往复活塞式压缩机性能测定实验
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。
图1－2压力差、热电阻、排气压力传感器安装图
1-排气截止阀2-压力传感器3-压力表4-压差传感器5-压差截止阀
6-引压管7-喷嘴8-排气管9-热电阻安放管
(1)排气压力传感器。在与储气罐相连接的排气管上，在排气截止阀前端安装压力传感器2来测量排气压力，传感器的型号为ADS-C，量程为1MPa。
(2)喷嘴前后压差传感器。该传感器4选用ADS—C型压差传感器，量程为25KPa。在喷嘴前端的排气管上有两根嵌入排气管内的铜管，见图1－2。一根在排气管内的一端封闭，用于安装热电阻。另一根在排气管内的一端开口，排气管外的一端与截止阀5相连，截止阀与压差传感器的一个接头相连，传感器的另一接头暴露在大气中。压差传感器测量的是气体通过喷嘴时，喷嘴前后的压差，因为气体通过喷嘴后进入大气。
(3)测温热电阻传感器。有两个测温热电阻传感器，型号均为Ptl00，规格为5×100mm。一个安放在大气中，用于测量环境温度，另一个安装在排气管内的热电阻安放管9内，用于测量排气温度。
3．活塞压缩机的示功图测试原理
通过安装在一级气缸吸气阀上的一只压力传感器，将一级气缸内的压力转换为电压信号，并输送到测试仪中通过电桥转换和信号放大，然后进入计算机，经过采集和A／D转换变为数字信号，通过软件的处理和标定系统，还原为压力值。在一个压缩循环中，通过测转速的脉冲信号来获得初始采集点，当测得的脉冲信号值最大时，活塞刚好运动到外止点，亦即膨胀开始点，这时开始进行示功图采集。
计算机共采集720个点的数据，即相当于曲柄转角每隔0．5度采集一个压力值。这720个压力值与通过活塞位移计算公式计算获得的720个位移值相对应。
式中：
θ：曲柄转角，rad;
λ：径长比λ=r/l;
r：曲柄半径，mm;
l：连杆长度，mm.
通过计算机软件画出往复活塞式压缩机示功图，并显示到计算机的屏幕上。同时，通过对示功图进行数值积分，求出示功图所代表的指示功率，并在计算机上显示出来。
4．测试仪原理
由上述传感器所得到的测量信号接入测试仪，进行变换、放大、滤波和调整处理，以适合A／D数据转换。在测试仪中，由热电阻测定的环境温度和排气温度信号经过电桥的变换，将电阻信号转换成电压信号，电压信号通过放大器三级电压放大后，进行阻抗变换，滤去交流成分和噪音信号，接入数字表进行数字显示，同时进行幅值调整后，送入A／D转换器，由计算机进行数据采集、处理。
排气压力传感器、气缸内压力传感器和喷嘴前后压力差传感器，在传感器内已经接好电桥回路，只需供给稳定的电桥电压，其输出即为与压力或压差成正比的电压信号，该信号经过集成运算放大器的三级电压放大后，进行阻抗变换，滤去交流成分和噪音信号，幅值调整后，送入A／D转换器，由计算机进行数据采集处理。
四、实验操作步骤
步骤：
1．开启计算机，启动计算机压缩机测试软件，选择学习选项，学习了解压缩机结构，工作原理和压缩机参数测试原理。打开压缩机参数测试仪。
2．检查缸内压力传感器和压差传感器阀门，保证在关闭状态。排气压力传感器阀门在打开状态。
3．接通冷却水系统，保证冷却水在整个实验过程中畅通无阻。
4．启动压缩机，待压缩机转速达到正常后，检查润滑油压力表，保证油压为0.2MPa，如果偏离此值，要进行调整。如果油压为0，要马上停止压缩机，查找原因。
5．逐渐关小排气节流阀(大阀门)，并由排气压力表观察排气压力，缓慢升高排气压力，待排气压力达到0.4MPa后，稳定10-15分钟。
6．打开压力传感器和压差传感器阀门。
7．在计算机上进入实验选项，按软件说明书进行参数测试。并将实验数据存入磁盘保存。
8．参数测试完成后，关闭压力传感器和压差传感器阀门。
9．重复步骤5—8，分别在排气压力为0．5和0．55MPa下进行参数测试。
10．卸压过程，逐渐打开排气节流阀(大阀门)，缓慢将压缩机排气压力降到0MPa后，停止压缩机。
11．将排气压力传感器和压差传感器阀门打开。然后再关闭。以泄放封闭住的压力。
12．关闭冷却水，收起冷却水管。
13．接通打印机，将实验数据打印出来。
注意：
当排气压力低于0．4MPa时，不许对排气量进行测试，即不许打开压差计，以免损坏压差计。
问题：
1．画出实验所用的压缩机结构简图，并说明主要部件的作用。
2．叙述测量中所得的参数，温度、压力和压差测试时，常用的传感器类型和种类，测量原理，需要配接何种测量电路(或二次仪表)。
3．根据测量得到的环境温度、排气温度、排气压力和喷嘴前后压力差，手工计算排气量，并与测试装置测量得到的排气量进行比较，分析误差的大小及产生的原因。
4．画出实验软件功能的层次结构图。
五、实验注意事项
1．实验前必须了解压缩机的结构、型号、主要技术性能参数及测试装置流程，并仔细检查装置中各仪器是否完整无损，开机必须遵照压缩机操作规程。
2．压缩机运转后，至少运转30分钟，并使压力保持稳定后，才可开始测试。
3．示功图采用测试仪获得。
六、实验思考题
1．画出实验所用的压缩机结构简图，并说明主要部件的作用。
2．叙述测量中所得的参数，测试温度、压力和压差时，常用的传感器类型和种类，测量原理，需要配接何种测量电路(或二次仪表)。
3．根据测量得到的环境温度、排气温度、排气压力和喷嘴前后压力差，手工计算排气量，并与测试装置测量得到的排气量进行比较，分析误差的大小及产生的原因。
4．画出实验软件功能的层次结构图。
6．叙述转速测量常用的传感器种类，测量原理，需要配接何种测量电路(或二次仪表)。
7．分析说明测试系统中是如何确定活塞的内止点的。
8．根据测量得到的示功图，手工计算指示功，并与测试装置显示的指示功进行比较，分析误差的大小及产生的原因。
9．试画出压缩机几个典型故障的示功图。
活塞连杆组
阀板组装动画
实验一 往复活塞式压缩机性能测定实验
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。
二、实验仪器、设备、工具和材料 压力传感器
差压传感器温度传感器前置转换器
转速传感器测试微机显示器前置转换器
低压箱排污阀余隙缸飞轮气缸
温度计喷嘴压力表截止阀调节阀储气罐 U型差压计
图1－1往复活塞式压缩机性能测定实验装置简图
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
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：
11036.353610026式--?=-T p H T CD q V
式中：
q V ：压缩机的排气量，m 3／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，mmH 20；
p 0：吸入气体的绝对压力，Pa ；
T 0：压缩机吸入气体的绝对温度，K ；
T 1：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T 0、排出气体温度T 1、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。
图1－2 压力差、热电阻、排气压力传感器安装图
1-排气截止阀 2-压力传感器 3-压力表 4-压差传感器 5-压差截止阀 6-引压管 7-喷嘴 8-排气管 9-热电阻安放管
(1)排气压力传感器。在与储气罐相连接的排气管上，在排气截止阀前端安装压力传感
器2来测量排气压力，传感器的型号为ADS-C ，量程为1MPa 。
(2)喷嘴前后压差传感器。该传感器4选用ADS —C 型压差传感器，量程为25KPa 。在喷嘴前端的排气管上有两根嵌入排气管内的铜管，见图1－2。一根在排气管内的一端封闭，用于安装热电阻。另一根在排气管内的一端开口，排气管外的一端与截止阀5相连，截止阀与压差传感器的一个接头相连，传感器的另一接头暴露在大气中。压差传感器测量的是气体通过喷嘴时，喷嘴前后的压差，因为气体通过喷嘴后进入大气。
(3)测温热电阻传感器。有两个测温热电阻传感器，型号均为Ptl00，规格为5×100mm 。一个安放在大气中，用于测量环境温度，另一个安装在排气管内的热电阻安放管9内，用于测量排气温度。
3．活塞压缩机的示功图测试原理
通过安装在一级气缸吸气阀上的一只压力传感器，将一级气缸内的压力转换为电压信号，并输送到测试仪中通过电桥转换和信号放大，然后进入计算机，经过采集和A ／D 转换变为数字信号，通过软件的处理和标定系统，还原为压力值。在一个压缩循环中，通过测转速的脉冲信号来获得初始采集点，当测得的脉冲信号值最大时，活塞刚好运动到外止点，亦即膨胀开始点，这时开始进行示功图采集。
计算机共采集720个点的数据，即相当于曲柄转角每隔0．5度采集一个压力值。这720个压力值与通过活塞位移计算公式计算获得的720个位移值相对应。
()[]()[]()22cos 14cos 1360cos cos －－式θλ
θθβ-+-=-+-+=r r l r l x
式中：
θ：曲柄转角，rad;
λ：径长比λ=r/l;
r ：曲柄半径，mm;
l ：连杆长度，mm.
通过计算机软件画出往复活塞式压缩机示功图，并显示到计算机的屏幕上。同时，通过对示功图进行数值积分，求出示功图所代表的指示功率，并在计算机上显示出来。
4．测试仪原理
由上述传感器所得到的测量信号接入测试仪，进行变换、放大、滤波和调整处理，以适合A ／D 数据转换。在测试仪中，由热电阻测定的环境温度和排气温度信号经过电桥的变换，将电阻信号转换成电压信号，电压信号通过放大器三级电压放大后，进行阻抗变换，滤去交流成分和噪音信号，接入数字表进行数字显示，同时进行幅值调整后，送入A ／D 转换器，由计算机进行数据采集、处理。
排气压力传感器、气缸内压力传感器和喷嘴前后压力差传感器，在传感器内已经接好电桥回路，只需供给稳定的电桥电压，其输出即为与压力或压差成正比的电压信号，该信号经过集成运算放大器的三级电压放大后，进行阻抗变换，滤去交流成分和噪音信号，幅值调整后，送入A ／D 转换器，由计算机进行数据采集处理。
图1－3测试仪原理图
四、实验操作步骤
1．开启计算机，启动计算机、压缩机测试软件，选择学习选项，学习了解压缩机结构，工作原理和压缩机参数测试原理。打开压缩机参数测试仪。
2．检查缸内压力传感器和压差传感器阀门，保证阀门处于关闭状态。排气压力传感器阀门处于打开状态。
3．接通冷却水系统，保证冷却水在整个实验过程中畅通无阻。
4．启动压缩机，待压缩机转速达到正常后，检查润滑油压力表，保证油压为0.2MPa，如果偏离此值，要进行调整。如果油压为0，要马上停止压缩机，查找原因。
5．逐渐关小排气节流阀(大阀门)，并由排气压力表观察排气压力，缓慢升高排气压力，待排气压力达到0.4MPa后，稳定10-15分钟。
6．打开压力传感器和压差传感器阀门。
7．在计算机上进入实验选项，按软件说明书进行参数测试，并将实验数据存入磁盘保存。
8．参数测试完成后，关闭压力传感器和压差传感器阀门。
9．重复步骤5—8，分别在排气压力为0．5MPa和0．55MPa下进行参数测试。
10．卸压过程：逐渐打开排气节流阀(大阀门)，缓慢将压缩机排气压力降到0MPa后，停止压缩机。
11．将排气压力传感器和压差传感器阀门先打开，然后再关闭，以泄放封闭住的压力。
12．关闭冷却水，收起冷却水管。
13．接通打印机，将实验数据打印出来。
注意：当排气压力低于0．4MPa时，不许对排气量进行测试，即不许打开压差计，以
免损坏压差计。
五、实验注意事项
1．实验前必须了解压缩机的结构、型号、主要技术性能参数及测试装置流程，并仔细检查装置中各仪器是否完整无损，开机必须遵照压缩机操作规程。
2．压缩机运转后，至少运转30分钟，并使压力保持稳定后，才可开始测试。
3．示功图采用测试仪获得。
六、实验报告
1．画出实验所用的压缩机结构简图，并说明主要部件的作用。
2．叙述测量中所得的参数，测试温度、压力和压差时，常用的传感器类型和种类，测量原理，需要配接何种测量电路(或二次仪表)。
3．根据测量得到的环境温度、排气温度、排气压力和喷嘴前后压力差，手工计算排气量，并与测试装置测量得到的排气量进行比较，分析误差的大小及产生的原因。
4．画出实验软件功能的层次结构图。
6．叙述转速测量常用的传感器种类，测量原理，需要配接何种测量电路(或二次仪表)。
7．分析说明测试系统中是如何确定活塞的内止点的。
8．根据测量得到的示功图，手工计算指示功，并与测试装置显示的指示功进行比较，分析误差的大小及产生的原因。
9．试画出压缩机几个典型故障的示功图。
编写人：蔡克霞
YUYJD55制冷压缩机性能测试实训装置
YUY-JD55制冷压缩机性能测试实训装置 实 验 指 书 导 上海育仰科教设备有限公司
一、实验目的 1、了解压缩机性能测定的原理及方法； 2、了解压缩式制冷的循环流程及各组成设备； 3、测定蒸气压缩式制冷循环的性能； 4、理解与认识回热循环； 5、比较单级压缩制冷机在实际循环中有回热与无回热性能上的差异； 6、熟悉实验装置的有关仪器、仪表，掌握其操作方法。 二、实验原理 1、单级压缩制冷机的理论循环 图1显示了压力－比焓图上单级蒸气压缩制冷机的理论循环。压缩机吸入的是以点1表示的饱和蒸气，1－2表示制冷剂在压缩机中的等熵压缩过程；2－3表示制冷剂在冷凝器中的等压放热过程，在冷却过程22'-中制冷剂与环境介质有温差，放出过热热量，在冷凝过程32'-'中制冷剂与环境介质无温差，放出比潜热，在冷却和冷凝过程中制冷剂的压力保持不变，且等于冷凝温度T K 下的饱和蒸气压力P K ；（33-'）是液态再冷却放出的热量；3－4表示节流过程，制冷剂在节流过程中压力和温度都降低，且焓值保持不变，进入两相区；4－1表示制冷剂在蒸发器中的蒸发过程，制冷剂在温度T 0、饱和压力P 0保持不变的情况下蒸发，而被冷却物体或载冷剂的温度得以降低。 图 1
2、有回热的单级蒸气压缩制冷理论循环 为了使膨胀阀前液态制冷剂的温度降得更低（即增加再冷度），以便进一步减少节流损失，同时又能保证压缩机吸入具有一定过热度的蒸气，可以采用蒸气回热循环。 图3示为来自蒸发器的低温气态制冷剂1，在进入压缩机前先经过一个热交换器——回热器。在回热器中低温蒸气与来自冷凝器的饱和液体3进行热交换，低温蒸气1定压过热到状态1'，而温度较高的液体3被定压再冷却到状态3'，回热循环1'—2'—3—3'—4'—1—1'中，3—3'为液体的再冷却过程，过热后的蒸气温度称为过热温度，过热温度与蒸发温度之差称为过热度。 根据稳定流动连续定理，流经回热器的液态制冷剂和气态制冷剂的质量流量相等。因此，在对外无热损失情况下，每公斤液态制冷剂放出的热量应等于每公斤气态制冷剂吸收的热量。也就是说，单位质量制冷剂再冷却所增加的制冷能力△q0（面积b'4'4bb'）等于单位质量气体制冷剂所吸收的热量△q（面积a11'a'a）。由于有了回热器，虽然单位质量制冷能力有所增加，但是，压缩机的耗功量也增加了△w0（面积11'2'21）。因此，回热式蒸气压缩制冷循环的理论制冷系数有可能提高，也有可能降低，应具体分析。 图3 采用回热器的优点： （1）对于一个给定的制冷量，制冷剂流量减少。 （2）在液体管路上气化的可能性减少（特别是在管路较长的情况下）。 （3）在压缩机的吸气管道上，可减少吸入外界热量。 （4）在压缩机吸气口消除液滴，防止失压缩。
空压机的性能检测
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
第二章往复式压缩机热力学基础
第二章往复式压缩机热力学基础 1.教学目标 1.掌握理想气体状态方程式和热力学过程方程式。 2.了解压缩机的工作循环。 3.理解压缩机的排气量及其影响因素。 4.掌握压缩机的功率和效率的计算。 5.了解压缩机的多级压缩过程。 2.教学重点和难点 1.理想气体状态方程式和热力学过程方程式。 2.压缩机的工作循环。 3.压缩机的功率和效率的计算。 3.讲授方法 多媒体教学 正文 2.1 理想气体状态方程式和热力过程方程式： 2.1.1 理想气体的热力状态及其状态参数 压缩机运转时，汽缸内气体的热力参数状态总是周期不断的变化，所以要研究压缩机的工作，首先就得解决如何定量描述气体的状态以及如何确定状态变化的过程。实际上，这也是研究气体热力学必须首先解决的问题。气体在各种不同热力状态下的特性，一般都是通过气体状态参数来说明。 2.1.1.1基本热力状态参数 1.温度在热力学中采用绝对温标°K为单位。绝对温标以纯水三相点的绝对温度273.16°K（计算时取273°K）作为基准，只有绝对温度才是气体的状态参数，与常用的摄氏百度温标℃应加以区别。 2.压力在热力学中规定绝对压力为状态参数，与一般的表压力应加区别。
3.比容比容是指每单位重量气体所占有的容积，以v表示。比容的倒数称为重度，以γ表示。 2.1.1.2 导出状态参数 1.内能气体的内能与温度及比容间存在一定的函数关系。当忽略气体分子间的作用力和气体分子本身所占有的体积时，内能可认为是温度的单值函数。内能一般用u表示。 2.焓为了便于计算，有时把一些经常同时出现的状态参数并在一起构成一个新的状态参数。例如在流动系统中，常把内能u和压力p、比容v的乘积pv 相加组成一个新的状态参数i，称为“焓”。即： i=u+Apv , kcal/kg 式中u------内能，kcal/kg; p------压力，kgf/cm2 v------比容，m3/kg A------功热当量，A=1/427kcal/kg f·m 3.熵熵也是导出状态参数，根据热力学第二定律，对于可逆过程的熵变，与温度及过程进行时的热量交换有关，其关系式为： dq=Tds.kcal/kg 式中q---单位重量气体与外界交换的热量，kcal/kg; T---交换热量时的瞬时绝对温度，°K s-----单位质量气体的熵值，kcal/kg·°K 2.1.2理想气体状态方程式 所谓理想气体时不考虑气体分子之间的作用力和分子本身所占有的体积的气体，实际上自然界中并不存在真正的理想气体，不过当气体压力远低于临界压力，温度远高于临界温度的时候，都相当符合理想气体的假定。 对于1kg气体而言，理想气体的压力、比容和温度之间的关系为： pv=RT (2-1) 式中p-----理想气体的绝对压力，kgf/m3; v-----理想气体的比容，m3/kg; T-----理想气体的绝对温度，°K； R----气体常数，kgf·m/kg·°K。 对于G(kg)气体，若其总体积为V(V=G·v),其关系式为： Pv=GRT (2-2) 式2-1及式2-2即为理想气体状态方程式。
实验实训12 空调压缩机的性能测试实验
实验实训12 空调压缩机的性能测试实验 一、测试原理 压缩机制冷量定义为试验直接测得的流经压缩机的制冷剂流量乘以压缩机吸气口的制冷剂气体比焓与排气口压力对应的膨胀阀前制冷剂液体比焓的差值。本压缩机性能测试系统采用第二制冷剂量热器法对压缩机的制冷量进行测试，其构造为蒸发器盘管悬置在一压力容器上部，下面是第二制冷剂液体，电加热器安装在第二制冷剂液面下，用电加热量平衡压缩机制冷量，用电加热量去计算出流经压缩机的流量。 二、设备概述 本测试系统由水冷冷凝器、储液器、膨胀阀、过冷器、量热器（第二制冷为环保制冷剂R123）、控制系统、测量系统。 1. 控制系统需控制五个参数，分别为压缩机吸气温度、压缩机吸气压力、过冷温度、压缩 2. 测量系统由五个压力变送器、四支PT100铂电阻及数据记录仪DA100及测试程序组成，各传感器及DA100配置如下表： 三、测试软件使用说明 压缩机测试平台软件是整个测试平台的终端软件，用来采集、处理、保存测试数据，以及
生成测试报告。 1．界面功能介绍 整个界面可以分为菜单、状态栏、调节器控制显示、实时数据图形显示、计算数据显示、功能选择按钮、页面显示选择和通讯状态指示栏，共8个部分。 菜单包括所有功能选择按钮的功能，同时包括高级控制功能和不常使用的功能； 状态栏用来指示当前系统的工作状态，用于提示； 调节器控制显示用于显示调节器当前的工作状态，和设定调节器的输出值； 实时数据图形显示用来显示实时数据和整个过程的数据变化状况； 计算数据显示用来显示瞬态计算数据； 功能选择按钮用来选择不通的功能，控制测试平台的工作以及查看设定相关数据； 页面显示用来选择实时数据的显示方式； 通讯状态指示栏用来显示上位机(PC)和下位机(数据采集仪DA100、调节器UT350、可编程控制器PLC、压缩机电量采集仪8902F、量热器电量采集仪8905F)的通讯状态； 2．菜单 菜单包括系统、系统设置、数据处理和帮助四个一级菜单，每个菜单都有相应的子菜单。 2.1 系统菜单 系统菜单主要用于管理系统用户和控制测试开始、停止和退出，如下图所示： 高级用户登陆用于系统权限管理，高级用户登陆后可以使用用 户管理、硬件配置等高级功能。如右图所示，在未登陆前，用户 无权限进行用户管理，同时也无权限对硬件进行配置(系统设置菜 单内容)，快捷键(Ctrl+L)。 用户管理用来管理使用该平台用户的权限，快捷键(Ctrl+M)。 注销用户用来退出当前使用者的权限设置功能。 开始测试用来启动、停止测试功能，和开始测试按钮具有完全相同的功能，快捷键(Ctrl+R)。退出菜单用来退出整个测试平台，快捷键(Ctrl+Q)。 2.2 系统配置菜单 注：本菜单只有在设备更换或测量不正常时使用，在设备正常使用时切无操作，不然可能会引起错误。 系统设置菜单包括工况设置、铭牌设置和硬件初始化设置(权限设置，有效登陆后激活)。 工况设定(Ctrl+T)用来设定工况控制的目 标值，自动更新调节器的设定值，和按钮工 况设定功能完全相同； 铭牌设定(Ctrl+N)用来设置压缩机铭牌，和 铭牌设定按钮功能完全相同； 硬件初始化菜单在测试进行过程中无效； 通讯端口配置(Ctrl+O)用来设置下位机设 备的通信端口； 冷凝温度(排气压力)调节器初始化、蒸发温 度(吸气压力)调节器初始化、过冷温度调节器初始化、吸气温度调节器初始化、环境温度调节器分别用来初始化相应的调节器； 电量表8902F初始化用来初始化压缩机电量采集仪； 电量表8905F初始化用来初始化量热器电量采集仪； 数据采集仪初始化用来初始化DA100数据采集仪，并恢复数据采集输入类型为系统默认值；
往复活塞式压缩机性能测定实验
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。
Ⅱ型压缩机性能测定实验指导书
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
往复式压缩机原理及结构
往复式压缩机原理及结构 发展历程 从世界范围内看压缩机的发展历程和概况。活塞式压缩机的发展历史悠久，具有丰富的设计、研究、制造和运行的经验，至今在各个领域中依然被广泛采用、发展着。然而，也必须注意到，制冷压缩机的不断进步也反映在其种类的多样性方面，活塞式以外的各类压缩机机型，如离心式、螺杆式、滚动转子式和涡旋式等均被有效地开发和利用，并各具特色，这就为我们制冷工程的业内人士在机型的选择上提供了更多的可能性。在这样的背景之下，活塞式压缩机的使用范围必然受到一定影响而出现逐渐缩小的趋势，这一趋势在大冷量范围内表现得更为显著。在中小冷量范围内，实际上还是以活塞式压缩机为主 往复式压缩机的优缺点 优点： 适应较广泛的压力范围 热效率高、单位耗电量少、加工方便 对材料要求低，造价低廉 生产、使用、设计、制造技术成熟 装置系统较简单 缺点： 转速受到限制 结构复杂、易损件多、维修工作量大 运转时有震动 输气不连续、气体压力有波动 第一章热力循环 （1）理论循环与实际循环之间的差别
（2）实际循环的压缩机的性能 1．制冷压缩机的性能指标 输气量：单位时间内由吸气端输送到排气端的气体质量称谓压缩机的质量输气量q，单位为kg/h，此气体若换算为吸气状态的容积，则是压缩机的容积输气量q， 单位为立方米/h。 制冷量：表示制冷压缩机的工作能力的重要指标之一，即单位时间内所能产生的制冷量。 输气系数：表示压缩机气缸工作容积的有效利用率，即压缩机实际输气量与理论输气量之比值－－称为输气系数。 指示功率和指示效率：单位时间内所消耗的指示功就是压缩机的指示功率。 制冷压缩机的指示效率就是压缩一公斤工质所需绝热循环理论功的值。 轴功率、轴效率和机械效率： 由原动机传到压缩机主轴上的功率，称为轴功率。 制冷压缩机的等熵理论功率与轴功率之比，称为轴效率，用以评定压缩机 主轴输入功率利用的完善程度。 机械效率是压缩机的指示功率和轴功率之比，用以评定压缩机摩擦损耗的 大小程度。 电功率与电效率： 从电源输入驱动电动机的功率就是压缩机所消耗的电功率。 电效率是等熵理论功率与电功率之比，用以评定电动机输入功率利用的完 善程度。 效能比：为了最终衡量制冷压缩机在动力消耗方面的制冷效果，采用效能比，是指 压缩机所产生的制冷量与所消耗功率之比。有相对于轴功率与相对于电功率
压缩机性能测试实验.doc
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；
活塞式压缩机工作原理
一、活塞式压缩机的工作原理 当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构 成的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大， 这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机 的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开 ，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过 程重复出现。总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程， 即完成一个工作循环。 二、活塞压缩机的优点 1、活塞压缩机的适用压力范围广，不论流量大小，均能达到所需压力； 2、活塞压缩机的热效率高，单位耗电量少； 3、适应性强，即排气范围较广，且不受压力高低影响，能适应较广阔的压力范围和制冷量要求； 4、活塞压缩机的可维修性强； 5、活塞压缩机对材料要求低，多用普通钢铁材料，加工较容易，造价也较低廉； 6、活塞压缩机技术上较为成熟，生产使用上积累了丰富的经验； 7 、活塞压缩机的装置系统比较简单。 三、活塞压缩机的缺点 1、转速不高，机器大而重； 2、结构复杂，易损件多，维修量大； 3、排气不连续，造成气流脉动； 4、运转时有较大的震动。 活塞式压缩机在各种场合，特别是在中小制冷范围内，成为制冷机中应用最广、生产批量最大的一种机型。 活塞式压缩机的分类 双击自动滚屏发布者：admin 发布时间：阅读：399次 1、按所采用的工质分类，一般有氨压缩机和氟利昂压缩机两种。 按压缩级数分类，有单级压缩和两级压缩。单级压缩机是指压缩过程中制冷剂蒸气由低压至 高压只经过一次压缩。而所谓的两级压缩机，压缩过程中制冷剂蒸气由低压至高压要连续经 过两次压缩。 2、按作用方式分类，有单作用压缩机和双作用压缩机。 其制冷剂蒸气仅在活塞的一侧进行压缩，活塞往返一个行程，吸气排气各一次。而双作用压
往复活塞式压缩机设计毕业设计(论文)
1 引言 空气压缩机是指压缩介质为空气的压缩机，主要作用是为生活、生产提供源源不断地、具有一定压力的压缩空气。作为一种工业装备，压缩机广泛应用于石油、化工、天然气管线、冶炼、制冷和矿山通风等诸多重要部门；作为燃气涡轮发动机的基本组成元件，在航空、水、陆交通运输和发电等领域随处可见；作为增压器，已成为当代内燃机不可缺少的组成部件。在诸如大型化肥、大型乙烯等工艺装置中，它所需投资可观，耗能比重大，其性能的高低直接影响装置经济效益，安全运行与整个装置的可靠性紧密相关，因而成为备受关注的心脏设备[1]。 压缩机按工作原理可分为容积式和动力式两大类；按压缩级数分类，可分为单级压缩机、两级压缩机和多级压缩机；按功率大小分类，可分为微小型压缩机、中型压缩机和大型压缩机。按压缩机的结构形式可分为立式、卧式和角度式。而且角度式又可分为L型、V型、W型、扇形和星型等。不同形式的压缩机具有其鲜明的特点，根据其工作原理的不同决定了其不同的适用范围[2]。 空气压缩机的选择主要依据气动系统的工作压力和流量。起源的工作压力应比气动系统中的最高工作压力高20%左右，因为要考虑供气管道的沿程损失和局部损失。如果系统中某些地方的工作压力要求较低，可以采用减压阀来供气。空气压缩机的额定排气压力分别为低压（0.7MPa~1.0MPa）、中压（1.0MPa~10MPa）、高压（10MPa~100MPa）和超高压（100MPa以上），可根据实际需求来选择。常见使用压力一般为0.7~1.25MPa[3]。 空气压缩机应用范围极为广泛，且由资料显示国内需求量呈上升趋势，是中小型工业用压缩机一个庞大的族群。中、小型微型工业用往复活塞式压缩机有着相同的传动部件基础上变换压缩级数和气缸直径，迅速派生出多品种变形产品的便利条件。不仅其容积流量、排气压力变化多端，通过适当调整部分零部件材质还可以压缩多种气体，大为扩展服务领域[4]。 活塞式压缩机与其他类型的压缩机相比，特点是 （1）压力范围最广。活塞式压缩机从低压到超高压都适用，目前工业上使用的最高工作压力达350MPa，实验室中使用的压力则更高。 （2）效率高。由于工作原理不同，活塞式压缩机比离心式压缩机的效率高很多。而回转式压缩机由于高速气流阻力损失和气体内泄漏等原内，效率亦较低。 （3）适应性强。活塞式压缩机的排气量可在较广泛的范围内进行选择；特则是在较小排气量的情况下，要做成速度型，往往很困难，甚至是不可能的。此外，气体的重度对压缩机性能的影响也不如速度型那样显著，所以同一规格的压缩机，将其用于不同介质时，较易改造[5~7]。 根据机械部JB1407-85《微型往复活塞式空气压缩机基本参数》规定，额定排气压力分为0.25MPa、0.4MPa、0.7MPa、1.0MPa、1.25MPa和1.4MPa几个档
制冷压缩机性能测试实验
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。
往复压缩机性能综合测试实验指导书综述
实验一往复压缩机性能综合测试 一、实验目的 1.通过实验掌握压缩机压力、温度、功率、排气量，转速等有关性能参数的测 量方法。研究空气压缩机在转速一定时各状态参数之间的相互关系，并给出压缩机在不同压力比时，压缩机的容积系数，等温效率以及轴功率的变化曲线。 2.指示图的录取方法（即气缸内变化压力的测量方法），并对录取的指示图进 行分析研究，深入了解单级压缩机实际工作过程的物理本质。利用录取的指示图计算压缩机的指示功率，压缩机的容积系数和气阀功率损失。通过实验分析影响气量、功率的各个因素。 3.熟悉位移传感器的特性要求和使用方法，掌握气阀运动规律的测试方法；对 所录取的气阀阀运动规律进行分析研究并计算提前和延后关闭角。 二、实验原理 1.压缩机性能实验 依据GB/T 3853-1998的附录A《一般用容积式空气压缩机性能试验》（规范性附录）的要求进行。对于移动式小型空气压缩机，多为风冷、单级压缩，被测系统只有压缩机和储气罐，没有独立的冷却器（储气罐兼作后冷器）。性能试验应在规定的保证工况（规定的环境压力、温度）下进行，最终测定或计算出空压机的排气压力、排气温度、标准容积流量、转速、轴功率、比功率和效率等7个指标。为此需对整个空压机系统的多个热力学参数和机械参数进行测量。其中空压机热力学参数包括：吸气温度、排气温度、吸气压力、排气压力、储气罐压力和出口容积流量。有些参数需要多个测点。其中，压力测量仪表的误差应在±0.4%以内，大气压力在±0.15%以内；吸排气温度和冷却水温度测量的绝对误差应在±0.2℃以内，由于空压机最高排气温度不高于200℃，相当于±0.1%。2.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GB15478-1995的规定。
往复式压缩机的基本知识及原理
.活塞式压缩机的基本知识及原理 活塞式压缩机的分类： （1）按气缸中心线位置分类 立式压缩机：气缸中心线与地面垂直。 卧式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸只布置在机身一侧。 对置式压缩机：气缸中心线与地面平行，气缸布置在机身两侧。（如果相对列活塞相向运动又称对称平衡式） 角度式压缩机：气缸中心线成一定角度，按气缸排列的所呈现的形状。有分L型、V型、W型和S型。 （2）按气缸达到最终压力所需压级数分类 单级压缩机：气体经过一次压缩到终压。 两级压缩机：气体经过二次压缩到终压。 多级压缩机：气缸经三次以上压缩到终压。 （3）按活塞在气缸内所实现气体循环分类 单作用压缩机：气缸内仅一端进行压缩循环。 双作用压缩机：气缸内两端进行同一级次的压缩循环。 级差式压缩机：气缸内一端或两端进行两个或两个以上的不同级次的压缩循环。 （4）按压缩机具有的列数分类 单列压缩机：气缸配置在机身的一中心线上。 双列压缩机：气缸配置在机身一侧或两侧的两条中心线上。 多列压缩机：气缸配置在机身一侧或两侧的两条以上中线上。 活塞式压缩机工作原理： 当活塞式压缩机的曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸内的工作容积则会发生周期性变化。活塞式压缩机的活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，推开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞式压缩机的活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到极限位置为止，排气阀关闭。当活塞式压缩机的活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，活塞式压缩机的曲轴旋转一周，活塞往复一次，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程，即完成一个工作循环。 活塞式压缩机的基本结构 活塞式压缩机基本原理大致相同，具有十字头的活塞式压缩机，主要有机体、曲轴、连杆、十字头、气缸、活塞、填料、气阀等组成。 1、机身：主要由中体、曲轴箱、主轴瓦（主轴承）、轴承压盖及连接和密封件等组成。曲轴箱可以是整体铸造加工而成，也可以是分体铸造加工后组装而成。主轴承采用滑动轴承，安装时应注意上下轴承的正确位置，轴承盖设有吊装螺孔和安装测温元件的光孔。 2、曲轴：曲轴是活塞式压缩机的主要部件之一，传递着压缩机的功率。其主要作用是将电动机的旋转运动通过连杆改变为活塞的往复直线运动。 3、连杆：连杆是曲轴与活塞间的连接件，它将曲轴的回转运动转化为活塞的往复运动，并把动力传递给活塞对气体做功。连杆包括连杆体、连杆小头衬套、连杆大头轴瓦和连杆螺栓。 4、十字头：十字头是连接活塞与连杆的零件，它具有导向作用。十字头与活塞杆的连接型式分为螺纹连接、联接器连接、法兰连接等。大中型压缩机多用联接器和法兰连接结构，使用可靠，调整方便，使活塞杆与十字头容易对中，但结构复杂。 5、气缸：气缸主要由缸座、缸体、缸盖三部分组成，低压级多为铸铁气缸，设有冷却水夹层；高压级气缸采用钢件锻制，由缸体两侧中空盖板及缸体上的孔道形成泠却水腔。气缸采用缸套结构，安装在缸体上的缸套座孔中，便于当缸套磨损时维修或更换。气缸设有支承，用于支撑气缸重量和调整气缸水平。 6、活塞：活塞部件是由活塞体、活塞杆、活塞螺母、活塞环、支承环等零件组成，每级活塞体上装有不同数量的活塞环和支承环，用于密封压缩介质和支承活塞重量。活塞环采用铸铁环或填充聚四氟乙烯塑料环；当压力较高时也可以采用铜合金活塞环；支承环采用四氟或直接在活塞体上浇铸轴承合金。 活塞与活塞杆采用螺纹连接，紧固方式有直接紧固法，液压拉伸法，加热活塞杆尾部法等，加热活塞杆尾部使其热胀产生弹性伸长变形，将紧固螺母旋转一定角度拧至规定位置后停止加热，待杆冷却后恢复变形，即实现紧固所需的预紧力。活塞杆为钢件锻制成，经调质处理及表面进行硬化处理，有较高的综合机械性能和耐磨性。活塞体的材料一般为铝合金或铸铁。
制冷压缩机性能测试
制冷压缩机性能测试 一、实验目的 1、加深了解制冷循环系统组成； 2、掌握制冷机性能测定的方法； 3、了解蒸发温度、冷凝温度与制冷量的关系； 4、了解制冷机运行参数及其相互间的影响 二、实验装置 实验采用教学用制冷压缩机性能实验台，试验台采用全封闭式制冷压缩机，蒸发器和冷凝器均采用水换热器，压缩机的功率通过输入电功率来测算，实验台的主试验为液体载冷剂法，辅助试验为水冷凝热平衡法，试验台的制冷循环系统见图1、水循环见图2、各测温点均用铜电阻温度计。 图1 制冷循环系统简图 1、压缩机 2、冷凝器 3、截止阀 4、干燥过滤器 5、过冷温度计 6、节流阀 7、蒸发器 8、吸气温度 9、吸气压力表10、吸气阀11、排气阀12、排气压力表
13、排气温度计14、电流表15、电压表 图2、水循环系统简图 1、蒸发器 2、冷凝器 3、温度计 4、加热器 5、阀门 6、水泵8、 7、蒸发器水箱8冷凝器水箱 9、流量计 10、出水管（可转动） 三、实验方法和步骤 1、实验前准备 （1）预习实验指导书和安装使用说明书，详细了解试验台各部分的作用，掌握制冷系统的操作规程和制冷工况的调节方 法，熟悉个测试仪表的安装使用方法。 （2）按安装使用说明书规定方法启动水循环系统和制冷循环系统。 （3）按指导老师要求并参考安装使用说明书介绍的方法调节实验工况。 2、进行测试
（1）待工况调定后，即可开始测试，测定该工况下的蒸发（吸气）压力、冷凝（排气）压力、吸气温度、排气温度、蒸发器和冷凝器的进出水温度及他们的流量、压缩机的输入电功率等参数。 （2）为提高测试的准确性，可每隔十分钟测读一次数据，取其三次的平均值作为测试结果（三次记录数据应均在稳定工况要求范围内）。 （3）改变工况，在要求的新工况下重复上述试验，测得新的一组测试结果。 （4）要求的全部试验结束后，按使用说明书规定方法停止系统工作。 四、实验数据处理 取三次读数的平均值作为计算数据。 1、 压缩机的制冷量 Q =Q 1=?--6171i i i i 11 v v ' [kW] 式中: Q 1―蒸发器吸热量 Q 1=G Z ?C P (t 1-t 2) [kW] 式中： G Z ―载冷剂（水）的流量[kg/s] C P ―载冷剂（水）的定压比热[kJ/kg] t 1、t ―2载冷剂（水）的进出、口温度[℃] i 1―在规定吸气温度、吸气压力下制冷剂蒸汽的焓值[kJ/kg] i 7―在规定过冷温度下、节流阀前液体制冷剂的焓值[kJ/kg]
往复活塞式压缩机结构及力学分析
1往复活塞式压缩机结构及力学分析 1.1往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件 1.1.1活塞杆与十字头组件的组成 1.1.2活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析 1.1.3活塞杆结构设计 1.1.4活塞杆与十字头连接方式 1.1.5十字头体、滑履、十字头销 1.2活塞组件 1.2.1活塞结构 1.2.2柱塞结构 1.2.3毂部设计及与活塞杆的连接方式 1.2.4活塞的材料及其质量支承面 1.2.5双作用活塞主要尺寸确定和强度计算 1.2.6活塞组件失效与修理 1.3往复活塞式压缩机活塞杆所受综合活塞力的计算 1.3.1往复压缩机的气体力 1.3.2往复压缩机的惯性力 1.3.3相对运动表面间的摩擦力 1.3.4活塞杆所受综合活塞力
1.4 往复活塞式压缩机活塞杆强度校核 1 往复活塞式压缩机结构及力学分析 1.1 往复活塞式压缩机活塞杆与十字头组件 1.1.1 活塞杆与十字头组件的组成 该组件包括活塞杆、十字头及十字头销三个主要零件，此外还有相应的一些联结零件。它们处于气缸与机身之间，其一端连接活塞，另一端连接连杆，而十字头滑履又支承在机身滑道上，故处于极为重要的部位。在压缩机的运行中，该处极易发生事故，并造成重大的破坏，例如连杆小头衬套烧损、活塞杆断裂等。此外，活塞环、填料非正常失效，往往是活塞杆倾斜引起的。并且，十字头滑履与滑道之间的间隙还是检验其机身与曲轴、连杆等运动部件总体精度的重要指标，新压缩机的十字头滑履与滑道的间隙应控制在()0.8 1.20000~1D δ=，其中D 为十字头直径。 1.1.2 活塞杆与压缩机装配后的垂直跳动量限制与分析 活塞杆在压缩机运行过程中能否平直运动十分重要。API618中，对活塞杆的径向跳动的公差作了规定，即水平径向跳动量为0.064mm ±，其垂直径向跳动为在活塞杆热态预期径向跳动的基础上每1mm 行程不大于0.00015Smm ±（S 为活塞行程）。 另有资料指出：活塞杆水平跳动时，如安装合适则一般无需调整，其跳动量一般不会超过0.08mm 。冷态垂直跳动许用值见表2-1. 表2-1活塞杆冷态垂直跳动量许用值 Table.2-1 The piston rod cold vertical jump allowable value 气缸直径/mm 冷态跳动量/mm 120~200 0.000~0.050 240~290 0.012~0.063 330~380 0.038~0.088 445~520 0.063~0.139 585~675 0.100~0.165 活塞杆倾斜或下沉原因： a) 气缸与活塞之间的间隙及十字头与滑道间隙冷态时不等，故使装配后活塞杆呈倾斜 状态，如图2-1所示。一些压缩机制造者称：新压缩机空负荷运行45min 后停机测 量，活塞杆在一个行程内的跳动量为零。压缩机长期运行后，活塞与气缸的通常均大于十字头与滑道的磨损。在有油润滑时后者润滑丰富，前者则相对较差；在气缸
活塞式压缩机性能测试实验讲义
活塞式压缩机性能测试实验 浙大化机研究所 一、 实验目的与要求 1. 通过实验对普通压缩机几个主要部件的一般结构及运转维护基本知识有初步了解。 2. 通过测绘示功图和一些数据的测量及整理，联系课堂讲课中有关压缩机的实际工作循环、功率、效率及生产能力等章节，对压缩机的基本性能有进一步的体会。 3. 通过实验中测绘示功图、计算示功图面积、测转速等，初步掌握各种传感器、变频器及转速表等的用法。 4. 通过实验中压缩机各个信号的观测，对计算机采集和处理信号有一个初步的认识。 二、 实验设备装置及流程 本实验所用的压缩机是一台单级单列双作用卧式活塞式压缩机。电动机通过皮带将动力输送到飞轮，飞轮的中心是曲轴，通过曲柄连杆机构将旋转运动转换成往复直线运动。曲轴箱的润滑是采用“飞溅润滑”法，即靠曲柄连杆机构在润滑油中浸击而溅到各个需要润滑的摩擦面，而汽缸中的润滑是靠油杯滴漏法加入润滑油，因为是双作用压缩机，汽缸有两个吸气阀，在吸气过程中，外界气体由一根两侧公用的吸气管吸入，通过汽缸的进气阀进入汽缸。同样在排气过程中，气体经汽缸的两个公共的排气阀，通过排气管而进到缓冲罐 (又称储气罐 )，缓冲罐顶上安装有压力表，由此可显示压缩机排气压力。在压缩机的一侧安装有一个由飞轮带动的齿轮，由此可以测出活塞的行程及止点位置。低压箱与缓冲罐连接，在低压箱的前端装有喷嘴，在喷嘴前有一个测温点和测压点。我们通过测定喷嘴前温度、喷嘴前后压差、大气压强、排气压力、吸入气体温度及喷嘴直径等可计算出压缩机的排气量。 三、 实验原理及计算 1. P -- V 示功图的测绘及压缩机循环指示功的计算 示功图的测绘是由计算机及其测量系统完成的。压缩机一侧的测量专用齿轮由飞轮带动，并与飞轮同步转动，齿轮上均布有 72个齿，齿旁装有传感器 1，当齿轮运转时，传感器 1会产生一系列脉冲信号。为了测量活塞的止点位置，在齿轮侧面还贴有一金属小块，并装有相应的脉冲传感器 2，当该金属小块通过传感器 2时，产生一脉冲信号，此时活塞恰好处于外止点位置，即曲柄转角0=α。此后曲柄每转过o 5，传感器 1都会出现一个脉冲信号，只要测量该脉冲信号，就可知道曲柄的瞬态位置α，由此可根据下式测量计算出活塞的瞬态位置x ： x r l =-+--(cos )(sin )11122αλα λ=r/l 计算机在测得传感器1产生的每一个脉冲信号后，马上去读取压力传感器的数值，然后等待下一个脉冲信号，如此重复 72次，可得一系列相对应的α和P 值 (或 x 和 P 值)，将这些点按一定比例绘制成曲线图，横坐标为活塞行程x （cm ），纵坐标为压力P （105Pa ），这就是 P -- V 示功图。若?x 为曲轴转动o 5而引起的活塞的位移，活塞面积F m 2，则单作用汽缸指示功的计算式如下： ∑=???=72 1j j i x F P L (105Pa*cm*m 2) 双作用气缸的指示功率则为21L L +（注意双侧活塞面积不一样）。最后可计算出单位时间活塞所作的功 --- 指示功率 (示功功率) i N ，式中n 为转速（r/min ）： 60 100?= Ln N i （W ）