压气机性能实验报告概要
天津市高等教育自学考试
模具设计与制造专业
热工基础与应用
综合实验报告
（一）压气机性能实验
主考院校:
专业名称：
专业代码：
学生姓名：
准考证号：
一、活塞式压气机概述
1.活塞式压气机结构及工作原理
（1）活塞式压气机结构
压气机在现代工业以及现代人的生活中被越来越多的广泛应用，不论是汽车上的涡轮增压系统还是航空航天发动机中的涡喷应用，随着技术的不断革新，其结构、性能也在不断的优化、提高。本实验旨在通过对简单形式的压气机，进行结构、工作原理以及性能的实验，以达到验证并深刻理解、掌握热工学课程中所学得的知识并应用于实际生产实践中。
本次实验所用压气机为“活塞式压气机”，现就其结构及特点作简要说明。
活塞式压气机是通用的机械设备之一，是一种将机械能转化为气体势能的机械。
图1.1 活塞式压气机机构简图
图1-2 三维仿真示意图
（2）活塞式压气机工作原理：
电机通过皮带带动曲柄转动，由连杆推动活塞作往复移动，压缩汽缸内的空气达到需要的压力。曲柄旋转一周，活塞往复移动一次，压气机的工作过程分为吸气、压缩、排气三步。
具体为：在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力pa ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力p后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。
这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。特别的是，单级活塞式空压机，常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。压力超过 0 . 6MPa ，各项性能指标将急剧下降。故当输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。
活塞式空压机有多种结构形式。按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。按设置方式可分为移动式和固定式两种。按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。其中，卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。这种空转状态称为卸荷运转。而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机自动停止运转。
二、实验内容
1.实验目的
（1）压气机的压缩指数和容积效率等都是衡量其性能先进与否的重要参数。本实验是利用微机对压气机的有关性能参数进行实时动态采集，经计算处理、得到展开的和封闭的示功图。从而获得压气机的平均压缩指数、容积效率、指示功、指示功率等性能参数。
（2）掌握指示功、压缩指数和容积效率的基本测试方法。
（3）对使用电脑采集、处理数据的全过程和方法有所了解。
2.实验装置及测量系统
本实验仪器装置主要由：压气机、电动机及测试系统所组成。
测试系统包括：压力传感器、动态应变仪、放大器、计算机及打印机，
压气机型号：Z—0.03/7
汽缸直径：D=50mm 活塞行程: L=20mm 连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分
图2-1 压气机实验装置及测试系统
图2-2 实验设备
为了获得反映压气机性能的示功图，在压气机的汽缸头上安装了一个应变式压力传感器，供实验时汽缸内输出的瞬态压力信号。该信号经桥式整流后，送至动态应变仪放大。对应着活塞上止点的位置，在飞轮外侧粘贴着一块磁条，从电磁传感器上取得活塞上止点的脉冲信号，作为控制采集压力的起止信号，以达到压力和曲柄传角信号的同步。这二路信号经放大器分别放大后，送入A/D板转换为数值量，然后送至计算机，经计算处理便得到了压气机工作过程中的有关数据及展开的示功图和封闭的示功图。
图2-3 封闭的示功图图2-4 展开的示功图
根据动力学公式，活塞位移量x 与曲柄转角a 有如下关系：
-=1(R x )2cos 1(4
)cos a a -+
λ
式中：λ=R/L
R ——曲柄半径； H ——连杆长度； a ——曲柄转角。
3.实验原理
（1）活塞式压气机的详细工作原理如前所述，现详细分析其工作过程 1）单级压气机理论工作过程（图2-5） 其中：①4－1过程为，气体引入气缸
②1－2过程为，气体在气缸内进行压缩 ③2－3过程为，气体流出气缸，输向储气筒
特别注意的是，4-1和2-3过程不是热力过程，只是气体的移动过程，气体状态不发生变化，缸内气体的数量发生变化。
图2-5 活塞式压气机工作P-V 曲线图 2）存在余隙容积的理论工作工程；
<1>活塞式压气机的余隙：为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞，在汽缸端盖与活塞行程终点间留有一定的余隙，称为余隙容积，简称余隙。(图2-6)
①1-2过程为压缩过程
②2-3过程为 排气，状态未变 ③3-4过程为残留气体膨胀 ④4-1过程为进新气，状态未变
图2-6
<2>C V 对耗功和产气量的影响: (图2-7)
4
1h V V V -= 活塞排量 41V V C V -= 有效吸气容积 1
m 1p RT C V = m ：新气量，产气量
图2-7
<3>余隙容积C V 对理论压气功的影响(图2-8) 功的绝对值＝面积12341＝面积12561－面积43564 设1-2和4-3两过程n 相同
??
??
?
???????
???? ??-???????????????? ??=n 1-n 1p 2p -141p 1-n n n 1-n 1p 2p -11v 1p 1-n n t V W 3
p 2p =
11m 11p RT V = 4
p 1p = 图2-8
<4>余隙对单位产气量耗功不影响(图2-9)
????
????????
???? ??=???????????????? ??=n 1-n 1p
2p -11p 1-n n n 1-n 1p 2p -141p 1-n n t C V V W ??
???
???????
??
?? ??==n 1-n 1p 2p -111-n n m t t RT W W
图2-9
<5>容积效率
在实际循环中，余隙容积使实际吸气量（产气量）减少，气缸的有效利用率降低，用容积效率表示气缸容积的利用程度。
容积效率=实际吸气量/ 理论吸气量
余隙比：312V V V - 增压比:81
p 2p ≤=π ?
??
??
??????
?
-?
??? ?
?--
=--==111231313
14
1n p p V V V
V
V V
V h V e V V η 结论：
①压力比2p /1p 和多变指数n 一定时，余隙容积越大，容积效率越低； ②余隙容积和多变指数n 一定时，压力比2p /1p 越大，容积效率越低； ③压力比2p /1p 达到一定值时，容积效率为零，产气量为零；
故，余隙容积对生产1 kg 压缩气体的理论耗功量没有影响，但实际耗功量增加；而且压气机的无用体积增加，设计时应尽量减小余隙容积。余隙容积VC 的存在：理论耗功不变，容积效率下降（压缩同量气体气缸变大）。
3） 调节排气压力对压气机产生的影响；
1＇提高压力至２＇，a 由P —V 图中浮动面积41234提高至４＇１２＇３＇４＇：
?=-=21
vdp f W c W ??＇＜21vdp 21
vdp 排气压力２增至＇2，则排气温度应增至＇２
Ｔ，再提高排气压力至＂
2达到加气机的极限值，成为一个点，没有2。
结论：排气温度高于润滑油的结碳温度时压气机会被烧毁，所以排
气温度不得超过
150℃。
4） 压气机耗功公示的推导过程；
吸气过程中气缸吸入压力为 1p 的气体，气体的质量m q 和容积V 不断增加， 而气体的状态(1p ,
1v )不变，相当于气体定压膨胀，该过程中系统作正功 11v p ；
压缩过程中气体的量不变，而气体的压力不断增加，该过程中外界对系统作压缩功（负功）为：
??==2121pdV pdv m
q W 排气过程中气体的质量不断减少，气体的状态不变，相当于气体被定压压缩，因此该过程系统作负功 22v p 。
压气机所消耗的功为上述三项功的代数和。即
t W V p pdv m q V p c W ?-=--=21
2211
压气机耗功为负的技术功。
压缩1kg 气体，压气机耗功为：
?=21vdp c
w
（2） 压气机的热力学分析； 1） 三种理想压缩过程的热力学参数：压气机简化物理模型为：稳流、可逆根据其工作条件不同，可能存在 3 种压缩过程：
a.等熵压缩：特别快，来不及换热n=k ；
b.多变压缩：实际压气过程1 c.等温压缩：特别慢，热全散走n=1。 2) 三种理想压缩过程的耗功量； ?? ??? ??????? ?? ?? ??==n 1-n 1p 2p -111-n n t tn RT W W ?? ??? ??????? ???? ??=k 1-k 1p 2p -111-k k ts RT W 2 p 1p ln 1t RT T W = S T n T T T T T w n w s 2221,t t t w <<=>> 0s q n q q s 2v n 2v 2v =>>< ， 定温压缩过程最理想（省功、安全、体积小）。应采用良好的冷却措施，使过程尽量接近于定温 过程。 在T —s 图上，不同过程线以下的面积代表压缩过程中单位质量工质的放热量： 设压气机的质量流量为qm kg ／min ，其耗功率为： t w m q P ?=601 3)多级压缩及级间冷却（压比较高时采用） 多级压缩是把气体的压缩过程分为多个阶段，分别在多个气缸中依次压缩，每两个气缸之间有级间冷却器对气体进行冷却（两级或两级以上称为多级）。 采用多级压缩及级间冷却的优点： 压气机耗功减少（在总压比一定的条件下，级数越多，级间冷却越充分，功耗越少；理论上，级数→∞，过程→等温过程）； 排气温度低（热负荷小，有利于润滑）； 容积效率高（每级压比较小）。 缺点： 结构复杂，造价高，运行可靠性降低（分级不宜太多） 最佳级间压力和压力比确定原则：功耗最小原则 以两级压缩为例，可推得 最佳级间压力为：3 12 p p p ?= 最佳压力比为：1 3 p p = π Ｚ级压缩、级间冷却相同时，每级压力比相同。即： 最佳压力比为： Z p z p 1 1 += π 选择最佳压力比的其它好处： 各级压缩功耗相同(动力具有通用性和互换性)； 各级气缸排温相同； 各级间冷却热负荷相同。 4)绝热过程 可逆绝热过程是定熵过程，但在热力学第二定律中，定熵过程未必就是可逆绝热过程。 定值==? ? ? ??==s ds T rev q ds rev q 00δδ 过程方程可由下式导出 0=+=p dp V c v dv p c ds 0=+p dp v dv κ const ln ln =+p v κ const ln =κpv const =κpv 可逆绝热过程方程为指数方程。 5)指示功和指示功率 指示功：活塞压气机进行一个工作过程，活塞对气体所作的功，记为L i 。显然功量就是P —V 图上工作过程线所包围的面积。其纵坐标是以线段长度表示的压力值，而横坐标则表示活塞的位移量，经测面仪测量和计算才能得到功的数值，即： L i =S ×K 1×K 2×10-5 (kgf-m) （5-2） 式中： S ——由测面仪测定的面积值 （mm 2 ）; K 1——单位长度代表的容积 (mm 3 /mm) ； gb LD k 42 1 π= 式中： L ——活塞行程（mm ）； gb ——活塞行程的线段长度（mm ）； K 2——单位长度代表的压力 (at/mm); fe p k d 1 2 -= 式中： p ——工作时的表压力(at); fe ——表压力在纵坐标图上对应的高度(mm); 指示功率：单位时间内活塞对气体所作的功，记为N i 。用下式表示： N i =L i ×n/102×60 (KW) 式中：n —— 转速(转/分) 6)平均多变压缩指数 压气机的实际压缩过程介于定温压缩与定熵压缩之间，过程指数在压缩过程中不断变化，根据压气机的理论轴功和气体压缩功的关系，可以求得平均的多变指数，记为n 0。 ??-=21 21 0pdv vdp n 在Ｐ—Ｖ示功图上：即为压缩过程线与纵坐标围成的面积同压缩过程线与横坐标围成的面积之比。即： 围成的面积 由围成的面积 由cdabc cdefc n = 7) 容积效率（ηc ） 根据热力学定义： 工作容积 有效吸气容积 = ηc 在Ｐ—Ｖ示功图上：即为有效吸气线段长度与活塞行程线段长度之比。即： gb hb c = η 4、实验步骤 1. 检查各实验仪器连线是否接好，所有压气机相关气路接口是否紧固，接通所有测试仪器设备的电源。 2. 打开计算机把采集、处理数据的软件调入计算机。 3. 启动压气机，调整排气量至合适，待压气机工作稳定后，计算机开始采集数据，经过计算机 处理运算，得到了展开的和封闭的始功图。 4. 用测面仪测量封闭示功图的面积。 5. 分别测量压缩过程线与横坐标及纵坐标包围的面积。 6. 用尺子量出有效吸气线段hb 的长度和活塞行程线段gb 的长度。 7.调节调节阀7，改变排气压力P ，并重复以上2~3实验步骤 5.实验数据 压缩机性能实验记录 三、实验讨论 1. 为什么压缩过程的多变指数与膨胀过程的多变指数不相等？对于同一个过程（压缩或膨胀过程）的不同区段，为什么多变指数也不一样？ 答：热力工程中常遇到理想气体定容变化、定压变化、定温变化、绝热变化（定熵）四个变化过程。 在上述四种典型热力过程的特征是，某一个状态参数保持不变（例如v=定值、p=定值等），或在过程中热力系与外界没有热量交换（绝热过程）。实际的过程往往是所有的参数都在变化，并且也不完全绝热。例如，活塞式压气机中气体被压缩，同时被冷却，因而压缩过程中气体的压力、比体积及温度都在变化，并且气体与外界有功量和热量的交换。 但在一般的实际过程中，气体的状态变化往往遵循一定的规律。此时，可通过实验，测定过程中一些状态点的p 、v 值而近似整理成：“常数 n PV ”的形式。这样的过程称为多变过程，式中指数n 叫作多变指数。 在某一多变过程中，n 为一定值，但不同多变过程的n 值各不相同。对复杂的实际过程，可把实际过程分作几段不同多变指数的多变过程来描述，但每一段中的n 值保持不变。由此可见，多变过程是一些有规律的过程的总称。这些过程的特征是：在整个过程中，pv=定值，n 为常数。多变过程中的多变指数n 具有不同数值时，过程就表现出不同的特性。那么定压、定温、绝热和定容四种典型热 大气压力--bar 室温--℃ 湿度--％ 排气管内径--cm 1 2 3 4 5 6 7 项 目 储气罐压力 输入 电功率 电动机效率 压气机生产量 示 功 图 面 积 压 气 机 转 速 活 塞 排 量 吸气状态生产量 符号 P 2 Ng ηg V 3 f n V h 单位 bar kW ％ m 3/min cm 2 r/min m 3/min 力过程，可视为多变过程的特例之一即： n=0：P=常数，定压过程；n=1：PV=常数，定温过程； n=k：PV x=常数，绝热过程；n=∞ ±：V=常数，定容过程； 2.当压气机工作时，其压缩指数变化范围是多少？在什么情况下，压气机耗功最省？ 答：当压气机工作时，其压缩指数在0.95~1.02之间变化或者在压缩范围内保持一定的恒定。采用定温压缩条件下，压气机耗功最省，因为从示功图上看，压缩过程可看做稳定流动过程，不是闭口系统，在p-v图上看吸气、压缩和排气过程和P轴围成的面积大小， 3.分析压气机工作压力的改变将对容积效率有何影响。 答：压气机进气压力降低（或升高），则活塞缸内被吸入的气体密度减小（或增大），而活塞缸容积没有变化，所以吸入气体的质量要减小（或增大），从而使压气机最后排出的气体质量也相应减小（或增大），从而影响容积效率。 航空发动机试验测试技术 航空发动机是当代最精密的机械产品之一，由于航空发动机涉及气动、热工、结构与 强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科，一台发动机内有十几个部件和 系统以及数以万计的零件，其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机 其它分系统复杂和苛刻，而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很 高的要求，因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。在有良好技术储备的基础上，研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时 的部件及系统试验，需要庞大而精密的试验设备。试验测试技术是发展先进航空发动机的 关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部 件和整机性能的重要判定条件。因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。 从航空发动机各组成部分的试验来分类，可分为部件试验和全台发动机的整机试验， 一般也将全台发动机的试验称为试车。部件试验主要有：进气道试验、压气机试验、平面 叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组 件的强度、振动试验等。整机试验有：整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试 验等。下面详细介绍几种试验。 1进气道试验 研究飞行器进气道性能的风洞试验。一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验，主 要是验证和修改初步设计的进气道静特性。然后还需在较大的风洞上进行l／6或l／5的 缩尺模型试验，以便验证进气道全部设计要求。进气道与发动机是共同工作的，在不同状 态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配，相容性要好。实现相容目前主要依靠 进气道与发动机联合试验。 2，压气机试验 对压气机性能进行的试验。压气机性能试验主要是在不同的转速下，测取压气机特性 参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等)，以便验证设计、计算是否正确、合理，找出 不足之处，便于修改、完善设计。压气机试验可分为： (1)压气机模型试验：用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件，在压气机试验台上按任务要求进行的试验。 (2)全尺寸压气机试验：用全尺寸的压气机试验件在压气机试验台上测取压气机特性，确定稳定工作边界，研究流动损失及检查压气机调节系统可靠性等所进行的试验。 (3)在发动机上进行的全尺寸压气机试验：在发动机上试验压气机，主要包括部件间的匹配和进行一些特种试验，如侧风试验、叶片应力测量试验和压气机防喘系统试验等。 3，燃烧室试验 在专门的燃烧室试验设备上，模拟发动机燃烧室的进口气流条件(压力、温度、流量) 所进行的各种试验。主要试验内容有：燃烧效率、流体阻力、稳定工作范围、加速性、出 口温度分布、火焰筒壁温与寿命、喷嘴积炭、排气污染、点火范围等。 由于燃烧室中发生的物理化学过程十分复杂，目前还没有一套精确的设计计算方法。因此，燃烧室的研制和发展主要靠大量试验来完成。根据试验目的，在不同试验器上，采 用不同的模拟准则，进行多次反复试验并进行修改调整，以满足设计要求，因此燃烧室试 验对新机研制或改进改型是必不可少的关键性试验。 .. 压缩机性能实验报告 实验小组： 小组成员：0 实验时间： 一、实验目的 1.了解制冷循环系统的组成及压缩机在制冷系统中的重要作用 2. 测定制冷压缩机的性能 3.分析影响制冷压缩机性能的因素 二、实验装置 实验台由封闭式压缩机、冷凝器、蒸发器、储液罐、节流阀、电加热器、冷水泵、热水泵、冷水流量计、热水流量计、排气压力表、吸气压力表、测温显示仪表、测温热电偶等组成小型制冷系统（如下图所示）。 三、实验步骤 1. 将水箱中注满水，接通电源后，开启冷水泵和热水泵，并调整其流量； 2. 打开吸、排气阀、储液罐阀门，启动压缩机，开节流阀，右旋调温旋钮，调整电压使蒸发器进口水温稳定在某一温度值，作为一个实验工况点； 3.当各点温度趋于稳定时，依次按下测温表测温按键，观测各点温度值； 4.将数据进行记录，该工况点实验结束。 5.改变热水箱加热电压，使热水温度上升，稳定后再对温度、电流、电压等数据进行记录，一般可作3个工况点结束； 6.实验完成后，停止电热水箱加热，关闭吸气阀门，等压力继电器动作，压缩机自停，关闭压缩机开关，关闭节流阀，关排气阀，继续让水泵循环5分钟后断电，系统停止工作。 四、实验数据 1. 压缩机制冷量： ' 171112"" 161()i i v Q GC t t i i v -=-- (1) 式中：G — 载冷剂（水）的流量(kg/s)； C — 载冷剂（水）的比热(kJ/kg)； t1、t2 — 载冷剂（水）的进出蒸发器的温差(℃)； i1 — 在压缩机规定吸气温度，吸气压力下制冷剂蒸汽的比焓(kJ/kg)； i7 — 在压缩机规定过热温度下，节流阀后液体制剂的比焓(kJ/kg)； i1″— 在实验条件下，离开蒸发器制冷剂蒸汽的比焓(kJ/kg)； i6″— 在实验条件下，节流阀前液体制冷剂的比焓(kJ/kg)； v1 — 压缩机规定吸气温度，吸气压力下制冷剂蒸汽的比容(m 3/kg)； v1′— 压缩机实际吸气温度、压力下制冷剂蒸汽的比容(m 3/kg)。 2.压缩机轴功率： i N W η=? (2) 式中：W —压缩机配用电动机输入功率(kW)； i η—压缩机电动机效率，一般取0.8～0.9。 3.制冷系数： 0Q N ε= (3) 4.热平衡误差： 011 () Q Q N Q --Λ= (4) 式中： Q1 —冷凝器换热量(kW) 《时间序列分析》课程实验报告 一、上机练习（P124） 1.拟合线性趋势 12.79 14.02 12.92 18.27 21.22 18.81 25.73 26.27 26.75 28.73 31.71 33.95 程序： data xiti1; input x@@; t=_n_; cards; 12.79 14.02 12.92 18.27 21.22 18.81 25.73 26.27 26.75 28.73 31.71 33.95 ; proc gplot data=xiti1; plot x*t; symbol c=red v=star i=join; run; proc autoreg data=xiti1; model x=t; output predicted=xhat out=out; run; proc gplot data=out; plot x*t=1 xhat*t=2/overlay; symbol2c=green v=star i=join; run; 运行结果： 分析：上图为该序列的时序图，可以看出其具有明显的线性递增趋势，故使用线性模型进行拟合：x t=a+bt+I t,t=1,2,3,…,12 分析：上图为拟合模型的参数估计值，其中a=9.7086,b=1.9829，它们的检验P值均小于0.0001，即小于显著性水平0.05，拒绝原假设，故其参数均显著。从而所拟合模型为：x t=9.7086+1.9829t. 分析：上图中绿色的线段为线性趋势拟合线，可以看出其与原数据基本吻合。 2.拟合非线性趋势 1.85 7.48 14.29 23.02 37.42 74.27 140.72 265.81 528.23 1040.27 2064.25 4113.73 8212.21 16405.95 程序： data xiti2; input x@@; t=_n_; cards; 1.85 7.48 14.29 23.02 37.42 74.27 140.72 265.81 528.23 1040.27 2064.25 4113.73 8212.21 16405.95 ; proc gplot data=xiti2; plot x*t; symbol c=red v=star i=none; run; proc nlin method=gauss; model x=a*b**t; parameters a=0.1 b=1.1; der.a=b**t; der.b=a*t*b**(t-1); output predicted=xh out=out; run; proc gplot data=out; plot x*t=1 xh*t=2/overlay; 天津市高等教育自学考试 模具设计与制造专业 热工基础与应用 综合实验报告 （一）压气机性能实验 主考院校: 专业名称： 专业代码： 学生姓名： 准考证号： 一、活塞式压气机概述 1.活塞式压气机结构及工作原理 （1）活塞式压气机结构 压气机在现代工业以及现代人的生活中被越来越多的广泛应用，不论是汽车上的涡轮增压系统还是航空航天发动机中的涡喷应用，随着技术的不断革新，其结构、性能也在不断的优化、提高。本实验旨在通过对简单形式的压气机，进行结构、工作原理以及性能的实验，以达到验证并深刻理解、掌握热工学课程中所学得的知识并应用于实际生产实践中。 本次实验所用压气机为“活塞式压气机”，现就其结构及特点作简要说明。 活塞式压气机是通用的机械设备之一，是一种将机械能转化为气体势能的机械。 图1.1 活塞式压气机机构简图 图1-2 三维仿真示意图 （2）活塞式压气机工作原理： 电机通过皮带带动曲柄转动，由连杆推动活塞作往复移动，压缩汽缸内的空气达到需要的压力。曲柄旋转一周，活塞往复移动一次，压气机的工作过程分为吸气、压缩、排气三步。 具体为：在气缸内作往复运动的活塞向右移动时，气缸内活塞左腔的压力低于大气压力pa ，吸气阀开启，外界空气吸入缸内，这个过程称为压缩过程。当缸内压力高于输出空气管道内压力p后，排气阀打开。压缩空气送至输气管内，这个过程称为排气过程。 这种结构的压缩机在排气过程结束时总有剩余容积存在。在下一次吸气时，剩余容积内的压缩空气会膨胀，从而减少了吸人的空气量，降低了效率，增加了压缩功。且由于剩余容积的存在，当压缩比增大时，温度急剧升高。特别的是，单级活塞式空压机，常用于需要 0 . 3 — 0 . 7MPa 压力范围的系统。压力超过 0 . 6MPa ，各项性能指标将急剧下降。故当输出压力较高时，应采取分级压缩。分级压缩可降低排气温度，节省压缩功，提高容积效率，增加压缩气体排气量。 活塞式空压机有多种结构形式。按气缸的配置方式分有立式、卧式、角度式、对称平衡式和对置式几种。按压缩级数可分为单级式、双级式和多级式三种。按设置方式可分为移动式和固定式两种。按控制方式可分为卸荷式和压力开关式两种。其中，卸荷式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机不停止运转而通过打开安全阀进行不压缩运转。这种空转状态称为卸荷运转。而压力开关式控制方式是指当贮气罐内的压力达到调定值时，空压机自动停止运转。 二、实验内容 1.实验目的 （1）压气机的压缩指数和容积效率等都是衡量其性能先进与否的重要参数。本实验是利用微机对压气机的有关性能参数进行实时动态采集，经计算处理、得到展开的和封闭的示功图。从而获得压气机的平均压缩指数、容积效率、指示功、指示功率等性能参数。 （2）掌握指示功、压缩指数和容积效率的基本测试方法。 （3）对使用电脑采集、处理数据的全过程和方法有所了解。 2.实验装置及测量系统 本实验仪器装置主要由：压气机、电动机及测试系统所组成。 测试系统包括：压力传感器、动态应变仪、放大器、计算机及打印机， 压气机型号：Z—0.03/7 汽缸直径：D=50mm 活塞行程: L=20mm 连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分 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。 1空压机的概述 1.1 NPT5 空压机的组成结构和工作原理 (1)组成结构 NPT5空气压缩机是一种常用的空气压缩机，目前为止，它也是机车中使用最多的一种空气压缩机。当环境温度小于30 0C时，它能够连续稳定运转。前面也介绍了，它主要用于铁路机车的制动系统，还包括其它的气源部件，如鸣笛等。NPT5是三缸，立式，风冷，两级压缩的活塞式空气压缩机。其结构图如图1所示。 图1空压机的结构图 NPT5主要由运动部件，空气压缩系统，润滑系统和冷却系统组成，下面分别对各个部分作简单的介绍。 1)运动部件 曲轴是空压缩机中很重要的一个部件。原动机经由曲轴带动，使电机的旋转运动转换成活塞的上下来回运动。在曲轴的一端装有油泵的联轴器带动油泵旋转。连杆是受力部件。活塞环是个密封部件，主要负责布油和导热。 2)空气压缩系统 曲轴由原动机带动作规律的旋转，通过连杆使活塞作规律的往复运动。在活塞不断运动的过程中，气缸内工作容积也在随之不断变化。因为气阀的原因，空气也会按照一定规律在运动，从而形成对空气的压缩作用。 3)润滑系统 对于空压机的运行，润滑系统是一个必不可少也非常关键的系统分。NPT5空压机主要是采用压力润滑的解决办法。 4)冷却系统 压缩机的冷却系统是非常有必要的，不然超过了它的运行温度，会导致空压机不能正常的工作。空压机的冷去系统主要包括对压缩空气的冷却和受热机件的冷却。本压缩机采用了强迫通风的冷却装置，结构很简单，主要部件为风扇和冷却器。 ( 2) NPT5空压机的工作原理 电动机通过联轴器将动力输入，然后带动空压机的曲轴按指定的方向作旋转运动。由于 连杆的作用，然后带动装在连杆小端的活塞在气缸内做活塞运动。在活塞的不停运动中，活塞的顶部与气缸之间形成进气和排气的空气压缩过程。气阀的工作原理如图2所示。 图2气阀的工作原理 1.2 NPT5 空压机的主要参数 表1为NPT5 的主要参数 表1 NPT5 的主要参数 2016年热工学实践实验内容 实验3 二氧化碳气体P-V-T 关系的测定 一、实验目的 1. 了解CO 2临界状态的观测方法，增强对临界状态概念的感性认识。 2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识，加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO 2的P-V-T 间关系测定方法。观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化，及经过临界状态时的气液突变现象，测定等温线和临界状态的参数。 二、实验任务 1．测定CO 2气体基本状态参数P-V-T 之间的关系，在P —V 图上绘制出t 为20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。 2．观察饱和状态，找出t 为20℃时，饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。 3．观察临界状态，在临界点附近出现气液分界模糊的现象，测定临界状态参数。 4．根据实验数据结果，画出实际气体P-V-t 的关系图。 三、实验原理 1. 理想气体状态方程：PV = RT 实际气体：因为气体分子体积和分子之间存在相互的作用力，状态参数（压力、温度、比容）之间的关系不再遵循理想气体方程式了。考虑上述两方面的影响，1873年范德瓦尔对理想气体状态方程式进行了修正，提出如下修正方程： ()RT b v v a p =-??? ? ?+2 （3-1） 式中: a / v 2 是分子力的修正项； b 是分子体积的修正项。修正方程也可写成 : 0)(23 =-++-ab av v RT bp pv （3-2） 它是V 的三次方程。随着P 和T 的不同，V 可以有三种解：三个不等的实根；三个相等的实 根；一个实根、两个虚根。 1869年安德鲁用CO 2做试验说明了这个现象，他在各种温度下定温压缩CO 2并测定p 与v ，得到了P —V 图上一些等温线，如图2—1所示。从图中可见，当t >31.1℃时，对应每一个p ，可有一个v 值，相应于（1）方程具有一个实根、两个虚根；当t =31.1℃时，而p = p c 时，使曲线出现一个转折点C 即临界点，相应于方程解的三个相等的实根；当t <31.1℃时，实验测得的等温线中间有一段是水平线（气体凝结过程），这段曲线与按方程式描出的曲线不能完全吻合。这表明范德瓦尔方程不够完善之处，但是它反映了物质汽液两相的性质和两相转变的连续性。 2．简单可压缩系统工质处于平衡状态时，状态参数压力、温度和比容之间有确定的关系，可表示为： F （P ，V ，T ）= 0 实验二压气机的性能 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等是衡量其性能优劣的重要参数，本实验是利用微机对压气机的有关参数进行实时动态采集，经计算处理，得到展开的和封闭的示功图，从而获得其平均压缩指数n、容积效率η ，指示功W c、指示功率P等性能参数。 v 一、实验目的 1．掌握用微机检测指示功，指示功率，压缩指数和容积效率等基本操作测试方法； 2．掌握用面积仪测量不同示功图的面积，并计算指示功，指示功率，压缩指数和容积效率。 3．对微机采集数据和数据处理的全过程和方法有所了解。 二、实验装置及测量系统 本实验装置主要由压气机和与其配套的电动机以及测试系统所组成，测试系统包括压力传感器，动态应变仪，放大器，A/D板，微机，绘图仪及打印机，详见图2-1所示。 1 压气机的型号：Z——0.03/7 气缸直径：D=50mm，活塞行程：L=20mm 连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分 为获得反映压气机性能的示功图，在压气机气缸上安装了一个应变式压力传感器，供实验时输出气缸内的瞬态压力信号，该信号经桥式整流以后送至动态应变仪放大；对应着活塞上止点的位置，在飞轮外侧粘贴着一块磁条，从电磁传感器上取得活塞上止点的脉冲信号，作为控制采集压力的起止信号，以达到压力和曲柄转角信号的同步，这二路信号经放大器分别放大后送入A/D板转换为数值量，然后送到计算机，经计算机处理便得到了压气机工作过程中的有关数据及展开示功图和封闭的示功图，详见图2-2和图2-3。 三、实验原理 1．指示功和指示功率 指示功——压气机进行一个工作过程、压气机所消耗的功W c，显然其值就是P—V图上工作过程线cdijc所包围的面积，即 W W=W?W1?W2×10?5（kgf—m） 式中S——测面仪测定的P—V图上工作过程线所围的面积（mm2） K1——单位长度代表的容积（mm3/mm）；即 W1=WWW2 4WW 1 《统计软件实验报告》SPSS软件的上机实践应用 时间序列分析 数学与统计学学院 一、实验内容： 时间序列是指一个依时间顺序做成的观察资料的集合。时间序列分析过程中最常用的方法是：指数平滑、自回归、综合移动平均及季节分解。 本次实验研究就业理论中的就业人口总量问题。但人口经济的理论和实践表明，就业总量往往受到许多因素的制约，这些因素之间有着错综复杂的联系，因此，运用结构性的因果模型分析和预测就业总量往往是比较困难的。时间序列分析中的自回归求积分移动平均法（ARIMA）则是一个较好的选择。对于时间序列的短期预测来说，随机时序ARIMA是一种精度较高的模型。 我们已辽宁省历年（1969-2005）从业人员人数为数据基础建立一个就业总量的预测时间序列模型,通过spss建立模型并用此模型来预测就业总量的未来发展趋势。 二、实验目的： 1.准确理解时间序列分析的方法原理 2.学会实用SPSS建立时间序列变量 3.学会使用SPSS绘制时间序列图以反应时间序列的直观特征。 4.掌握时间序列模型的平稳化方法。 5.掌握时间序列模型的定阶方法。 6.学会使用SPSS建立时间序列模型与短期预测。 7.培养运用时间序列分析方法解决身边实际问题的能力。 三、实验分析： 总体分析： 先对数据进行必要的预处理和观察，直到它变成稳态后再用SPSS对数据进行分析。 数据的预处理阶段，将它分为三个步骤：首先，对有缺失值的数据进行修补，其次将数据资料定义为相应的时间序列，最后对时间序列数据的平稳性进行计算观察。 数据分析和建模阶段：根据时间序列的特征和分析的要求，选择恰当的模型进行数据建模和分析。 四、实验步骤： SPSS的数据准备包括数据文件的建立、时间定义和数据期间的指定。 SPSS的时间定义功能用来将数据编辑窗口中的一个或多个变量指定为时间序列变量，并给它们赋予相应的时间标志，具体操作步骤是： 1.选择菜单：Date→Define Dates，出现窗口： 收稿日期:1999-01-18;修订日期:1999-04-08 作者简介:张健(1962-),男,航空燃气涡轮研究院研究员,在职博士研究生 第15卷 第1期2000年1月 航空动力学报 Journal of Aerospace Power Vol.15No.1 Jan. 2000 文章编号:1000-8055(2000)01-0027-04 静叶角度调节对压气机性能 影响的试验研究 张 健 任铭林 (航空燃气涡轮研究院,四川江油 6217603) 摘要:本文介绍了通过调节一三级轴流压气机各级静叶角度组合,以改善级间匹配关系,从而来提高压气机性能的试验研究方法和过程。试验结果表明,静叶角度的改变对压气机性能有着极为明显的影响。通过试验,找到了该压气机在设计转速下的一组最佳角度匹配。最高绝热效率提高了7.4个百分点,稳定工作裕度也有了显著的增加。 关 键 词:静叶片;角度;压气机性能中图分类号:V 263.3 文献标识码:A 1 引 言 压气机是对发动机的性能、稳定性、可靠性和成本有极大影响的重要部件,随着发动机技术的发展,要求不断提高压气机的级压比、效率和扩大稳定工作范围。 改善压气机气动设计技术的重要途径是深入了解多级轴流压气机级间匹配的流动机理,摸索各级静叶安装角之间的相互影响,寻找可获得最佳性能的各级静叶角度组合。目前,多级轴流压气机的特性预估方法还难以准确计算出静叶角度变化对多级轴流压气机性能的影响。通过试验调试,加上叶片角度优化程序的辅助计算,从而寻找各 级静叶角度的最佳匹配,仍是现实可行的方法。 作为高性能多级轴流压气机技术研究计划的一部分,我们参考NASA TP-2597技术报告 [1] 和有关资料。研制了一台三级高性能压气机试验件,在燃气涡轮研究院的全台压气机试验台上进行了气动性能试验研究。本文介绍了试验研究的部分工作,即通过调节各级静叶安装角的优化匹配来寻找压气机的最佳性能,以及角度变化对压气机性能的影响。 2 试验设备和试验件 试验设备:试验设备为敞开节流式轴流压气机试车台,其结构简图见图1所示。空气通过防尘 图1 试验器结构简图(1.防尘网2.流量测量管3.进气节气门4.稳压箱5.齿轮增速器 6.排气道 7.排气收集器 8.排气节气门 9.动力装置) 制冷压缩机性能测试实验 一、实验目的 通过制冷压缩机实际运行测试实验，使学生了解并掌握以下内容： 1、制冷压缩机制冷量的测试方法； 2、蒸发温度、冷凝温度与制冷量的关系； 3、制冷系统主要运行参数及其相互之间的影响； 4、有关测试仪器、仪表的使用方法； 5、测试数据处理及误差分析方法。 二、实验原理 1、制冷压缩机的性能随蒸发温度和冷凝温度的变化而变化，因此需要在国家标准规定的工况下进行制冷压缩机的性能测试。 2、压缩机的性能可由其工作工况的性能系数COP 来衡量： Q COP W = 式中，0Q 为压缩机的制冷量； W 为压缩机输入功率。 3、在一个确定的工况下，蒸发温度、冷凝温度、吸气温度以及过冷度都是已知的。这样，对于单级蒸气压缩式制冷机来说，其循环p-h 图如图3 所示。 图3 图中，1点为压缩机吸气状态；4-5为过冷段。 在特定工况下，压缩机的单位质量制冷量是确定的，即：015q h h =- 。这样只要测得流经压缩机的制冷剂质量流量m G ，就可计算出压缩机的制冷量，即 0015()m m Q G q G h h =?=?- 4、压缩机的输入功率：开启式压缩机为输入压缩机的轴功率，封闭式（包括半封闭式和全封闭式）压缩机为电动机输入功率。 三、实验设备 整个实验装置由制冷系统及换热系统、参数测量采集和控制系统共三部分组成： 1、制冷系统采用全封闭涡旋式制冷压缩机，蒸发器为板式换热器，冷凝器为壳管式换热器，节流装置为电子膨胀阀。 1.1冷却水换热系统由冷却水泵、冷却水塔、调节冷凝器进水温度的恒温器和水流量调节阀门及管路组成； 1.2冷媒水换热系统由冷媒水泵、调节蒸发器进水温度的恒温器、调节水流量的阀门组成； 2、六个绝对压力变送器、十个PT100温度传感器、两个涡轮流量变送器分别对应原理图位置及安捷伦34970型数据采集仪和压缩机性能测试软件； 3、控制系统：通过三块山武SCD36数字调节器分别根据设定值与实测值的差值来调节冷却水、冷媒水的加热量和电子膨胀阀的开度，将机组运行控制在设定工况允许的范围内。 图4 四、实验方法 制冷工况由两个主要参数来决定，即蒸发温度和冷凝温度，制冷压缩机性能测试的国家工况名称 蒸发温度 ℃ 冷凝温度 ℃ 吸气温度 ℃ 标准工况 -15 +30 +15±3 最大压差工况 -30 +50 最大轴功率工况 +10 +50 空调工况（水冷） +5 +35 空调工况（风冷） +5 +55 试验工况的稳定与否，是关系到测试数据是否准确的关键问题，工况稳定的标志是主要的测试参数都不随时间变化。调节时需要特别地耐心、细致。 实际试验中是根据吸气压力来确定蒸发温度，冷凝温度是根据排气压力来确定。如果吸气温度也达到稳定，表明制冷量也达到稳定。本装置是通过： 1、调整冷却水流量和温度来稳定压缩机的排气压力； 2、调整冷媒水流量和温度来稳定压缩机的吸气温度； 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?个采样点活塞在气缸中的位移s 为 ()???? ??? ????? ??α--+α-=2 2sin )L r (11r L cos 1r s 式中 α ─ 曲轴（曲柄）的转角，n 360i ?=α（?＝0，1，2，…，n ） r ─ 曲轴（曲柄）半径，本实验 r ＝57mm 实验一、飞行原理实验 （一）实验目的 1．熟悉风洞的功用和典型构造； 2．通过烟风洞实验观察模型的气流流动情况； 3．通过低速风洞的吹风实验了解升力与迎角、相对速度之间的关系； 4．通过对不同的飞机模型进行吹风实验掌握飞机的稳定性和操纵性。 （二）实验内容 1．观察翼型模型或飞机模型在烟风洞中的气流流动情况； 2．观察飞机模型的迎角大小和相对速度对升力的影响规律； 3．观察飞机模型在受到扰动失衡之后如何自动恢复到平衡状态； 4．观察飞机模型通过操纵设备来改变飞机的哪些飞行状态。 （三）实验设备 实验设备主要包括：直流式低速风洞、烟风洞、以及各种不同类型的飞机吹风模型教具。如图1-1所示是烟风洞构造示意图。烟风洞也是一种低速风洞，主要用于形象地显示出环绕实验模型的气流流动的情况，使观察者可以清晰地看出模型的流线谱，或拍摄出流线谱的照片。 1-发烟器；2-管道；3-梳状管；4-实验段；5-沉淀槽；6-烟量开关； 7-烟速调整纽；8-模型迎角调整纽；9-发烟器及照明开关 图1-1 烟风洞构造示意图 烟风洞一般由风洞本体、发烟器、风扇电动机和照明设备等组成。风洞的剖面呈矩形，为闭口直流式。烟从发烟器1产生，沿管道2流向梳状管3（很多并列的细管），烟雾通过梳状管形成一条条细的流线，流线流过实验段4时，就可以观察气流流过模型时的流动情况。烟雾流过实验段后流人沉淀槽5，最后流到风洞的外面。发烟器底部装有电加热器，把注入的矿油点燃而发烟。为了看得更清楚或方便摄影，风洞实验段后壁常漆成黑色，并用管状的电灯来照明。 如图1-2所示是一种简单的直流式风洞的构造示意图。风洞的人造风是由风扇旋转式产生的，风扇由电动机带动，调整电动机的转速，可以改变风洞中气流的流速。 压气机的性能 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等是衡量其性能优劣的重要参数，本实验是利用微机对压气机的有关参数进行实时动态采集，经计算处理，得到展开的和封闭的示功图，从而获得其平均压缩指数n、容积效率，指示功、指示功率P等性能参数。 一、实验目的 1．掌握用微机检测指示功，指示功率，压缩指数和容积效率等基本操作测试方法； 2．掌握用面积仪测量不同示功图的面积，并计算指示功，指示功率，压缩指数和容积效率。 3．对微机采集数据和数据处理的全过程和方法有所了解。 二、实验装置及测量系统 本实验装置主要由压气机和与其配套的电动机以及测试系统所组成，测试系统包括压力传感器，动态应变仪，放大器，A/D板，微机，绘图仪及打印机，详见图2-1所示。 压气机的型号：Z——0.03/7 气缸直径：D=50mm，活塞行程：L=20mm 连杆长度：H=70mm，转速：n=1400转/分 为获得反映压气机性能的示功图，在压气机气缸上安装了一个应变式压力传感器，供实验时输出气缸内的瞬态压力信号，该信号经桥式整流以后送至动态应变仪放大；对应着活塞上止点的位置，在飞轮外侧粘贴着一块磁条，从电磁传感器上取得活塞上止点的脉冲信号，作为控制采集压力的起止信号，以达到压力和曲柄转角信号的同步，这二路信号经放大器分别放大后送入A/D板转换为数值量，然后送到计算机，经计算机处理便得到了压气机工作过程中的有关数据及展开示功图和封闭的示功图，详见图2-2和图2-3。 三、实验原理 1．指示功和指示功率 指示功——压气机进行一个工作过程、压气机所消耗的功，显然其值就是P—V图上工作过程线cdijc 所包围的面积，即 式中S——测面仪测定的P—V图上工作过程线所围的面积（mm2） K1——单位长度代表的容积（mm3/mm）；即 L——活塞行程（mm）； ——活塞行程的线段长度（mm）； ——单位长度代表的压力（at/mm）； ——压气机排气工作时的表压力（at）； ——表压力在纵坐标上对应的高度（mm）； P——指示功率，即：单位时间内压气机所消耗的功，可用下式表示： 式中N——转速（转/分）。 2．平均多变压缩指数 压气机的实际压缩过程介于定温压缩与定熵压缩之间，即多变指数n的范围为，因为多变过程的技术功是过程功的n倍，所以n等于P—V图上压缩过程线与坐标轴围成的面积同压缩过程线与横坐标轴围成的面积之比，即： 3．容积效率（） 由容积效率的定义得： 活塞式压缩机性能测定 实验指导书 V3.0 北京化工大学 活塞式压缩机性能测定实验 一、实验目的 1.活塞式压缩机性能曲线测试 压力比—排气量曲线（ε— Q ） 压力比—轴功率曲线（ε— Ne ） 压力比—效率曲线（ε—η） 2.活塞式压缩机闭式示功图 3.实验数据、实验曲线的显示存储和打印。 二、实验设备 1．实验装置如图1所示。 2．压缩机性能参数： 1）型号：TA-80型一级三缸风冷移动式空气压缩机； 2) 气缸直径：D=80毫米×3个 3) 活塞行程：S=60毫米 =0.5立方米／分(额定工况下) 4) 排气量：Q 5) 轴功率：Nz<4千瓦(额定工况下) 6) 回转速：n=875 rpm =0.8 Mpa(表) 7) 额定排气压力：P 2 3．三相交流异步电动机型号：Y112M-2FSY 1) 额定功率 4 kW 2) 转速 875 rpm 3) 额定电压 V=380V 4) 额定电流 I=8.2A 5) 频率 50Hz 6) 电机效率η=0.882 7) 功率因数 cosφ=0.88 =97％ 8) 皮带传动效率η C 4．辅助装置 1) 控制箱和操作台 2) 储罐：容积V=0.17米3；直径D=400毫米长度L=1.7米 3) 低压箱及喷嘴喷嘴直径d=9.52 mm 4) 导管及调节阀 5．主要测量仪器及仪表 1）喷嘴流量测量装置 2）差压变送器 3）压力变送器 4）温度变送器 5）磁电式齿轮转速传感器 图1 空气压缩机性能实验装置简图 1．喷嘴 2．差压变送器 3．温度变送器 4．出口调节阀 5．压力变送器 6．压力变送器 7．气缸 8．电动机 9.电气控制箱 10.储气罐 三、实验步骤 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。 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：此时不得转动储气罐出口调节阀）。 四、压缩机参数计算 1．实测排气量计算 河南工程学院课程设计 《时间序列分析课程设计》学生姓名学号： 学院：理学院 专业班级： 专业课程：时间序列分析课程设计指导教师： 2017年 6 月 2 日 目录 1. 实验一澳大利亚常住人口变动分析..... 错误!未定义书签。 实验目的............................................... 错误!未定义书签。 实验原理............................................... 错误!未定义书签。 实验内容............................................... 错误!未定义书签。 实验过程............................................... 错误!未定义书签。 2. 实验二我国铁路货运量分析........... 错误!未定义书签。 实验目的............................................... 错误!未定义书签。 实验原理............................................... 错误!未定义书签。 实验内容............................................... 错误!未定义书签。 实验过程............................................... 错误!未定义书签。 3. 实验三美国月度事故死亡数据分析...... 错误!未定义书签。 实验目的............................................... 错误!未定义书签。 实验原理............................................... 错误!未定义书签。 实验内容............................................... 错误!未定义书签。 实验过程............................................... 错误!未定义书签。课程设计体会 ............................ 错误!未定义书签。 制冷压缩机性能测试实验 试验台简介 本试验台采用图1所示系统，通过阀门的转换，可进行制冷压缩机性能测试实验、冷水机组性能实验、水-水换热器性能实验和水泵性能实验。 制冷压缩机性能实验系统由压缩机、冷凝器、蒸发器、电子膨胀阀、恒温器电参数仪等设备组成。压缩机吸气压力、吸气温度、排气压力分别控制在国家标准规定的状态下。吸气温度由恒温器2调节蒸发器冷媒水进口温度T9控制，吸气压力由电子膨胀阀控制，排气压力由恒温器1调节冷凝器冷却水进口温度T7控制。压缩机的实际制冷量由通过蒸发器的冷媒水进出口温度和流量测出，冷凝换热量由通过冷凝器的冷却水进出口温度及流量测得。由此得到压缩机的主辅测质量流量，进而计算出标准工况下的主辅侧制冷量。压缩机的输入功率由电参数仪测得。在制冷系统内部安装多个压力和温度测点，可以方便地确定系统内部的状态。 冷水机组性能实验系统，由压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、恒温器等设备组成。实验时，可以设置不同的冷媒水和冷却水温度。冷水机组冷媒水进口温度通过调节恒温器2中的电加热器控制，冷却水进口温度通过调节恒温器1中的电加热器控制，而出口温度则通过阀门调节。冷水机组的输入功率通过电参数仪表测得。冷水机组的制冷量由通过蒸发器的冷媒水进出口温度和流量测出，冷凝换热量由通过冷凝器的冷却水进出口温度及流量测得。同时在系统中加入了相应的温度和压力测点，可以使学生能更加深入地了解冷水机组的工作特性。 水－水换热器性能实验系统，由冷水机组、恒温器、流量计、水泵等设备组成。冷热侧流体分别通过冷水机组和恒温器1获得。换热器冷侧和热侧流体进口温度分别通过恒温器2和恒温器1控制。通过测量换热器两侧流体进出口温度和两侧的流量，可以求出换热量，在已知换热面积的前提下，可以求出换热器的换热系数K。 水泵性能实验系统，由水泵、流量计、电参数仪等设备组成。水泵的流量通过流量计测得，水泵的扬程通过水泵进出口压力变送器测得。在水泵的出口处设立调节阀，通过改变阀门的开度来改变水泵进口处的参数，获得水泵变工况运行特性曲线。 第三章平稳时间序列分析 选择合适的模型拟合1950-2008年我国邮路及农村投递线路每年新增里程数序列，见表1： 表1 1950-2008年我国邮路及农村投递线路每年新增里程数序列 一、时间序列预处理 （一）时间序列平稳性检验 1.时序图检验 （1）工作文件的创建。打开EViews6.0软件，在主菜单中选择File/New/Workfile, 在弹出的对话框中，在Workfile structure type中选择Dated-regular frequency（时间序列数据），在Date specification下的Frequency中选择Annual(年度数)，在Start date中输入“1950”（表示起始年 份为1950年），在End date中输入“2008”（表示样本数据的结束年份为2008年），然后单击“OK”，完成工作文件的创建。 （2）样本数据的录入。选择菜单中的Quick/Empty group(Edit Series)命令，在弹出的Group对话框中，直接将数据录入，并分别命名为year（表示年份），X（表示新增里程数）。 （3）时序图。选择菜单中的Quick/graph…，在弹出的Series List中输入“year x”,然后单击“确定”，在Graph Options中的Specifi中选择“XYLine”,然后按“确定”，出现时序图，如图1所示： 图1 我国邮路及农村投递线路每年新增里程数序列时序图从图1中可以看出，该序列始终在一个常数值附近随机波动，而且波动的围有界，因而可以初步认定序列是平稳的。为了进一步确认序列的平稳性，还需要分析其自相关图。 2.自相关图检验 选择菜单中的Quick/Series Statistics/Correlogram...,在Series Name 中输入x（表示作x序列的自相关图），点击OK，在Correlogram Specification 中的Correlogram of 中选择Level，在Lags to include中输入24，点击OK，得到图2： 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。另外在压气机飞轮上安装感应头，用接近开关产生曲轴转角所对应的活塞下止点的脉冲信号；下止点两次脉冲信号用来控制数据采集的始末，以达到压力和活塞位置两信号的同步。计算机采集板实时采集这两个信号，经过数据处理即可得到压气机的实际示功图。航空发动机试验测试技术
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