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。另外，旋转编码器每转在其Z相输出一个脉冲，以此作为活塞止点鉴别信号

2、主轴功率测量

本实验系统用损耗分析法间接测定电动机输出功率，然后考虑传动效率，得到主轴功率。

3、主轴转速测量

转速测量方法很多，本实验系统采用旋转编码器作为转速测量传感器。旋转编码器的Z相严格保证一转输出一个脉冲，利用数据采集卡的脉冲计数功能，软件计算出主轴的平均转速，或直接利用数据采集卡的脉冲频率测量功能得到转速。

图1 往复式压缩机性能计算机测试系统结构

三．实验步骤

1、压缩机开机前的准备工作：拧开冷凝液排放口，排清冷凝液后拧紧排放口；检查

各种传感器安装是否紧密；将排气管线末端的排气阀开置最大位置；接通压缩机电机电源；打开计算机，运行数据采集分析程序。

2、压缩机试运转：按下控制柜面板上“开始”按钮，启动压缩机。观察压缩机运转

情况，是否有异常振动和异常噪声，持续3~5分钟后，按下控制柜面板上“停止”

按钮，停止压缩机运行。

3、启动压缩机，调节排气阀的开度，使气缸压力稳定在0.6Mpa。

4、待压缩机稳定运行后，点击“开始数据采集”工具按钮，开始数据采集。

5、观察绘图区绘制的示功图曲线，若不满意，可点击“下一次示功图采集”工具按

钮。

6、获得满意的实验数据后，点击“停止数据采集”工具按钮，终止数据采集；

7、点击“文件保存”工具按钮（或选择“文件保存”菜单操作），进行实验数据保

存；点击“数据打印”工具按钮（或选择“数据打印”菜单操作）打印实验数据，选择“图形打印”菜单操作打印示功图曲线。

8、调节排气阀的开度，使气缸压力稳定在0.5Mpa，重复4~7步操作，得到另一组

实验数据。

9、按下控制柜面板上“停止”按钮，停止压缩机运行；选择相应操作，退出应用程

序。实验操作完毕。

四．实验数据处理

实验结果以实验数据及示功图的打印形式给出。根据表2的要求分析计算相应的压缩机技术参数。要求主要的数据处理在计算机上完成，并随实验报告提供相应处理程序（源代码打印稿或程序软盘）。数据处理指导如下：

1、每一压缩循环等转角采集有180个压力数据，转角步长为20，作示功图处理时应先将转角位移转换成活塞行程位移。

2、示功图面积计算可采用机械数值求积法，如梯形、中矩形求积等，详细过程可参考相关计算方法的参考书。

3、指示功率的计算可如下式：Ni=Fi* (π* (D ^ 2) / 4)* n / 60 并注意计算单位的一致。

五．实验报告

1．测录出压缩机示功图及其它性能参数。

2．如表1、2所示，计算出压缩机的平均指示压力Pi，指示功率Ni，压缩机机械效

，及气阀功率损失系数△c。

率ηm，容积效率λ

V

3．讨论不同压力比时的示功图的变化。

表2 压缩机示功图技术数据

表1 试验压缩机性能参数