压气机性能实验反馈

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1、天津大学热工基础与应用实验报告学校院系天津大学机械工程学院指导教师:刘靖学生姓名:丁晔捷准考证号:060210300373实验压气机性能实验活塞式压气机是通用的机械设备之一，其工作原理是消耗机械能（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。一、实验目的1.了解活塞式压气机的工作原理及构造，理解压气机的儿个性能参数的意义。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

2、示功图。3.根据测定结果，确定压气机的耗功WC、耗功率P、多变压缩指数n、容积效率nv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，见图5—1。压气机型号：Z—0.03/7汽缸直径：D二50mm活塞行程：L二20俪连杆长度：II二70mm,转速：n二1400转/分1一压代机2—压力传丛器3―飞轮4一位移传感器5—安全排放阀6—压力表7—调节阀8—0压集图5-1压气机实验装置及测试系统为了获得

3、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--块磁条，从电磁传感器上収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。见图5-2及图5-3o图5-2封闭的示功图图5—3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:Ax=R(1-cosa)+—(

4、1-cos2a)式中:X=R/LR—一曲柄半径；II一一连杆长度；a——曲柄转角。三、实验原理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，以预定的频率釆集压力信号，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

5、、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边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。1•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Li。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：Li=SXKiXK2X10-5(kgf-m)(5-2)式中:S一一由测面仪测定的面积值(mnf)；Ki单位长度代表的容积(mif/mm)；式中：L一一活塞行程(m

6、m)；gb——活塞行程的线段长度(伽)；K2单位长度代表的压力(at/mm);式中：P——工作时的表压力(at);指示功率：单位时间内活塞对气体所作的功，记为N“用下式表示:(5-3)Ni=LjXn/102X60(KW)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嬌压缩之间，过程指数在压缩过程屮不断变化，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。。-fvdpm=pdv(5-4)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：_由ode仇围成的面积门。由成的面积(5-5)2.容

7、积效率（）根据热力学定义:有效吸气容积工作容积(5-6)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:(5-7)hbz=舒四、实验步骤1.接通所有测试仪器设备的电源。2.把采集、处理数据的软件调入计算机。3.启动压气机，调好排气量，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，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乔的长度和活塞行程线段灭的长度。五、实