0引言(yan)
　　氣體壓縮機(ji)是壓縮氣體(ti)的機械設備(bei)。氣體壓縮機(jī)排氣量⛷️的檢(jiǎn)測是壓縮機(ji)性能檢測中(zhong)重要的檢測(cè)技術之一。壓(yā)縮機排㊙️氣量(liang)的實測數據(ju)決定着壓縮(suō)⭐機的合格與(yǔ)否,決定着壓(ya)縮機的能效(xiào)等級,即決定(dìng)着壓縮機的(de)能源比耗。
　　現(xian)在國際上通(tong)用的壓縮機(ji)性能試驗方(fang)法"給出了檢(jian)測在㊙️不同海(hai)拔地區,不同(tóng)使用溫度運(yùn)行的壓縮機(ji)的排氣量、功(gōng)率和比功🥰率(lü)的試驗方法(fǎ)。我國也根🐕據(ju)該國際标準(zhun),編制了相應(yīng)的國家标準(zhun)口。這兩個标(biao)準除了介紹(shào)功率、比功率(lǜ)測量之外,排(pai)🐇氣量測量方(fang)法是重要的(de)内容。國際标(biao)準ISO1217和我國❄️國(guó)家标準GB/T3853的實(shi)施極大方便(biàn)了國内外壓(yā)縮♌機制造商(shang)和壓縮機用(yòng)戶之間的對(dui)壓縮機産品(pǐn)性能的評定(dìng)。
1常用的排氣(qì)量測量方法(fa)
　　國際标準和(he)中國國家标(biāo)準中雖然介(jiè)紹了各種排(pai)氣量的☁️測量(liàng)方法,但并沒(mei)有介紹各種(zhong)排氣量測量(liàng)🛀🏻方法的優㊙️缺(quē)點及應用場(chǎng)合。從而造成(cheng)許多壓縮機(ji)制造商和用(yòng)戶沒有根據(jù)所測壓縮機(ji)的特點選用(yong)‼️合适的排氣(qì)量測量方法(fǎ)。
壓縮機排氣(qi)量測量方法(fǎ)種類繁多,常(cháng)見的測量方(fāng)法分🌈爲節流(liú)法及充氣法(fa)。
1.1節流法
　　節流(liú)法是在流體(tǐ)管道中放置(zhì)孔闆、噴嘴等(děng)節流元🌂件,流(liú)體流過🌐節流(liú)元件時會在(zai)節流元件兩(liang)側産生壓差(chà)。流體的流量(liang)與節流元件(jiàn)兩端壓差成(cheng)正比。也就是(shì)說通過測量(liàng)壓差的大小(xiao)，可以得出流(liu)量的大小田(tian)。
1)ISA1932噴嘴
　　這種噴(pen)嘴要求在噴(pēn)嘴前後有相(xiàng)應的整流裝(zhuāng)置。這種裝❗置(zhì)的大🤞好處是(shi)測量的氣體(ti)不用放空，沒(mei)有浪費壓💜縮(suō)空氣。
2)ASME噴嘴
　　ASME噴(pēn)嘴是美國機(jī)械工程師學(xue)會所推薦使(shǐ)用的節流元(yuán)件。由于中國(guo)最早的壓縮(suō)機試驗方法(fa)标準時參照(zhào)ASME PTC9進🔞行制定的(de)。所以ASME噴嘴在(zai)中國各壓縮(suō)機制造單位(wèi)得到☎️了廣泛(fàn)的應用。該噴(pēn)嘴👨‍❤️‍👨也同樣🔞要(yao)求管路具🔆有(you)整流裝置。但(dàn)由于✊該噴嘴(zuǐ)後面直接将(jiang)空氣排向大(da)氣,故下遊壓(yā)力爲大氣☔壓(ya)，測量工況易(yì)于穩定。同🔆樣(yàng),由于直接将(jiang)被測氣體直(zhí)接排向大氣(qi),一-是浪費了(le)壓縮氣體、而(ér)是💃🏻不适用于(yu)貴重氣體或(huo)易燃易爆🚩有(you)毒氣體的測(ce)量。
3)文丘裏噴(pēn)嘴
　　文丘裏噴(pen)嘴與ASME噴嘴的(de)共同之處都(dou)是将被測氣(qi)體直接排向(xiàng)大氣。測量工(gōng)況易于穩定(ding)。同樣也具有(yǒu)浪費壓縮氣(qì)☎️體及不适用(yòng)于貴重氣體(tǐ)或易燃易爆(bào)有🎯毒氣體的(de)測量👣的缺點(diǎn)。文丘裏♉噴嘴(zui)要🏃🏻求流過噴(pēn)嘴喉部的流(liu)速要達到音(yin)速以上。這使(shǐ)其具有更适(shi)用🌍于大流量(liang)氣體測量的(de)特點。
1.2充氣法(fǎ)
　　充氣法也是(shì)國家标準GB/T15487《容(rong)積式壓縮機(jī)流量試驗方(fang)法》推薦的排(pai)氣量試驗方(fāng)法之一。該方(fang)法的好處是(shì)不需要将被(bei)測氣體排向(xiàng)大氣,當測量(liàng)貴重或有毒(du)氣體時💚,該方(fāng)法具有顯著(zhe)的優❤️越性。但(dàn)由于充氣法(fa)要求正确測(cè)量充氣前後(hòu)的溫😍度和壓(yā)力及充氣時(shi)間,當充氣容(róng)🐪積相對壓縮(suo)機的排氣量(liàng)較小時,其測(cè)量精度也就(jiu)較差了。換言(yan)之,如果充氣(qi)容積相對壓(ya)縮機的排氣(qì)量足夠大時(shí),可以取得理(lǐ)想的測量精(jīng)度。
　　以上是國(guo)際标準和國(guo)内标準推薦(jiàn)的幾種壓縮(suō)機排氣量📧試(shi)💃🏻驗方法。這些(xiē)方法的共同(tóng)之處是當對(duì)節☀️流元件的(de)⭕幾何尺寸及(ji)有關的熱工(gōng)傳感器精度(du)進行嚴格控(kòng)制時,可以取(qǔ)得理想的測(ce)量精度。
采用(yòng)節流元件法(fǎ)進行排氣量(liàng)測量的缺點(diǎn)是:
(1)節流元件(jiàn)的幾何尺寸(cùn)複雜,檢驗難(nán)度大;
(2)檢驗數(shù)據需要進一(yī)步 進行計算(suan),對測量人員(yuán)的技術能力(lì)有一定的要(yào)求;
(3 )測量結果(guo)不直觀，無法(fǎ)直接顯示。
　　那(na)麽有沒有更(gèng)好的方法來(lái)檢測壓縮機(jī)的排氣量♈呢(ne)?與🔞有關企業(ye)進行了采用(yong)渦街流量計(ji) 法進行壓縮(suō)機流量測量(liàng)的嘗試。
2渦街(jie)流量計工作(zuo)原理
　　渦街流(liu)量計也稱之(zhī)爲旋渦流量(liàng)計或卡門渦(wo)街流量計🌍。可(kě)以适用于管(guan)道内多種流(liu)體(氣體液體(ti)、蒸氣)的流量(liàng)測量。其特點(diǎn)是壓力損失(shi)小，量程範圍(wei)大,精度高,在(zai)測量工況體(ti)積流量時可(ke)以對流體的(de)壓力和溫度(du)參數自動進(jin)行修訂。該流(liú)量計可以将(jiāng)測量♻️結果進(jìn)行模拟标準(zhǔn)信号🙇‍♀️或數字(zi)脈沖信号的(de)輸出,容易與(yǔ)計算機等數(shù)字系統配套(tào)使用，是一種(zhǒng)理想🐇的測量(liàng)儀器。
　　在流體(tǐ)中設置非流(liú)線型漩渦發(fa)聲體時,在渦(wo)街流量變送(song)器中的三角(jiǎo)柱形的旋渦(wō)發生體後會(huì)上下交替産(chan)生正比于流(liu)速的兩列旋(xuán)渦，這種旋渦(wō)稱爲卡門旋(xuán)🛀渦(見圖1)。旋渦(wō)的釋放頻率(lǜ)與流過旋渦(wo)發生體的流(liú)體平均速度(dù)及旋渦發生(shēng)體特征寬度(du)有關,用下式(shì)表示🌍:
 
式中ƒ--旋(xuan)渦的釋放頻(pín)率 ,單位爲Hz;
Ʋ--流(liú)過旋渦發生(shēng)體的流體平(píng)均速度,單位(wei)爲m/s;
d一旋渦發(fā)生體特征寬(kuān)度,單位爲m;
St一(yī)斯特勞哈爾(ěr)數(Strouhal number) ,無量綱，它(tā)的數值範圍(wéi)爲0.14 ~ 0.27
St是雷諾數(shù)的函數,
 
　　通過(guò)測量旋渦頻(pin)率就可以計(ji)算出流過旋(xuán)渦發生⛱️體的(de)流體平💋均速(sù)度Ʋ,再由公式(shi)
 
　　求出流體流(liú)過流量計的(de)流量q。(式中A爲(wèi)流體流過旋(xuan)渦發生⛱️體的(de)截面積。)
3采用(yòng)渦街流量計(ji)進行排氣量(liang)實測試驗
　　渦(wō)街流量計的(de)安裝較爲方(fāng)便,但希望能(néng)确保氣體在(zai)流經流量計(jì)之前的流動(dòng)狀态爲穩定(ding)的層流狀态(tài),且避免流量(liàng)🔞計後的彎頭(tou)或閥門對渦(wō)街的産生造(zao)成幹⭕擾。安裝(zhuang)流量計時,應(yīng)确保流量計(jì)上遊應有長(zhǎng)度不小于25D的(de)等徑直管段(duàn),下遊應有不(bu)小于5D的等💰徑(jing)直管段。現場(chǎng)測量時采💃用(yong)通徑爲DN65的渦(wo)街流量計🐉,其(qí)測量範圍爲(wei):0.75至6.3m³/min。
　　現場對一(yī)台額定功率(lü)爲11kW、排氣壓力(li)爲0.8MPa的螺杆壓(ya)縮機進行了(le)實測。實測排(pái)氣壓力爲:0.790MPa,測(cè)得的排氣量(liang)爲: 1.51m³/min。實測機組(zǔ)輸人🈲功率爲(wei):11.93kW。
　　同樣---台螺杆(gan)壓縮機在國(guó)家制冷設備(bei)制冷監督檢(jiǎn)驗中心采用(yong)ASME噴嘴節流的(de)方法再次進(jin)行了對比試(shi)驗。其主要性(xìng)能數據爲:實(shí)測排氣壓力(li)0.807MPa,測得排氣量(liang)‼️爲:1.50 m³/min。
　　兩種方法(fa)相比,實測排(pai)氣量的誤差(chà)爲:0.67%。也就是說(shuō),在企業産品(pin)出廠試驗時(shí),采用渦街流(liú)量計可以取(qǔ)得與ASME噴嘴節(jiē)🔆流法相近的(de)測量結果。如(rú)有必要時,可(ke)以對流量🐉測(ce)量的不确定(ding)🈲度進行分析(xī),參見《壓縮機(jī)性💞能數據的(de)相對标準不(bu)确定度分析(xī)》。
4渦流流量計(jì)的精度校準(zhǔn)
　　爲了嚴格确(què)定所用渦街(jiē)流量計的測(ce)量精度。将所(suǒ)用渦🍉街流量(liàng)計送到專業(ye)校準機構按(àn)照國家校準(zhun)規程向進♻️行(hang)了☁️校準,采用(yòng)🔴的計量标準(zhun)器具爲音速(sù)噴嘴流量标(biāo)準🙇🏻裝置。其校(xiào)準數據見表(biǎo)1。
 
　　流量計示值(zhí)誤差:0.36% ,重複性(xìng)誤差:0.16%,由此可(ke)以看出,在實(shí)☎️驗室🈲條件下(xia)，渦街流量計(jì)具有非常理(lǐ)想的測量精(jīng)度。
5結論
　　由于(yú)測量技術的(de)發展7-,有越來(lai)越多的排氣(qì)量測量🐇儀器(qì)供壓縮機制(zhì)造廠選擇,渦(wo)街流量計是(shi)較理想的選(xuǎn)擇之一。渦🙇🏻街(jiē)流量計具有(yǒu)價格低廉、安(an)裝方便、使用(yòng)簡單、對壓力(li)溫度參數自(zi)🚶‍♀️動進行修訂(dìng)的優點📐。特别(bié)是渦街流量(liàng)計✊可以對壓(yā)縮機的排💔氣(qì)量進行♌累計(ji)測量的特點(diǎn),對壓縮機使(shi)用過程的能(néng)效測量♋具有(you)非常獨特的(de)意義。随着渦(wō)街流量計的(de)應用,将來有(you)可能根據渦(wō)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻街流量🚶‍♀️計記(jì)錄的累計流(liu)量及電度表(biao)記錄的累計(ji)用電量來評(píng)價壓縮機🌈的(de)效率。必将進(jìn)--步推動有關(guan)标準的修訂(dìng)。

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