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 ：0.48

m 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[(αλ

α-+

-=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，24

D 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⨯（

60

n ） 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。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

1

00

281053.1128T P H

T CD V -⨯= 式中：-

-V －压缩机排气量（m 3/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 Pa D －喷嘴直径（毫米）

0P －大气压力（105 Pa ）

0T －压缩机吸入气体的绝对温度（K ）

1T －喷嘴前气体的绝对温度（K ）

4、电机功率的测定

电机负载为三角形的三相电路，

N=ϕ

3UI

cos

cos—功率因数。

N—电机功率；U—相电压；I—相电流；ϕ

5、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、实验步骤

1、打开数据采集系统进行数据采集。

①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)。

②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40-50”。

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”。

③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

①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，点击打开；

②参数设置，依次填入：

在“弧度”和“角度”二种单位选一，填入初相角；（240°280°）

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”

③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

①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 ）

③点击“计算”框，即可由计算机算出排气量Q （M 3/min ），并示出喷嘴系数C 。 四、实验记录表

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

n

AS V l T p v λλλλ= （

m in /3m ） 式中、A －第一级各个气缸活塞面积的总和，2

m

S －行程，米

n －转速，转/分