压缩机排气量测量.ppt

Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 流量的测量 流量计有许多分类方法 质量流量计与体积流量计 容积式、速度式、动量式和质量式流量计 直接测量式与间接测量流量计 标准节流装置的流量公式 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University a） Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 流量的基本方程式 不可压缩流体流量方程式 选取两个截面和 相应的压力分别为 、 流速 流束的截面为D，密度分别为 孔板的开孔直径为 列出伯努力方程 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 若令 对于不可压缩流体 联立上述两个方程有 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 实际流量测量中，所测的压差( )是按一定的取压方式在管壁处取 得的，这样与理论上的压差值( )有一定的差别，引入一个取压 系数 进行修正，它们之间的关系为 若令 流量系数 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 可压缩流体的流量方程式 可压缩流体流经节流元件时，由于压力的变化，其密度随之发生变化。 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 因气体的膨胀过程极为迅速，故可以认为是绝热的 在截面 和截面- 积分 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 根据连续性方程 节流装置开孔面积 按照不可缩流体相同的理由，引进修正系数 后，并考虑到 则得可压缩流体的流量基本方程式 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 为了应用的方便将上式右边同时乘和除下列各式 得可压缩流体流量的基本方程式为 流量系数 气体膨胀系数 流体收缩系数 截面I的流体密度 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 若被测介质是不可压缩的 流量的基本方程式 同一个流量系数 既可用于不可压缩流体，也可用于可压缩流体 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 对于孔板，气体膨胀系数则由实验确定 应用下式导出压缩机行业对于空气压缩机排气量测量中所采用的排气量计算公式 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University C 为喷嘴系数 利用泰勒二项式展开，并略去高次项 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 压缩机排气量是指吸气状态下的容积流量(米3分) 吸气状态下的空气密度 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 测量空气压缩机排气量时，由于空气流出喷嘴后就直接排入大 气，故喷嘴后的压力P2 可以认为等于大气的压力P0 （米2） Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 公式的使用条件 1、适合于空气； 2、适合于喷嘴； 3、为近似公式。 其误差大小与喷嘴前后的差压值有关，当H=1000毫米水柱 时，误差0.35%，H=250毫米水柱时，为1% Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 流量基本方程式分析 流量系数 流束收缩系数 决定于摩擦力和惯性力。这两个力对流束的收缩 起着相反的作用。由流体力学可知，雷诺数ReD的物理意义是惯性 力与摩力的比值。当ReD 增加时，流束的收缩将变大。实践证明 ，当ReD增加到某一定值时，如ReD再继续增加，流束将不再收缩 。这时对于标难孔扳 对于标准喷嘴和文丘利管 修正系数 与取压点的位置、流动损失和流速沿截面分布的不 均匀性等有关，而流动损失和流速沿截面分布的不均匀性、 ReD数、管道的粗糙度、m值有关 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 从以上分析可知， 值与下 列因素有关：节流装置型 式、取压方式、 ReD、m以 及管道的粗糙度等。当节 流装置型式和取压方式一 定时。 值就只决定于ReD、 m和管道的粗糙度。显然只 有当 值为定值时，压差 和流量之间才有单值的函 数关系 标准孔板 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 标准喷嘴 在工业测量的条件下，当ReDRek时 ，标准孔板的实际流量系数 其他标准节流装置的实际流量系数 粗糙度校正系数 边缘不尖锐校正系数 各种标准节流装置的流量系数还可以 使用近似公式计算。 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 对于标准孔板与喷嘴，管道粗糙度校正系数rRe 值 当D300mm时， Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 流量 密度 工作状态下流体的动力粘度 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 被测介质的密度 计算 在计算被测工作介质的密度时，应采用工作状态下节流装置前面 的数值。工作状态下的压力和温度，是通过靠近孔板前面的压力 计和温度计测得的。使用压力计和温度计时，必须保证不致引起 流束的扰动 其它状态下气体的密度可通过下面公式计算获得 干燥气体的密度 湿气体的密度 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 混合气体的密度 小流量测量误差 忽略 、 、 的影响 差压计的基本误差为1.5%，流量 测量的误差为0.75% Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 当实际流量等于最大流量的1/4时 当考虑到基本误差 流量测量的基本误差为12%，因此流量测量在流量计标尺 上限30%以下是测不准的。 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 标准的节流装置 标准的节流装置是标准的节流元件、标准的取压方式和标 准的管道条件统称 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 取压方式 直径比 角接取压标准孔板 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 角接取压标准喷嘴 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 法兰取压标准孔板 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 流体条件和管道条件 标准节流装置只适用于圆管流，而且要求充满管道和连续地流 经管道，流体应是均匀单相，并且在流经节流装置时，流体不 发生相变，同时流量随时间的变化应是缓慢的。流体在流经节 流件前，其流束必须与管道轴线平行，不得有旋转流，并且在 节流前lD处管道截面上，必须形成紊流速度分布；被测流体对 管径而言的雷诺数ReD，必须与实验方法测定的流量系数 时 的雷诺数ReD相等。 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 容积式空气压缩机排气量测量方法 容积式空气压缩机排气量，是指压缩机在其额定转速下每分钟所排出的气 体量，通常须换算到吸入状态下(吸入压力、吸气温度)的体积流量，以m3 min来表示。按照国家标准GB3853-83规定，容积式空气压缩机排气量应 采用喷嘴法或精度不低于喷嘴法的其它方法测量，若精度要求较低，亦可 采用充罐法测量。 用喷嘴法测量压缩机排气量 压缩机排气量系统主要由喷嘴装置、低压箱及测量仪表组成。 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 排气量计算公式 喷嘴系数c 喷嘴系数c是由实验确定的一个量，它实际上包括了流量系 数 以及气体膨胀修正系数 ，它与雷诺数ReD、喷嘴直 径d，喷嘴前后压力差H，喷嘴前气体温度T1以及取压位置等 因素有关。喷嘴系数C按图4ll与表49选择。 M3/min Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 排气量修正 (1）有冷凝水排出时的修正 压缩机在排气量测定过程中，有冷凝水排出时，须用下式对所 计算出的排气量进行修正，此修正值一般小于总排量的1。 (2)转速修正后的排气量 当压缩机转速n与规定的转速n不同时，按下式进行修正 用充罐法测量压缩机排气量 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 排气量计算 1未进行冷凝水和转速修正的排气量 设充气前储气罐6内的气体质量为Ml，由气体状态方程得到M1的表达式为 Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 充气前 充气后 在单位时间t充入到储气罐的气体量 换算到压缩机吸气状态下的容积流量 误差分析：1、储气罐容积的误差；2、温度造成的误差 2排气量的修正（