计算结果对比。 实验装置由容积式空气压缩机测试系统和空气压缩机组组成,见图2。 2 图2压缩机性能测试系统示意图 1喷嘴流量计2.压缩机ˆ3.转速传感器4.储气罐 5信号处理系统6数据采集接口箱7压力传感器 a.实验装置与实验原理 (1)实验压缩机装置 实验压缩机是上海压缩机厂制造的无十字头3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:1.0mmin 额定排气压力:0.7MPa(表压) 额定转速:1000/min 活塞行程:75mm(曲柄半径37.5mm) 气缸直径:90mm 气缸数目:3 润滑方式:飞溅式 压缩机轴功率:6.7KW 气缸相对余隙容积约为6% 驱动电动机额定功率:75KW
5 计算结果对比。 实验装置由容积式空气压缩机测试系统和空气压缩机组组成，见图 2。 图 2 压缩机性能测试系统示意图 1.喷嘴流量计 2.压缩机 3.转速传感器 4.储气罐 5.信号处理系统 6.数据采集接口箱 7.压力传感器 a. 实验装置与实验原理 （1） 实验压缩机装置 实验压缩机是上海压缩机厂制造的无十字头3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：1.0 m3 /min 额定排气压力：0.7 MPa（表压） 额定转速：1000 r/ min 活塞行程：75 mm（曲柄半径37.5mm） 气缸直径：90 mm 气缸数目：3 润滑方式：飞溅式 压缩机轴功率：6.7 KW 气缸相对余隙容积约为6％ 驱动电动机额定功率：7.5 KW
电动机功率因数: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Φ300,长90omm璧厚10mm的容器,容器顶部有0.7MPa 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 按照排气量按照“GB/T15487-1995《容积式压缩机流量测方法》”中所规定的方法进行测 定。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1905mm。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 根据测量得到的有关参数,压缩机实际排气量由下式计算得出 Q=112853×10CD27/H VPT 式中:Q一压缩机排气量(m3/min) C-喷嘴系数(查表) H一喷嘴前后的压力差(mm水柱),1mm水柱=10.2Pa D一喷嘴直径(mm) P一大气压力(105Pa) 70—压缩机吸入气体的绝对温度(K) 71-喷嘴前气体的绝对温度(K) (3)示功图(P)图的测试装置 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, x=r[(1-cos a)+-(1-cos 2a)
6 电动机功率因数：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Φ300，长900mm壁厚10mm的容器，容器顶部有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 按照排气量按照“GB/T15487--1995《容积式压缩机流量测方法》”中所规定的方法进行测 定。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19.05mm。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。 根据测量得到的有关参数，压缩机实际排气量由下式计算得出 0 1 0 8 2 1128.53 10 P T H Q CD T ( 1 ) 式中：Q－压缩机排气量（m3 /min） C －喷嘴系数（查表） H －喷嘴前后的压力差（mm水柱），1mm水柱 10.2 Pa D －喷嘴直径（mm） P0 －大气压力（10 5 Pa） T0 －压缩机吸入气体的绝对温度（K） T1－喷嘴前气体的绝对温度（K） （3） 示功图（P-V）图的测试装置 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， (1 cos 2 )] 4 [(1 cos ) x r （2）
式中:x一活塞位移 曲柄半径 元一曲轴半径与连杆长度的比值 a-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。 式中:F一气缸容积 A一气缸截面积,A=xD214; 活塞位移 由P和V可绘出压缩机一个循环的P图(示功图)。 由示功图封闭面积即可算出一个循环的压缩功;再乘以转速和气缸数目即得压缩机 指示功率N =(PV封闭面积)×(气缸数目)×(m 式中:n一转速,r/min。 (4)电动机功率的测定 电机负载为三角形的三相电路,电动机输入功率为 (5) 式中:N一电机功率 U一相电压 —相电流 cos—功率因数,等于085。 (5)计算机化的数据采集与信号分析系统 本实验的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 MCRAS及示功图软件等
7 式中： x －活塞位移， r －曲柄半径， －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。 V x A （3） 式中：V —气缸容积； A —气缸截面积，A=πD2 /4 ； x—活塞位移。 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；再乘以转速和气缸数目即得压缩机 指示功率 Ni ： Ni （ PV 封闭面积）（气缸数目）（ 60 n ） （4） 式中：n －转速，r/min。 （4）电动机功率的测定 电机负载为三角形的三相电路，电动机输入功率为 N 3UI cos （5） 式中： N —电机功率； U —相电压； I —相电流； cos —功率因数，等于0.85。 （5）计算机化的数据采集与信号分析系统 本实验的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
b.实验步骤 (1)熟悉实验用设备和仪器 (2)打开数据采集系统进行数据采集。 (3)进入数据采集系统。 打开计算机电源,用鼠标点击桌面上的“CRAS6.1(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Ⅴ MCRAS”。在 VMCRAS”界面下,先定义作业文件(即数据采集文件)名称及类型。点击“作业 ①在“搜寻(I)”栏确认作业文件的位置(即文件保存位置) ②在“文件名称(N)”栏写入所起的文件名(不写扩展名 ③在“文件类型(r)”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)。 (4)设置实验参数,点击“参数设置”,逐步完成以下各项设置: ①采集方式:选择“外部”;键相位必须为128(键相位表示整转速周期的测点)。 ②采集控制:选择“监示采集”;转速控制为“升速”:在“总记录时间(秒)”拦中 填入时间,一般为30-40秒 ③监测值类型:PP(双峰值),在文本框的下拉列表中选择。 ④工程单位 一通道(气缸压力传感器):MPa,在文本框的下拉列表中选择。 二通道(差压传感器):Pa,在文本框的下拉列表中选择。 ⑤电压范围:±10000mv,在选项栏中选择 ⑥较正因子:输入 通道(气缸压力传感器)较正因子(由传感器参数确定):17000 二通道(差压传感器)较正因子:1 所有参数确定后,点击“确认” (5)开启压缩机,开始数据采集 检査传感器,仪器仪表接线等无误,确认储气罐出口的压力调节阀完全打开后,启 动压缩机。逐步关小调节阀开度,压缩机排气压力开始升髙,注意观察,待压缩机排气 压力达到规定值(0.7MPa表压力)且稳定后,点击Ⅴ MCRAS状态下的“在线监测”。即可 观察压缩机排气压力一时间曲线,数据采集完毕后退出“CRAS
8 b. 实验步骤 （1） 熟悉实验用设备和仪器。 （2） 打开数据采集系统进行数据采集。 （3） 进入数据采集系统。 打开计算机电源，用鼠标点击桌面上的“CRAS 6.1（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”。在 “VMCRAS”界面下，先定义作业文件（即数据采集文件）名称及类型。点击“作业” 1 在“搜寻（I）” 栏确认作业文件的位置( 即文件保存位置) ② 在“文件名称（N）” 栏写入所起的文件名（不写扩展名）； ③ 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 )。 （4） 设置实验参数，点击“参数设置”，逐步完成以下各项设置： ① 采集方式：选择“外部”；键相位必须为128（键相位表示整转速周期的测点）。 2 采集控制：选择“监示采集”；转速控制为“升速”；在 “总记录时间（秒）”拦中 填入时间，一般为30 – 40秒。 3 监测值类型：P_P（双峰值），在文本框的下拉列表中选择。 4 工程单位： 一通道（气缸压力传感器）：MPa， 在文本框的下拉列表中选择。 二通道（差压传感器 ）：Pa， 在文本框的下拉列表中选择。 5 电压范围：±10000 mv，在选项栏中选择。 6 较正因子：输入 一通道( 气缸压力传感器 ) 较正因子（由传感器参数确定）：17000 二通道( 差压传感器) 较正因子：1 所有参数确定后，点击“确认”。 （5） 开启压缩机，开始数据采集 检查传感器，仪器仪表接线等无误，确认储气罐出口的压力调节阀完全打开后，启 动压缩机。逐步关小调节阀开度，压缩机排气压力开始升高，注意观察，待压缩机排气 压力达到规定值（0.7MPa表压力）且稳定后，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
(6)作压缩机示功图和计算排气量 ①用鼠标点击电脑显示器桌面上的“示功图 在打开的界面里逐步完成以下各项。 ②导入数据采集的Vm文件 点击菜单“导入数据(I)”,在下拉菜单中选择“从Vm作业导入数据”,在C盘 中选择文件夹“Cras打开,选择扩展名为“DED的数据采集文件(即先前所定义的作 业文件),点击文件名栏的“打开按钮,打开该文件 ③点击菜单“参数设置” 设置初相位角,在初相角拦内填入210°。 键相位选项必须选择为“128”的选项。 依次填入:{默认值,可忽略} 气缸数目 气缸直径(单位为米): 曲柄半径(单位为米) 0.0375 T/”(曲柄半径与连杆长之比):0.217 点击确认。电脑显示器界面上可显示压缩机转速、压缩机指示功率、二通道压差(喷 嘴前后压差)的测量结果及示功图。 ④点击菜单排气量计算”,可计算排气量Q和喷嘴系数C。 在排气量计算界面内,在“喷嘴压差选择框内选择“毫米水柱或表读数(Pa)” 项,可在对应的数值栏中显示出以毫米水柱或Pa为单位的喷嘴压差的测量数值 依次填入: 喷嘴直径(单位为毫米): 1905 吸入气体温度(单位为K) 喷嘴前气体温度(单位为K): 大气压力(单位为MPa) 填完后,点击“计算框,即可由计算机算出排气量O(m3/min),并示出喷嘴系数C。 ⑤点击“保存” 可保存本次实验的测量结果。 c.实验数据与理论值的比较 将有关数据填入本指导书附表,并对测试的指示功率和排气量与理论计算值进行比
9 （6） 作压缩机示功图和计算排气量 ①用鼠标点击电脑显示器桌面上的“示功图” 在打开的界面里逐步完成以下各项。 ②导入数据采集的Vm文件 点击 菜单“导入数据（I）” ，在下拉菜单中选择“从Vm作业导入数据”，在 C 盘 中选择文件夹“Cras”打开，选择扩展名为“DED” 的数据采集文件（即先前所定义的作 业文件），点击文件名栏的“打开”按钮，打开该文件； ③点击菜单“参数设置” 设置初相位角，在初相角拦内填入 210º。 键相位选项必须选择为 “128” 的选项。 依次填入：{默认值，可忽略} 气缸数目 ： 3 气缸直径（单位为米）： 0.09 曲柄半径（单位为米）： 0.0375 “r/l” （曲柄半径与连杆长之比）：0.217 点击确认。电脑显示器界面上可显示压缩机转速、压缩机指示功率、二通道压差（喷 嘴前后压差）的测量结果及示功图。 ④点击菜单“排气量计算”，可计算排气量 Q 和喷嘴系数 C。 在排气量计算界面内，在“喷嘴压差”选择框内选择“毫米水柱”或“表读数（Pa）” 选 项，可在对应的数值栏中显示出以毫米水柱或Pa为单位的喷嘴压差的测量数值 依次填入： 喷嘴直径（单位为毫米）： 19.05 吸入气体温度 （单位为K）： 喷嘴前气体温度（单位为K）： 大气压力（单位为MPa）： 填完后，点击“计算”框，即可由计算机算出排气量Q（m3 /min），并示出喷嘴系数C。 ⑤点击“保存” 可保存本次实验的测量结果。 c. 实验数据与理论值的比较 将有关数据填入本指导书附表，并对测试的指示功率和排气量与理论计算值进行比