泵与压缩机——容积式压缩机热力学性能实验指导书

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1、容积式压缩机热力学性能实验指导书一、实验课程的教学目的和任务本实验课程为流体机械类课程中容积式压缩机基本实验课程z—。本实验课程的任务是使学生掌握上述各专业方向专业课程（工程热力学、工程流体力学、传热学、过程机械等）所涉及的专业实验的测量原理、技术和测试方法，培养学住实验操作能力、理论联系实际以及分析问题和解决问题的能力，以适应市场经济条件下对工科人才培养的要求。二、实验课程的基本要求1、通过实验教学，使学生直接了解和掌握木专业领域现代测试技术和检测仪表的性能、原理和使用方法。掌握本专业实验方法、技能与数据处理方法，培养学生实践动手能力、专业实验技能和综合知识的运用能力，使学生具有专业领域內

2、初步的科学实验工作能力。2、借助通用仪表测量实验状态下压缩机进出口压力、温度、流量、功率、转速等多个实验参数，并进行数据处理，得出反映压缩机性能的结论。3、将实测数据代入压缩机热力学公式进行计算，进一步加深理解和掌握书木上有关压缩机热力学过程的理论知识，从而对容积式压缩机的工作机理冇更深刻的了解。三、实验设备OG-10A上海浪潮机器有隈公目!□日・《?・1D011图1-10G-10A单螺杆空压机实验台图&7开启式单螺杆压缩机的结构1一螺杆转子2—内容积比调节结构3—星轮4—轴封5—输气调节滑阀6—轴承单螺杆空压机（型号为OG-10A,额定排气量：1m'/min,排气压力：（）.85MPa,电

3、机功率：7.5KW）,通用变频器：IHF—75K,全数字智能交流电虽采集模块RcmoDAQ-8203,RS232/RS485无源转换器MWE485-A,台式计算机及IFIX3.0软件，指针压力计，玻璃转子流量计等。单螺杆空压机螺杆直径：d^Omm，螺杆头数Z1=6；螺齿容积：匕=0.0254d：（”『）(3-1)螺杆压缩机结构容积流量：qe=2Z”匕（m3/min）(3-2)式屮：n压缩机转速，r/min四、实验基础理论1、理想气体状态方程pv=RTpV=MRTp——气体的绝对压力；PaT——气体的绝对温度；Kv——气体的比体积；宀kgV——气体的体积；m3M——气体的质量；kgR——气体常

4、数，J/（kg-K）:R=竺匕A“—气体分了量，空气分了量：“二29M——气体质量；kg理想气体•：R=cp-cv绝热指数（等嬌指数）：k二空C(4-1)(4-2)(4-3)(4-4)气体的定压比热容；丿/（檢・K）,空气cp=1.005kJ/kg.K气体的定容比热容;丿/（如K）,空气cv=0.11SkJ/kg.K其中：Sqdh=h2-h}m——多变指数。把理想气体的状态方程代入(l-6b)式可得:/W-1mm-Pl11(4-6c)常温下，压力小于lOMPa的空气、氧气、红气等一般都可看作是理想气体。2、热力学第一定律容积式空气压缩机的热力过程对近似看作是闭口系统的多变过程，其热力学笫一

5、定律表达式为：Sq=du+dv尿二Jpdv(4-5)气体压缩过程：Sq=dh+dvt(4-6)气体增压所需的压缩功：=-vdp(4—6a)气体经历一个微元过程与外界所交换的热量；Jlkgdu——气体经历一个微元过程的热力学内能变化；J/kgdh——气体经历一个微元过程的焰变；Jlkg,恰降为：呢—气体经历一个微元过程的容积膨胀功；Jlkg——气体经历一个微元过程的压缩功；Jlkg3、理想气体的过程方程=P^(4—6b)5丿4、典型热力学的过程功(1)气体膨胀过程功(按多变过程)W=Jpt/V=dv=PlVl-P2V2)1-m-/、£1(4-7)J/kg?=AW+w=cv(7；-7；)

6、+-^-(T1-TJc、k-1“f、m—k=CV(T2-T^)+cv(T{-T2)=-m-17；)J/kg(4-8)(2)气体压缩过程功(按多变过程)或.1小fmdp=—PMm-1电门丿〃［一1nt-1(4-9)m-1—r(Dj/kgm一1(4-10)(4-11)>77—k压缩过程中产生的热量：q=——5⑺—7；)kJ!kgm-1・五、容积式空压机的性能参数计算1、容积式空压机的理论效率(1)空压机的质量流速PQ()—卩2。(1RT、~RT2kg/mm(5-1)Qo——空压机单位时间内的理论进气量；m3/minQd——空压机出口的实测排气量；///min(2)理论功率NW1602、容积式空

7、压机的效率fl=—2(5-2)(5-3)Ni——空压机的理论功率，WNl——空压机电机的实测功率，W3、容积式空压机的多变指数将实测所得的空压机进、出口的压力凸、几及进、出口的温度7；及笃代入公式(4-6c)加一1/、T,=T厶"，即可得到容积式空压机的多变指数加为:1lnp/)1吨兀)1/In——Inln(/?2/A)5丿4丿m=(5-4)4、容积式空压机的比功率(1)空压机折算进气量Q空压机折算进气量