
本实验通过测定一台活塞式压缩机的排气量、功率、转速来研究和分析活塞式压缩机的运转性能和影响活塞式压缩机性能的因素，同时观察压缩机气缸内部的工作过程—示功图。
2. 任务（1）观察多种结构的压缩机并拆解一台空气压缩机。
（2）测定在一定转速下和一定工况下，压缩机的排气量Q、指示功率、轴功率Nz并与理论计算值比较；观察示功图。
（3）了解计算机控制的参数采集系统的工作机理（包括信号与采集、运算处理、结果显示及结果打印）；二、实验内容及要求1. 活塞式压缩机结构实验a. 实验压缩机压缩机3台：立式单级单作用空压机1台，W型单级单作用空压机1台，L型两级双作用空压机（可动有机玻璃模型机）1台。
b. 压缩机的总体结构及主要零部件介绍工作机构工作机构是实现空气压缩的主要部件。
由气缸、气阀、活塞组件等组成。
气缸呈圆筒形，在气缸盖（及汽缸座）设有若干吸气阀与排气阀。
活塞由曲柄连杆机构带动在气缸中做往复运动。
L型压缩机有两个气缸，通常垂直列为一级缸，水平列为二级缸。
空气吸入一级气缸经过压缩后，进入中间冷却器降温，再进入二级气缸压缩，最后排出到输气管路供使用。
运动机构运动机构由曲轴、连杆、十字头（用于双作用压缩机，对单作用压缩机为连杆）组成，用于传递动力，将曲轴的旋转运动变成往复运动。
测量压缩机的机械效率的实验报告
测量压缩机的机械效率的实验报告
引言
这份实验报告旨在测量压缩机的机械效率。
机械效率是指压缩
机在将输入功率转换为有用的输出功率时的效率。
通过测量压缩机
的输入功率和输出功率，我们可以计算出机械效率的值。
实验方法
1. 准备工作：将压缩机安装在实验室中，并确保其功能正常。
2. 测量输入功率：使用功率计仪测量压缩机的输入功率。
记录
下测量值。
3. 测量输出功率：将压缩机连接到适当的装置（如发电机）上，并相应地测量输出功率。
记录下测量值。
4. 计算机械效率：通过将输出功率除以输入功率，计算出机械
效率的值。
实验结果
根据我们的实验数据，我们得出以下结果：
- 输入功率：300瓦特
- 输出功率：250瓦特
- 机械效率：83.3%
结论
根据我们的测量结果，我们可以得出结论：压缩机的机械效率为83.3%。
这意味着在将输入功率转换为有用的输出功率时，压缩机的效率为83.3%。
总结
通过这个实验，我们成功地测量了压缩机的机械效率，并得出了83.3%的结果。
这些数据对于评估压缩机的效能非常重要，并为进一步优化和改进压缩机的设计提供了参考。
活塞式压缩机实训报告
一、引言随着我国工业的快速发展，压缩机作为重要的动力设备，在各个领域得到了广泛的应用。
活塞式压缩机因其结构简单、运行可靠、维护方便等优点，成为工业生产中不可或缺的设备。
为了更好地掌握活塞式压缩机的结构、原理及操作技能，我们进行了为期两周的活塞式压缩机实训。
本文将详细记录实训过程，总结实训收获。
二、实训内容本次实训主要包括以下内容：1. 活塞式压缩机的基本结构：通过实物观察和图纸学习，了解了活塞式压缩机的各个组成部分，如气缸、活塞、连杆、曲轴、进气阀、排气阀、润滑系统等。
2. 活塞式压缩机的原理：学习了活塞式压缩机的工作原理，包括吸气、压缩、排气三个过程，以及能量转换、热力学和动力学原理。
3. 活塞式压缩机的操作与维护：掌握了活塞式压缩机的启动、运行、停机、维护等操作步骤，学习了润滑系统、冷却系统、气阀等关键部件的检查与维护方法。
4. 故障分析与排除：通过实际操作，学习了活塞式压缩机常见故障的诊断和排除方法，提高了故障分析与处理能力。
三、实训过程1. 理论学习：在实训前，我们通过查阅资料、观看视频等方式，对活塞式压缩机的基本知识进行了初步了解。
2. 实物观察：在实训过程中，我们参观了实验室中的活塞式压缩机，观察了其结构、部件及其连接方式。
3. 动手操作：在指导老师的带领下，我们进行了活塞式压缩机的实际操作，包括启动、运行、停机等步骤。
4. 故障排除：在实训过程中，我们遇到了一些故障，通过分析原因，我们成功排除了这些故障。
四、实训收获1. 理论知识：通过实训，我们对活塞式压缩机的结构、原理、操作和维护有了更加深入的了解。
2. 实践技能：通过实际操作，我们掌握了活塞式压缩机的操作技能，提高了动手能力。
3. 故障处理能力：在实训过程中，我们学会了如何诊断和排除活塞式压缩机的常见故障，提高了故障处理能力。
4. 团队协作：在实训过程中，我们学会了与他人合作，共同解决问题，提高了团队协作能力。
五、总结本次活塞式压缩机实训，使我们受益匪浅。
实验六 活塞式压缩机性能测试实验ppt课件
•
4．驱动电机功率和压缩机轴功率
• 屏幕直接显示并打印驱动电机功率和压缩机的轴功率。
• 屏幕直接显示并打印Nz-V（排气量—轴功率）图。
•
5．压缩机的比功率
• 屏幕直接显示并打印压缩机的比功率。
•
6．压缩机的主轴转速
• 屏幕直接显示并打印压缩机的主轴转速。
•
7．ε-V（排气量—压力比）图
• 屏幕直接显示并打印压缩机的ε-V（排气量—压力比）图。
在不断的变化，显示了空气压缩机内部压力的变化。
•
③ 选定一个比较好的曲线，点击“保存当前数据”选项，保存数据，并
为所保存的数据命名（如：0.2MPa存储数据，或02shuji等）。如果想重现所
测试的曲线，可点击“打开保存记录”，点击上次所命名的名字，画面上所
显示的就是当时存下的02shuji1数据曲线。
轴功率 比功率 压力比
kW
kW/(m3/min)
排气量（计算） m3/min
.
• 六、实验数据整理计算及
测试结果分析
• 1．排气量的计算与对
比
• 将计算所得的排气量
与测试得到的值进行比较。
• 我国有关空气压缩机
排气量测定方法所采用的 排气量计算公式为：
V1129108cd2Tx p pT
.
• 2．p-V、ε-N曲线的绘制 • 计算出相应的压力比ε（排气压力与吸
测试示功图。压力传感器安装在阀板上，通过阀板上所开的孔与气缸相通，
数据采集卡对压力传感器输出的信号进行采集和转换，经计算机中的程序软
件处理，即可清楚直观地在显示屏上显示出气缸内气体压力随行程的瞬时变
化规律（p-s图或p-V图），即示功图。从示功图中可以直观地分析压缩机在
活塞式压缩机性能实验台
活塞式压缩机性能实验台实验指导书重庆科技学院机械设计制造教研室2010.3活塞式压缩机性能实验实验指导书一、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。
通过该实验能加深学生对压缩机工作过程的理解。
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。
三、实验装置实验装置简图如图1所示，主要由YQJ-V型活塞式空气压缩机(包括压气机本体、电动机、储气罐及节气阀等)和测试系统（包括压力传感器、磁电脉冲传感器、A/D采集板和计算机等）组成。
系统总面貌如图2所示。
为了获得压气机工作过程的封闭示功图，对压气机气缸缸体、缸盖、飞轮等进行了改造，通过特殊设计的接头将气缸中的瞬时压力直接引出到压力传感器。
活塞式压缩机性能测试实验教学中的一些探索
活塞式压缩机性能测试实验教学中的一些探索作者：叶建军谢军龙王嘉冰来源：《教育教学论坛》2020年第31期[摘要] 针对目前活塞式压缩机性能测试实验教学中存在的一些问题，从实验前的预习、实验内容、实验项目、实验过程及实验报告等几个方面做出探索，让学生能够更好地理解活塞式压缩机性能测试的目的和意义，掌握实验测试过程原理和实验内容，独立分析实验数据并完成实验报告。
通过研究型实验探索，将实验教学和实验研究有机结合，使得学生积极思考，增强学习兴趣，更扎实地掌握实验内容，达到更好的实验教学效果。
[关键词] 活塞式压缩机;实验教学;实验指导书;研究型实验;实验报告[作者简介] 叶建军（1981—），男，湖北鄂州人，博士，华中科技大学能源与动力工程学院副教授，主要从事流体机械教学与科研工作;谢军龙（1970—），男，福建龙岩人，博士，华中科技大学能源与动力工程学院研究员，主要从事流体机械及装备相关的教学与科研工作;王嘉冰（1973—），女，湖南长沙人，博士，华中科技大学能源与动力工程学院副教授，主要从事风机优化及仿真方面的教学及科研工作。
[中图分类号] TH45; ; [文献标识码] A; ; [文章编号] 1674-9324（2020）31-0384-03; ; [收稿日期] 2020-04-14一、前言活塞式壓缩机作为基础工业装备，广泛应用于石油化工、机械制造、冶金、制冷、矿山、纺织等工业生产的各个领域[1-4]。
活塞式压缩机作为一种典型的容积式流体机械设备，对于能源动力相关专业的本科生来说，掌握活塞式压缩机工作原理，了解其工作过程和特点很有必要。
对于学生来说，需要培养综合素质，既要注重理论知识的学习，同时也要注重实践锻炼以及解决实际问题的能力[5-6]。
对于活塞式压缩机教学来说，除了课堂讲授基本理论之外，活塞式压缩机性能测试实验也是课程教学的重要组成部分。
通过实验进行实际动手测试，更能加深学生对活塞式压缩机的理解，加强学生对活塞式压缩机课程的学习效果，也可以培养学生的实际动手能力，提高学生的实践能力和自主创造能力，培养和提高学生的创新、创业、创造精神和能力[7-8]。
活塞压缩机气流脉动数值模拟及实验验证33页word文档
活塞压缩机气流脉动数值模拟及实验验证1、绪论1.1 研究背景及意义活塞式压缩机广泛应用于石油、化工、冶金、天然气行业，作为一种重要的气体增压设备，在一些工艺流程中发挥着关键作用，这些设备能否正常运行直接关系到企业的生产能力[1]。
在持续安全生产中威胁最大的是管道振动，而管道振动的最大诱因就是气流脉动。
由于活塞式压缩机吸、排气的非连续性，不可避免使管道内气体压力出现周期性的波动，这就是气流脉动[1,2];活塞式压缩机管道系统都存在一定程度的气流脉动，这种脉动的压力在管道的突变截面、弯头、盲管、阀门等处产生交变的激振力，进而引发振动，工业现场经常出现剧烈的管道振动导致管路焊接处或法兰联接处振断，造成生产事故。
控制管道振动首先应准确掌握管道系统的气流脉动情况，尤其是管道系统中关键节点如气缸连接法兰、弯头、阀门等处的压力脉动幅值。
分析气流脉动的方法主要有两种，一种是平面波动理论，另一种是一维非定常可压缩流体流动理论[3]。
平面波动理论是研究气流脉动现象时最早发展起来的理论，这种方法做了几个方面的重要假定：压力脉动值相对管道气流的平均压力值很小[4,5];气体遵守理想气体的性质;认为管道中气体流速相对声速小到可以忽略不计的程度[6]。
因此波动理论建立气体脉动的控制方程时能做线性化处理，最终得出能求解析解的波动方程。
在符合假定的条件下，波动理论能预测出符合实际的压力脉动幅值。
波动理论作出的假定在数学模型上就决定了它不能完整描述管道内压力波和非稳态流动耦合的复杂现象。
一般认为波动理论对气体与管道壁面摩擦考虑不足，导致其在脉动幅值较大尤其共振状态下计算值偏大。
此外波动理论在实际求解过程中将整个管道元件中的气流参数平均值取作气流参数值进行计算，这就决定了管道内气流参数值是常数而不是随实际状态变化的值，这降低了波动理论的模拟压力脉动的准确度。
非定常可压缩流动理论在建立描述管道内气流脉动现象的控制方程时，没有忽略非线性因素，综合考虑了气体与管道壁面的摩擦问题，实际气体性质的问题[2]。
实验1
2．步骤： 1) 启动测量装置：启动计算机，运行“压缩机试验”程序，点击“试 验”按钮进入试验条件输入画面，输入实验条件。点击“确认”按钮进入试 验画面；
2) 压缩机启动：a．盘车——用手转动皮带轮一周以上；b．将储气罐 出口调节阀完全打开；c．转动压缩机控制箱旋钮——启动压缩机； 3）点击“清空数据”按钮， 4）调储气罐出口调节阀，改变排气压力（间隔 0.05Mpa） ，等试验系统 稳定后，记录各项数据。 （运转中，如发现有不正常现象应及时停车） ； 5）停车：转动压缩机控制箱旋钮——关闭压缩机（注意：此时不得转动
ad
-6-
实 验 报 告 内 容
图 1-2 喷嘴系数图线
-7-
实 验 报 告 内 容
表 1-3 实验数据整理表 -8-
名称 序号
符号 --
公 式 ——
单位 ——
测量点数据 01 02
03
吸气压力 排气压力 名义压力 比 喷嘴前后 压力差 喷嘴前温 度 吸气温度 实测排气 量 电压 电流 电机输出 功率 压缩机轴 功率 喷嘴前温 度下饱和 水蒸汽压 力 吸气温度 下饱和水 蒸汽压力 析水系数 冷凝水量
ad
N ad NZ
Nad ——理论等熵功率 Nz ——轴功率 kw
kw
η ad—压缩机等熵轴效率 五，实验数据处理 1．将实验数据填入表 2 室温 t1 ______ (℃) 当地大气压力 P1 ______ 相对温度φ
l
(毫巴) ％ ：
_________
-5-
表 1-2 实验数据纪录表 序 号 吸气压 力(kPa) 排气压 力(Mpa) 吸气温 度(℃) 喷嘴前温 度(℃) 喷嘴前后 电压 电流 （A）
5
压缩机的性能测定实验
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 ：0.48m in /3m 额定排气压力：0.8 MPa （表压）额定转速：活塞行程：60 mm （曲柄半径30.0mm ） 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。
储气罐为直径Φ300，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α。
由下面公式确定活塞位移x ，)]2cos 1(4)cos 1[(αλα-+-=r x式中，x －活塞位移，r －曲柄半径，λ－曲轴半径与连杆长度l 的比值，α－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 。
A x V ⋅=式中V —气缸容积， A —气缸截面积，24D A π=由P 和V 可绘出压缩机一个循环的PV 图（示功图）。
由示功图封闭面积即可算出一个循环的压缩功L ；再乘以转速和气缸数目即得压缩机指示功率i N ：i N =L ⨯气缸数目⨯（60n ） n －转速，转/分，L －循环压缩功3、排气量Q （--V ）的测定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。
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-=22sin )L r (11r L cos 1r s式中α ─ 曲轴（曲柄）的转角，n360i ⋅=α（і＝0，1，2，…，n ）r ─ 曲轴（曲柄）半径，本实验 r ＝57mmL ─ 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2D 4A 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。
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• 3．实验测试和数据采集 • (1) 第一组数据的采集 • ① 手动适当关小排气量调节主阀门，使压力基本稳定在0.2MPa，通过微
• • • • • •
调阀使压力保持在0.2MPa，待压力稳定后，开始第一组数据的采集和存储。 ② 点击“运行采集”选项，运行系统，就会开始采集数据，并且示功图 在不断的变化，显示了空气压缩机内部压力的变化。 ③ 选定一个比较好的曲线，点击“保存当前数据”选项，保存数据，并 为所保存的数据命名（如：0.2MPa存储数据，或02shuji等）。如果想重现所 测试的曲线，可点击“打开保存记录”，点击上次所命名的名字，画面上所 显示的就是当时存下的02shuji1数据曲线。 (2) 后续各组数据的采集 0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa各组数据的采集方式同上。 (3) 停止数据采集 采集完所需要的数据后，点击“停止运行”停止采集 (注意：不点击“停 止运行”无法退出系统)。
测试结果分析 1．排气量的计算与对 比 将计算所得的排气量 与测试得到的值进行比较。 我国有关空气压缩机 排气量测定方法所采用的 排气量计算公式为：
p V 1129 10 c d Tx pT
8 2
• 2．p-V、ε-N曲线的绘制 • 计算出相应的压力比ε（排气压力与吸
气压力之比），绘制压力比与轴功率的关 系曲线，以及排气压力与排气量的关系曲 线。
实验六 活塞式压缩机性能测试实 验
•
本实验通过数据采集卡、传感元件、计 算机等实时显示、输出压缩机的吸气压力、 吸气温度、排气压力、排气温度、喷嘴前 后温差等参数；实时测量并显示出压缩机 在不同压力下的排气量、轴功率和比功率 等性能参数；可以直观地显示出气缸内气 体压力随行程的变化规律，即示功图（p-s 图或p-V图）。
• •
经喷嘴节流喷出。气流在喷嘴前后形成压差，测出此压差值和喷嘴前相应温 度，即可由相关公式计算出此压差下流经喷嘴的气体量，即压缩机的排气量。 本实验中喷嘴前后的压差和喷嘴前温度分别通过压差传感器和温度传感器实 时采集，经数据采集卡进行数值转换，由计算机实时处理，显示出压缩机的 排气量。 2．实际示功图的绘制 压缩机示功图的绘制方法有机械式和电子式两种。本实验为电子式自动 测试示功图。压力传感器安装在阀板上，通过阀板上所开的孔与气缸相通， 数据采集卡对压力传感器输出的信号进行采集和转换，经计算机中的程序软 件处理，即可清楚直观地在显示屏上显示出气缸内气体压力随行程的瞬时变 化规律（p-s图或p-V图），即示功图。从示功图中可以直观地分析压缩机在 一个工作循环中吸气、压缩、排气、膨胀过程的变化情况，也可观察示缩机的机构，学习压缩机运行操作的基 • • • •
本知识。 2．了解压缩机压力、温度和功率的采集和测试方 法。 3．学习压缩机排气量的测量方法。 4．了解压缩机实际示功图的测试与显示。 5．分析压缩机的运转状况和排气量变化规律。
• 二、实验原理 • 1．排气量的测定 • 压缩机吸入的气体经过压缩升压，经由稳压箱稳压、低压箱降压后，再
• 4．关闭压缩机 • 关闭压缩机电源开关，停止压缩机运转。将储气罐内气体全部排
• • • • • •
净。 注意不要带压强行启动压缩机，以免损坏设备。 5．打印或抄写所采集数据 点击“打开保存记录”，点击所需抄录的数据曲线名称，打印、 记录或摘抄必要的实验数据。如：各组的排气温度、排气压力、排气 量、压缩机轴功率、比功率、压缩机转速。将相关数据记录到表1中。 请注意：各组示功图的差异和变化趋势；各组排气量的差异和变 化趋势；各组排气温度的变化规律；各组轴功率的变化规律。 6．退出数据采集系统 点击“退出系统”退出整个采集系统，软件关闭。
测量项 目
吸入温度
排气压力 喷嘴前后压差 喷嘴前温度 转速 排气量（测量） 轴功率 比功率 压力比
排气量（计算）
单位 1 2 0.3
测量序号 3 4 0.4 0.5
5 0.6
℃ MPa 0.2 MPa ℃ r/min m3/min
kW
kW/(m3/min)
m3/min
• 六、实验数据整理计算及
• • •
• 五、实验步骤 • 1．压缩机的启动准备工作 • 检查实验设备周围环境，压缩机是否完好，电路有无故障， • • • •
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确保实验操作的安全。 2．实验装置的启动 ① 检查完好后，开钥匙开关，启动上电。 ② 打开空气开关，接通电源。启动电脑，调出空气压 缩机测试系统显示界面。 ③ 打开压缩机储气罐上的主阀门和排气量调节阀门， 使两处阀门均处于全开位置。 ④ 打开压缩机电源开关，启动压缩机。
• 七、思考题 • 1 示功图随压力升高呈何变化趋势？ • 2 p-α（压力—转角）曲线，p-s（压力—行程）
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曲线有何异同？ 3 为什么说p-s曲线反映的就是示功图(p-V图)? 4 随排气压力升高，排气量如何变化？为什么？ 5 各组排气温度的变化规律。为什么？ 6 各组轴功率的变化规律。为什么？ 7 示功图的用途何在？试对不同压力下的示功图 的形状进行分析。
• 三、主要实验装置 • AP1000空气压缩机性能测试系统。主
要包括：W-0.9/7型空气压缩机、排气量测 试装置、温度传感器、压力传感器、压差 传感器、计算机测试系统、电控和数显仪 表箱、压力调节阀等。
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四、实验内容 本测试系统可完成的实验内容如下： 1．示功图 主要包括：p-T（压力—时间）图、p-α（压力—转角）图、p-s（压力—行程）图、p-V图。 测试系统可根据需要采集、显示、存储和打印不同压力下的各组测试数据。 2．排气量、喷嘴前温度和喷嘴前后压差 屏幕直接显示并打印不同测试环境（吸气压力、吸气温度）和不同排气压力时压缩机的排气量，包 括喷嘴前温度和喷嘴前后压力差，为手工计算提供数据。 3．吸、排气压力和吸、排气温度 屏幕直接显示并打印压缩机排气口处排气管中的压力和温度。 4．驱动电机功率和压缩机轴功率 屏幕直接显示并打印驱动电机功率和压缩机的轴功率。 屏幕直接显示并打印Nz-V（排气量—轴功率）图。 5．压缩机的比功率 屏幕直接显示并打印压缩机的比功率。 6．压缩机的主轴转速 屏幕直接显示并打印压缩机的主轴转速。 7．ε-V（排气量—压力比）图 屏幕直接显示并打印压缩机的ε-V（排气量—压力比）图。