0引言(yan)
氣體壓縮機是(shì)壓縮氣體的機(jī)械設備。氣體壓(ya)縮機排氣量的(de)檢測是壓縮機(ji)性能檢測中重(zhong)要的檢測技術(shu)之一。壓縮機排(pái)氣量的實測數(shu)據決定着壓縮(suo)機的合格與否(fǒu)🔞,決定着壓縮機(jī)的能效等級,即(ji)決定着壓縮機(jī)的能源比耗。
現(xian)在國際上通用(yong)的壓縮機性能(neng)試驗方法"給出(chu)了檢☁️測在不同(tong)海拔地區,不同(tong)使用溫度運行(hang)的壓縮機的排(pai)氣量、功率和比(bǐ)功率的試驗方(fang)法。我國也根據(ju)該國際标準🏒,編(biān)制了🙇🏻相應的國(guó)家标準口。這兩(liang)個标準除了🌐介(jiè)紹功率、比功率(lü)測量之外,排🚩氣(qì)量測量方法是(shi)重要的内容。國(guó)際标準ISO1217和我國(guó)國家标準GB/T3853的實(shí)施極大方♈便了(le)國内外壓縮機(ji)制造商和壓縮(suō)機用戶之間的(de)對壓縮機産品(pǐn)性能的評定。
1常(cháng)用的排氣量測(ce)量方法
國際标(biāo)準和中國國家(jiā)标準中雖然介(jiè)紹了各種排氣(qi)量的測量♍方法(fǎ),但并沒有介紹(shao)各種排氣量測(ce)量方法🌈的優缺(que)點及應用場合(he)。從而造成許多(duō)壓縮機制造商(shāng)和用戶🛀🏻沒有根(gēn)據所測壓縮機(jī)的特點選用合(hé)适的排氣量測(cè)量💘方法。
壓縮機(ji)排氣量測量方(fang)法種類繁多,常(chang)見的測量方法(fǎ)分爲節流🐉法及(ji)充氣法。
1.1節流法(fǎ)
節流法是在流(liu)體管道中放置(zhì)孔闆、噴嘴等節(jie)流元件,流體流(liú)🈚過節流元件時(shí)會在節流元件(jian)兩側産生壓差(cha)。流體的流量與(yu)🌈節流元件兩端(duan)壓差成正比。也(yě)⁉️就是說通過測(cè)♍量壓差的大小(xiao)✂️，可以得出流量(liàng)的大小田。
1)ISA1932噴嘴(zuǐ)
這種噴嘴要求(qiu)在噴嘴前後有(yǒu)相應的整流裝(zhuang)置。這種🐪裝置的(de)大好處是測量(liang)的氣體不用放(fang)空，沒有浪費壓(ya)縮空氣。
2)ASME噴嘴
ASME噴(pēn)嘴是美國機械(xie)工程師學會所(suǒ)推薦使用的節(jiē)流元🔴件。由于中(zhong)♌國最早的壓縮(suo)機試驗方法标(biao)準時參照ASME PTC9進📧行(háng)制定的。所以ASME噴(pen)嘴🏃♂️在中國各壓(yā)縮機制造單位(wèi)得到了廣泛的(de)應用。該噴嘴也(ye)同樣要求管路(lu)具有整流裝⛹🏻♀️置(zhì)。但由于🧑🏽🤝🧑🏻該噴嘴(zuǐ)後✉️面直接将空(kōng)氣排向大氣,故(gù)下遊壓力爲大(dà)氣壓，測量工況(kuàng)易于穩定。同樣(yàng),由于直接将♉被(bèi)測氣體直接排(pái)向大氣,一-是浪(lang)費♈了壓縮氣體(ti)、而是不适用于(yú)貴重氣體或易(yi)燃易爆有毒氣(qi)體的測量。
3)文丘(qiū)裏噴嘴
文丘裏(lǐ)噴嘴與ASME噴嘴的(de)共同之處都是(shi)将被測氣體直(zhi)接排向大氣。測(cè)量工況易于穩(wěn)定。同樣也具有(yǒu)浪費壓🎯縮氣♍體(ti)及不适用于貴(gui)重氣體或易燃(rán)易爆有毒氣體(ti)的測量的缺點(dian)。文丘裏⛹🏻♀️噴嘴要(yao)求流過噴嘴🥰喉(hóu)部的流速要達(da)到音速以上。這(zhe)使其具有更适(shì)用于大流量氣(qì)體測量的特點(dian)。
1.2充氣法
充氣法(fa)也是國家标準(zhun)GB/T15487《容積式壓縮機(jī)流量試驗方法(fǎ)》推薦的排氣量(liang)試驗方法之一(yī)。該方法的好處(chu)是不需㊙️要将被(bèi)測氣體🍉排向大(dà)氣,當測量貴重(zhong)或有毒氣體時(shí),該方法具有顯(xian)著的優越性。但(dàn)由于充氣法要(yao)求正确測量充(chong)氣前後的溫度(du)和壓力及充氣(qì)時♈間,當充氣容(róng)積相對壓縮機(ji)的排氣量較小(xiǎo)時,其測量精度(dù)也就👈較差了。換(huàn)言之,如果充氣(qì)容積相對壓縮(suo)機的排氣量足(zu)夠大時,可以取(qu)得理想的測量(liang)精🎯度。
以上是國(guó)際标準和國内(nei)标準推薦的幾(jǐ)種壓縮機排氣(qi)💛量試驗方法。這(zhè)些方法的共同(tong)之處是當對節(jiē)流元✍️件的幾何(hé)尺寸及有關的(de)熱工傳感器精(jīng)度進行嚴格♍控(kòng)制時,可以取得(de)理想的測量精(jing)度。
采用節流元(yuán)件法進行排氣(qì)量測量的缺點(dian)是:
(1)節流元件的(de)幾何尺寸複雜(za),檢驗難度大;
(2)檢(jiǎn)驗數據需要進(jìn)一步 進行計算(suàn),對測量人員的(de)技術能力有🌏一(yī)定的要求;
(3 )測量(liàng)結果不直觀，無(wú)法直接顯示。
那(nà)麽有沒有更好(hǎo)的方法來檢測(ce)壓縮機的排氣(qì)量呢🈲?與有關企(qi)🐅業進行了采用(yòng)渦街流量計
法(fǎ)進行壓縮機流(liu)量測量的嘗試(shì)。
2渦街流量計工(gōng)作原理
渦街流(liú)量計也稱之爲(wèi)旋渦流量計或(huo)卡門渦街流量(liang)計。可以适用于(yú)管道内多種流(liu)體(氣體液體、蒸(zhēng)氣)的流🧑🏾🤝🧑🏼量測量(liàng)。其特點👨❤️👨是壓力(lì)損失小，量程範(fan)圍大,精度高,在(zai)測量工況體積(ji)流量時🐕可以對(dui)💛流體的壓力和(he)溫度參♈數自動(dong)進行修訂。該📧流(liu)量計可以将測(cè)量結果進行模(mó)拟标準信号或(huò)數字脈沖信号(hao)的輸出,容易與(yu)計算機⁉️等數字(zì)系統配💰套使用(yòng)，是一種理想的(de)測量儀器。
在流(liu)體中設置非流(liú)線型漩渦發聲(shēng)體時,在渦街流(liu)量變⛱️送器♋中的(de)三角柱形的旋(xuán)渦發生體後會(hui)上下交替産生(sheng)正比于流⛷️速的(de)兩列旋渦，這種(zhǒng)旋渦稱爲卡門(mén)旋渦(見圖😍1)。旋渦(wo)的釋放頻🌏率與(yu)流☂️過旋渦發生(shēng)💘體的流體平均(jun)速度☂️及旋渦發(fā)生體特征☂️寬度(dù)有關📱,用下式表(biǎo)示:
式中ƒ--旋渦的(de)釋放頻率 ,單位(wei)爲Hz;
Ʋ--流過旋渦發(fa)生體的流體平(ping)均速度,單位爲(wèi)m/s;
d一旋渦發生體(ti)特征寬度,單位(wèi)爲m;
St一斯特勞哈(hā)爾數(Strouhal number) ,無量綱，它(tā)的數值範圍爲(wei)0.14 ~ 0.27
St是雷諾數的函(hán)數,
通過測量旋(xuán)渦頻率就可以(yi)計算出流過旋(xuán)渦發生體的流(liú)體平均速度Ʋ,再(zài)由公式
求出流(liu)體流過流量計(jì)的流量q。(式中A爲(wèi)流體流過旋渦(wo)發生體的截面(miàn)積。)
3采用渦街流(liu)量計進行排氣(qi)量實測試驗
渦(wo)街流量計的安(ān)裝較爲方便,但(dan)希望能确保氣(qi)體在流經流量(liàng)🤞計之前的流動(dòng)狀态爲穩定的(de)層流狀态,且避(bì)免流量計後🎯的(de)彎頭或閥門對(duì)渦街的産生🏃🏻造(zào)成幹擾。安裝流(liu)量計時,應确保(bao)流量計上遊應(yīng)有😍長度不小🚩于(yú)25D的等徑直管段(duan),下遊應有不小(xiǎo)于5D的等徑直管(guǎn)段。現場測量時(shi)采用通徑爲DN65的(de)渦街流量計,其(qi)測量範圍🔆爲:0.75至(zhì)6.3m³/min。
現場對一台額(e)定功率爲11kW、排氣(qi)壓力爲0.8MPa的螺杆(gǎn)壓縮機進♊行了(le)實👄測。實測排氣(qì)壓力爲:0.790MPa,測得的(de)排氣量爲: 1.51m³/min。實測(ce)機組輸人功率(lü)爲:11.93kW。
同樣---台螺杆(gǎn)壓縮機在國家(jiā)制冷設備制冷(leng)監督檢📞驗中心(xīn)⚽采💛用ASME噴嘴節流(liu)的方法再次進(jin)行了對比試驗(yàn)。其主要性能🐉數(shu)據✔️爲:實測排氣(qi)壓力0.807MPa,測得排氣(qì)量爲:1.50 m³/min。
兩種方法(fa)相比,實測排氣(qì)量的誤差爲:0.67%。也(yě)就是說,在企業(ye)産品出廠試驗(yan)時,采用渦街流(liú)量計可以取得(dé)與ASME噴嘴節流法(fǎ)相近的測量結(jie)果。如有必要時(shi),可以對流量測(cè)量的不确定度(dù)進行㊙️分析,參見(jian)《壓縮機性能數(shu)據的相對标準(zhǔn)不确定度🛀分析(xī)》。
4渦流流量計的(de)精度校準
爲了(le)嚴格确定所用(yong)渦街流量計的(de)測量精度。将所(suo)用渦街流量計(jì)送到專業校準(zhun)機構按照國家(jiā)校準規程🈲向進(jìn)行了🐕校準,采用(yòng)的計量标準器(qì)具爲音速🍉噴嘴(zuǐ)流量标準裝置(zhì)。其🔞校準數據見(jian)表1。
流量計示值(zhí)誤差:0.36% ,重複性誤(wù)差:0.16%,由此可以看(kàn)出,在實驗室條(tiao)‼️件下🙇🏻，渦街流量(liàng)計具有非常理(lǐ)想的測量精🔅度(du)。
5結論
由于測量(liàng)技術的發展7-,有(you)越來越多的排(pái)氣量測量儀器(qi)供壓縮機制造(zao)廠選擇,渦街流(liú)量計是較理想(xiǎng)的選擇之一。渦(wo)街流量計具有(you)價格低廉、安裝(zhuāng)方便、使用簡單(dan)、對壓力溫度參(cān)數自動進行🈲修(xiu)訂的優點。特别(bie)是渦街流量計(jì)可以對壓縮機(ji)的排氣量進行(hang)累計測量的特(tè)點,對壓縮機使(shi)用過程的能效(xiao)測量具有非常(chang)獨特的意義。随(suí)着渦街流量計(ji)的應用,将來有(yǒu)可能根據渦🌍街(jiē)流量⚽計記錄的(de)累計流量及電(dian)度表記錄的累(lèi)計用電量來評(píng)價壓縮🐅機的效(xiào)率。必💃🏻将進--步推(tuī)動有關标準的(de)修訂。
以上内容(róng)源于網絡，如有(you)侵權聯系即删(shan)除!
