《工程热力学》压气机实验指导书

1、工程热力学实验:压气机性能实验一、实验目的：1、了解压气机结构和工作原理；2、掌握指示功、压缩指数和容积效率的基本测试方 法；3、对使用微机采集、处理数据的全过程和方法有所 了解。二、实验设备：。兄18型制冷系统实验台三、实验原理：1、实验装置及测量系统：本实验装置主要由压气机和与之配套的电动机以及 测试系统组成。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1所示。敞大器A/驱动器D微显示器转 换机打印机器绘图仪动态 应变 仪图1压气机实验系统1 压气机2 压力传感器3 .飞轮4 .电磁传感器5 .吸气阀6 .压力表7 .排气阀8 .储气罐压气机型号：Z

2、-0.03/7汽缸直径：D=50m/77,活塞行程L=20mm连杆长度：H=70mm,转速：n=1400转/分为了获得反映压气机性能的示功图，故在汽缸头安 装了一个应变式压力传感器，供实验时输出瞬态压力信 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板转换为数字 量，然后送入计算机，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。根据动力学公式，活塞位移量%与曲柄转角。有如 下关系：Ax

3、= R(1 - coscz) h(1- cos2a)4式中：a曲柄转角；4一曲柄连杆长度比。式中：R 曲柄半径；H 一连杆长度。2、指小功(Li)和指示功率：指示功一一压气机进行一个工作过程，活塞对气体 所做的功，记作Lio显然其功量就是P-v图上过程线所 包围的面积。艮P：该面积可用面积仪测得，不过在使用P-v图时应注 意：其纵坐标是以线段长度表示压力值，而横坐标则表 示活塞的位移量(x)、故所测的面积都需要经过换算才能得到功的数值，其具体换算如下：Li = S KrK2x 10-2（kgf-m）式中：S一由测面仪测定的面积（mnF）；幻一单位长度代表的容积（mnP/nun）；站2式中：匕一

4、活塞行程（mm）；繇一活塞行程的线段长度（mm）。K2一单位长度代表的压力（at/mm）。fe式中：p一工作时的表压力（at）；(KW)再一表压力在纵坐标上对气体所做的功（Ni）, 可用下式表示： /102x60式中：n一转速（转/分）。3、平均多变指数（n。）：压气机的实际压缩过程介于定温压缩与定炳压缩之 问，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，可求得平均的多变指数 （no）:f P*在P-v图上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：由cd筝围成的面积 由c次油c围成的面积4、容积效率（M）由热力学定义有：二有效吸气容积“

5、c 工作容积在（Pv）示立图上，即为有效吸气线段长度与活塞 行程线长更之比，艮hb四、实验步骤：接通所用测试仪器设备的电源，调试应变仪，启 动压气机计算机采集处理系统；用计算机采集测试初始压力血；启动压气机。待工作稳定后，由计算机采集处理 数据，然后由绘图仪绘制示功图；在示功图上用测面仪测量：示功图包围的面积、 压缩过程线与横坐标包围的面积、压缩过程线与纵坐标 包围的面积；在示功图上用尺子切量：反映有效吸气线段屈的 长度、反映活塞行程线段声的长度；在示功图上用尺子测量：压气机初始压力如、排 气压力A；关闭所用测试仪器设备的电源，结束实验。五、实验数据:表1空气压缩机实验设备规范序号名称规范序号名称规 范1型号5活塞直径（砌）2生产量6额定转速 （r/miri）3最高工作压力 bar）7额定功率（如）4活塞行程（做）六、数据处理：计算指示功Li；计算平均多变指数 o；计算