压缩机排气量测量.pptx

Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 流量的测量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标准节流装置的流量公式Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University a）Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University流量的基本方程式流量的基本方程式不可压缩流体流量方程式不可压缩流体流量方程式选取两个截面选取两个截面和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 若令若令对于不可压缩流体对于不可压缩流体联立上述两个方程有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在截面 和截面和截面-积分积分Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 根据连续性方程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吸气状态下的空气密度Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 测测量量空空气气压压缩缩机机排排气气量量时时，由由于于空空气气流流出出喷喷嘴嘴后后就就直直接接排排入入大大气，故喷嘴后的压力气，故喷嘴后的压力P P2 2 可以认为等于大气的压力可以认为等于大气的压力P P0 0（米2）Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 公式的使用条件公式的使用条件1 1、适合于空气；、适合于空气；2 2、适合于喷嘴；、适合于喷嘴；3 3、为近似公式。、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基本方程式分析流量系数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被测介质的密度被测介质的密度 计算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干燥气体的密度湿气体的密度湿气体的密度Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 混合气体的密度混合气体的密度小流量测量误差小流量测量误差忽略忽略 、的影响的影响差压计的基本误差为差压计的基本误差为1.5%1.5%，流量，流量测量的误差为测量的误差为0.75%0.75%Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 当实际流量等于最大流量的当实际流量等于最大流量的1/41/4时时当考虑到基本误差当考虑到基本误差流流量量测测量量的的基基本本误误差差为为12%12%，因因此此流流量量测测量量在在流流量量计计标标尺尺上限上限30%30%以下是测不准的。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标标准准的的节节流流装装置置是是标标准准的的节节流流元元件件、标标准准的的取取压压方方式式和和标标准的管道条件统称准的管道条件统称Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University取压方式取压方式直径比角接取压标准孔板角接取压标准孔板Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 角接取压标准喷嘴角接取压标准喷嘴Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 法兰取压标准孔板法兰取压标准孔板Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 流体条件和管道条件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测量方法容容积积式式空空气气压压缩缩机机排排气气量量，是是指指压压缩缩机机在在其其额额定定转转速速下下每每分分钟钟所所排排出出的的气气体体量量，通通常常须须换换算算到到吸吸入入状状态态下下(吸吸入入压压力力、吸吸气气温温度度)的的体体积积流流量量，以以m m3 3minmin来来表表示示。按按照照国国家家标标准准GB3853-83GB3853-83规规定定，容容积积式式空空气气压压缩缩机机排排气气量量应应采采用用喷喷嘴嘴法法或或精精度度不不低低于于喷喷嘴嘴法法的的其其它它方方法法测测量量，若若精精度度要要求求较较低低，亦亦可可采用充罐法测量。采用充罐法测量。用喷嘴法测量压缩机排气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。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 排气量计算公式排气量计算公式喷嘴系数喷嘴系数c c喷喷嘴嘴系系数数c c是是由由实实验验确确定定的的一一个个量量，它它实实际际上上包包括括了了流流量量系系数数 以以及及气气体体膨膨胀胀修修正正系系数数 ，它它与与雷雷诺诺数数R ReDeD、喷喷嘴嘴直直径径d d，喷喷嘴嘴前前后后压压力力差差H H，喷喷嘴嘴前前气气体体温温度度T T1 1以以及及取取压压位位置置等等因素有关。喷嘴系数因素有关。喷嘴系数C C按图按图4 4llll与表与表4 49 9选择。选择。M M3 3/min/minXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University排气量修正排气量修正(1(1）有冷凝水排出时的修正）有冷凝水排出时的修正压压缩缩机机在在排排气气量量测测定定过过程程中中，有有冷冷凝凝水水排排出出时时，须须用用下下式式对对所所计算出的排气量进行修正，此修正值一般小于总排量的计算出的排气量进行修正，此修正值一般小于总排量的1 1。(2)(2)转速修正后的排气量转速修正后的排气量当压缩机转速当压缩机转速n n与规定的转速与规定的转速nn不同时，按下式进行修正不同时，按下式进行修正用充罐法测量压缩机排气量用充罐法测量压缩机排气量Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 排气量计算排气量计算1 1未进行冷凝水和转速修正的排气量未进行冷凝水和转速修正的排气量设充气前储气罐设充气前储气罐6 6内的气体质量为内的气体质量为M Ml l，由气体状态方程得到，由气体状态方程得到M M1 1的表达式为的表达式为Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 充气前充气前充气后充气后在单位时间在单位时间t t充入到储气罐的气体量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换算到压缩机吸气状态下的容积流量误差分析：误差分析：1 1、储气罐容积的误差；、储气罐容积的误差；2 2、温度造成的误差、温度造成的误差2 2排气量的修正（方法同前）排气量的修正（方法同前）Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 标准节流装置的设计计算标准节流装置的设计计算标标准准节节流流装装置置的的设设计计计计算算任任务务一一般般为为：选选择择节节流流装装置置的的类类型型、选选择择差差压压计计差差压压上上限限和和差差压压计计类类型型、计计算算节节流流元元件件的的开开孔孔直直径、节流装置上的压力损失和流量测量误差等。径、节流装置上的压力损失和流量测量误差等。根据现场所提出的任务，一般可归结为下列两类命题：根据现场所提出的任务，一般可归结为下列两类命题：一、流量的计算一、流量的计算已已知知管管道道的的内内径径D D，节节流流装装置置的的型型式式及及开开孔孔直直径径d d，压压力力差差 和和被测介质的各有关参数等，要求计算出被测介质的流量。被测介质的各有关参数等，要求计算出被测介质的流量。解解决决这这类类问问题题，只只要要能能够够定定出出流流量量系系数数 和和膨膨胀胀修修正正系系数数 ，就可利用流量的基本计算公式求出。，就可利用流量的基本计算公式求出。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University 1 1气体膨胀修正系数气体膨胀修正系数 的确定的确定2 2流量系数流量系数 的确定的确定流量系放流量系放 只能采用逐步逼近的方法求取。只能采用逐步逼近的方法求取。Xian Jiaotong UniversityXian Jiaotong UniversityXian Jiaotong University (5)(5)当当 这时所对应的这时所对应的然后再考虑管道的粗糙度修正然后再考虑管道的粗糙度修正二、节流装置的选择及计算二、节流装置的选择及计算己己知知管管径径D D，被被测测介介质质的的各各有有关关参参数数以以及及被被测测流流量量的的范范围围，要要求求选选择择合合适适的的节节流流装装置置形形式式，确确定定合合适适的的差差压压上上限限及及开开孔孔直径。这类问题相对较为复杂。直径。这类问题相对较为复杂。p72p72