目录 活塞式压缩机结构、运转及性能实验 离心泵性能测试 内压薄壁容器应力测定 15 外压圆筒失稳实验 20 高压容器爆破实验. 23 超声波探伤实验 换热器总传热系数的测定 精馏操作与塔效率的测定 搅拌反应器性能实验. 碳钢极化曲线测定… 不锈钢钝化曲线测定 振动测量 52 临界转速测量 法兰非金属垫片密封性能实验 传感器系统综合实验 二容水箱液位控制实验 雷诺实验 74
目 录 活塞式压缩机结构、运转及性能实验.....................................................................................1 离心泵性能测试.......................................................................................................................12 内压薄壁容器应力测定...........................................................................................................15 外压圆筒失稳实验...................................................................................................................20 高压容器爆破实验...................................................................................................................23 超声波探伤实验.......................................................................................................................28 换热器总传热系数的测定.......................................................................................................31 精馏操作与塔效率的测定.......................................................................................................34 搅拌反应器性能实验...............................................................................................................38 碳钢极化曲线测定...................................................................................................................44 不锈钢钝化曲线测定...............................................................................................................48 振动测量...................................................................................................................................52 临界转速测量...........................................................................................................................55 法兰非金属垫片密封性能实验...............................................................................................60 传感器系统综合实验...............................................................................................................62 二容水箱液位控制实验...........................................................................................................70 雷诺实验...................................................................................................................................74
活塞式压缩机结构、运转及性能实验 实验项目性质:综合性 所属课程名称:过程流体机械 计划学时:4学时 、实验目的及任务 1.实验目的 本实验室过程流体机械实验课中的一项综合性实验,包括两部分:活塞式压缩机结 构和活塞式压缩机运转性能测定。实验目的有二: (1)通过观察多种结构的压缩机和拆解一台空气压缩机,把课堂教学与实际应用 有机地结合起来,达到获得对实际往复活塞压缩机内外各部件的感性认识的目的。了解 气阀、活塞、十字头、曲柄连杆机构与曲轴箱之间的相对位置,以及他们的形状与作用。 认识气体进出压缩机的途径,压缩机的冷却方式,润滑方法。掌握各主要零部件的拆装 步骤及方法。 (2)通过实验测量一台活塞式压缩机运转性能,进一步理解活塞式压缩机的基本 理论,掌握过程流体机械的实验研究方法和手段。本实验通过测定一台活塞式压缩机的 排气量、功率、转速来研究和分析活塞式压缩机的运转性能和影响活塞式压缩机性能的 因素,同时观察压缩机气缸内部的工作过程一示功图 2.任务 (1)观察多种结构的压缩机并拆解一台空气压缩机 (2)测定在一定转速下和一定工况下,压缩机的排气量Q、指示功率、轴功率 №并与理论计算值比较;观察示功图 (3)了解计算机控制的参数采集系统的工作机理(包括信号与采集、运算处理、 结果显示及结果打印) 实验内容及要求 1.活塞式压缩机结构实验 a.实验压缩机 压缩机3台: 立式单级单作用空压机1台,W型单级单作用空压机1台,L型两级双作用空压机 (可动有机玻璃模型机)1台
1 活塞式压缩机结构、运转及性能实验 实验项目性质：综合性 所属课程名称：过程流体机械 计划学时：4 学时 一、实验目的及任务 1. 实验目的 本实验室过程流体机械实验课中的一项综合性实验，包括两部分：活塞式压缩机结 构和活塞式压缩机运转性能测定。实验目的有二： （1） 通过观察多种结构的压缩机和拆解一台空气压缩机，把课堂教学与实际应用 有机地结合起来，达到获得对实际往复活塞压缩机内外各部件的感性认识的目的。了解 气阀、活塞、十字头、曲柄连杆机构与曲轴箱之间的相对位置，以及他们的形状与作用。 认识气体进出压缩机的途径，压缩机的冷却方式，润滑方法。掌握各主要零部件的拆装 步骤及方法。 （2） 通过实验测量一台活塞式压缩机运转性能，进一步理解活塞式压缩机的基本 理论，掌握过程流体机械的实验研究方法和手段。本实验通过测定一台活塞式压缩机的 排气量、功率、转速来研究和分析活塞式压缩机的运转性能和影响活塞式压缩机性能的 因素，同时观察压缩机气缸内部的工作过程—示功图。 2. 任务 （1） 观察多种结构的压缩机并拆解一台空气压缩机。 （2） 测定在一定转速下和一定工况下，压缩机的排气量 Q、指示功率、轴功率 Nz 并与理论计算值比较；观察示功图。 （3） 了解计算机控制的参数采集系统的工作机理（包括信号与采集、运算处理、 结果显示及结果打印）； 二、 实验内容及要求 1. 活塞式压缩机结构实验 a. 实验压缩机 压缩机 3 台： 立式单级单作用空压机 1 台，W 型单级单作用空压机 1 台，L 型两级双作用空压机 （可动有机玻璃模型机）1 台
b.压缩机的总体结构及主要零部件介绍 工作机构 工作机构是实现空气压缩的主要部件。由气缸、气阀、活塞组件等组成。气缸呈圆 筒形,在气缸盖(及汽缸座)设有若干吸气阀与排气阀。活塞由曲柄连杆机构带动在气 缸中做往复运动。L型压缩机有两个气缸,通常垂直列为一级缸,水平列为二级缸。空 气吸入一级气缸经过压缩后,进入中间冷却器降温,再进入二级气缸压缩,最后排出到 输气管路供使用。 运动机构 运动机构由曲轴、连杆、十字头(用于双作用压缩机,对单作用压缩机为连杆)组 成,用于传递动力,将曲轴的旋转运动变成往复运动。曲轴的曲拐上装有一个或多个连 杆。连杆的另一端与只能在滑道内作往复运动的十字头(对单作用压缩机为在汽缸内作 往复运动的活塞)连接。这样,旋转的曲轴使连杆摆动,传到十字头(活塞)作往复运 动,在通过活塞杆使活塞往复运动对气体做功。 机身 机身上支承和安装着整个运动机构与工作机构,又兼作润滑油箱用。曲轴用轴承支 承在机身上。对于双作用压缩机,机身上两个滑道又支托着十字头,两个气缸分别固定 在L型机身的两臂上 气缸 气缸是构成压缩容积实现气体压缩的主要部件。本实验的压缩机气缸有空冷的,也 有水冷的。单作用压缩机为空冷,缸体和缸盖上有散热翅片。双作用压缩机气缸为水冷 结构。 活塞组件 活塞组件包括活塞、活塞环及活塞杆(双作用压缩机)或活塞、活塞环及活塞销(单 作用压缩机)等。实验的L型压缩机活塞为盘形活塞机构。在活塞盘侧面上有两道凹槽, 用来安装活塞环。活塞杆的作用是将活塞与十字头连接起来,传递作用在活塞上的力, 带动活塞运动。其它压缩机用的是筒型活塞,活塞与连杆是通过活塞销连接。活塞环为 开口圆环,在自由状态下,其外径大于气缸直径。装入气缸后,环径缩小,仅在切口 处留下一个热膨胀间隙δ。其主要作用是密封气缸与活塞盘之间的间隙,防止气体从压 缩容积的一侧漏向另一侧,此外还有均布润滑油的作用。单作用压缩机用的筒型活塞上 还有一道刮油环,用于刮去汽缸表面多余的润滑油
2 b. 压缩机的总体结构及主要零部件介绍 工作机构 工作机构是实现空气压缩的主要部件。由气缸、气阀、活塞组件等组成。气缸呈圆 筒形，在气缸盖（及汽缸座）设有若干吸气阀与排气阀。活塞由曲柄连杆机构带动在气 缸中做往复运动。L 型压缩机有两个气缸，通常垂直列为一级缸，水平列为二级缸。空 气吸入一级气缸经过压缩后，进入中间冷却器降温，再进入二级气缸压缩，最后排出到 输气管路供使用。 运动机构 运动机构由曲轴、连杆、十字头（用于双作用压缩机，对单作用压缩机为连杆）组 成，用于传递动力，将曲轴的旋转运动变成往复运动。曲轴的曲拐上装有一个或多个连 杆。连杆的另一端与只能在滑道内作往复运动的十字头（对单作用压缩机为在汽缸内作 往复运动的活塞）连接。这样，旋转的曲轴使连杆摆动，传到十字头（活塞）作往复运 动，在通过活塞杆使活塞往复运动对气体做功。 机身 机身上支承和安装着整个运动机构与工作机构，又兼作润滑油箱用。曲轴用轴承支 承在机身上。对于双作用压缩机，机身上两个滑道又支托着十字头，两个气缸分别固定 在 L 型机身的两臂上。 气缸 气缸是构成压缩容积实现气体压缩的主要部件。本实验的压缩机气缸有空冷的，也 有水冷的。单作用压缩机为空冷，缸体和缸盖上有散热翅片。双作用压缩机气缸为水冷 结构。 活塞组件 活塞组件包括活塞、活塞环及活塞杆（双作用压缩机）或活塞、活塞环及活塞销（单 作用压缩机）等。实验的 L 型压缩机活塞为盘形活塞机构。在活塞盘侧面上有两道凹槽， 用来安装活塞环。活塞杆的作用是将活塞与十字头连接起来，传递作用在活塞上的力， 带动活塞运动。其它压缩机用的是筒型活塞，活塞与连杆是通过活塞销连接。活塞环为 一开口圆环，在自由状态下，其外径大于气缸直径。装入气缸后，环径缩小，仅在切口 处留下一个热膨胀间隙 。其主要作用是密封气缸与活塞盘之间的间隙，防止气体从压 缩容积的一侧漏向另一侧，此外还有均布润滑油的作用。单作用压缩机用的筒型活塞上 还有一道刮油环，用于刮去汽缸表面多余的润滑油
气阀 气阀是压缩机中的重要部件,其作用是控制气体及时吸入与排出气缸。实验所用压 缩机的气阀为环状阀,主要由阀座、阀片、弹簧及升高限制器等零件组成。它的工作原 理以吸气阀为例来说明。在吸气过程,当气缸内的压力低于吸气管道中的压力,且两者 压力差所产生的推力足已克服弹簧压紧力及阀片、弹簧的惯性力时,弹簧随即把阀片弹 回,阀片由落在阀座上,吸气阀关闭,完成吸气过程。 曲轴 曲轴是压缩机的运动部件。主要由主轴颈、曲轴销、曲柄等组成。曲轴搁置在机体 轴承座上的部份,称为猪轴颈;与连杆连接的部分称为曲柄销;连接主轴颈与曲柄销的 部分称为曲柄。曲柄与曲柄销组合在一起称为曲拐。本实验所用压缩机的曲轴均为曲拐 轴,其特点是曲柄销两端均有曲柄形成曲拐 连杆 连杆是连接曲轴与十字头(或活塞)的部件,它将曲轴的旋转运动转换成活塞的往 复运动,并将外界输入的功率传给活塞组件。压缩机工作时,连杆组件作平面运动,其 中与曲柄销相连的大头作旋转运动,与十字头销(活塞销)相连的小头作往复运动,连 杆体作摆动。 十字头 十字头是连接活塞杆与连杆的部件,是双作用压缩机特有的。它在导轨里作往复运 动,并将连杆的动力传给活塞部件。实验用L型压缩机的十字头与连杆的连接方式为闭 式。十字头与活塞杆的连接采用螺纹连接方式,可根据活塞杆螺纹旋入十字头的深浅来 调整活塞杆与气缸端面的间隙,并用自锁螺母锁紧。十字头与连杆采用十字头销连接。 压缩机的润滑系统 本实验的L型压缩机采用压力润滑方式。分为两个独立的系统:气缸部分靠注油器 供润滑,传动部分靠齿轮油泵供油润滑;其它两台压缩机采用的是飞溅润滑方式,即汽 缸—活塞及曲轴—连杆的润滑都采用由连杆大头上的打油机构将曲轴箱内的润滑油溅 起到润滑表面实现润滑。 L型压缩机传动机构的润滑:传动机构的润滑路线如下:
3 气阀 气阀是压缩机中的重要部件，其作用是控制气体及时吸入与排出气缸。实验所用压 缩机的气阀为环状阀，主要由阀座、阀片、弹簧及升高限制器等零件组成。它的工作原 理以吸气阀为例来说明。在吸气过程，当气缸内的压力低于吸气管道中的压力，且两者 压力差所产生的推力足已克服弹簧压紧力及阀片、弹簧的惯性力时，弹簧随即把阀片弹 回，阀片由落在阀座上，吸气阀关闭，完成吸气过程。 曲轴 曲轴是压缩机的运动部件。主要由主轴颈、曲轴销、曲柄等组成。曲轴搁置在机体 轴承座上的部份，称为猪轴颈；与连杆连接的部分称为曲柄销；连接主轴颈与曲柄销的 部分称为曲柄。曲柄与曲柄销组合在一起称为曲拐。本实验所用压缩机的曲轴均为曲拐 轴，其特点是曲柄销两端均有曲柄形成曲拐。 连杆 连杆是连接曲轴与十字头（或活塞）的部件，它将曲轴的旋转运动转换成活塞的往 复运动，并将外界输入的功率传给活塞组件。压缩机工作时，连杆组件作平面运动，其 中与曲柄销相连的大头作旋转运动，与十字头销（活塞销）相连的小头作往复运动，连 杆体作摆动。 十字头 十字头是连接活塞杆与连杆的部件，是双作用压缩机特有的。它在导轨里作往复运 动，并将连杆的动力传给活塞部件。实验用 L 型压缩机的十字头与连杆的连接方式为闭 式。十字头与活塞杆的连接采用螺纹连接方式，可根据活塞杆螺纹旋入十字头的深浅来 调整活塞杆与气缸端面的间隙，并用自锁螺母锁紧。十字头与连杆采用十字头销连接。 压缩机的润滑系统 本实验的 L 型压缩机采用压力润滑方式。分为两个独立的系统：气缸部分靠注油器 供润滑，传动部分靠齿轮油泵供油润滑；其它两台压缩机采用的是飞溅润滑方式，即汽 缸—活塞及曲轴—连杆的润滑都采用由连杆大头上的打油机构将曲轴箱内的润滑油溅 起到润滑表面实现润滑。 L 型压缩机传动机构的润滑：传动机构的润滑路线如下：
储油箱齿轮油泵滤油器油冷却器主轴承连杆大头连杆小头 十字头滑道 十字头销 图1传动机构的润滑路线 冷却系统 本实验L型压缩机采用水冷方式。两级之间设有中冷器,用于冷却一级排气;汽缸 及填料函外设有冷却水夹套,用于冷却汽缸和填料。 C.实验步骤 拆解并安装1台立式单级单作用空压机。拆卸时遵循从上到下,从外到内的基本原 则,安装时次序与拆卸是相反。本压缩机结构较简单,拆装的重点是观察汽缸、气阀及 气道的内部结构。拆卸次序为 Ⅰ.拆气缸盖 卸下缸盖顶部的螺母,向上拆下气缸盖。注意观察其结构形式以及内部气道的布置。 Ⅱ.拆气阀 本压缩机的气阀为组合式气阀,即进气阀和排气阀组合在一起。拆下气缸盖后即可 拿出装在气缸正上方的气阀组件。松开位于中心螺栓和螺母,即可将阀座和升程限制器 分开,取出阀片和弹簧。 Ⅲl盘动飞轮,使曲柄连杆机构与活塞动作,观察气缸内部及活塞在气缸内的运动 情况。 ⅣV.安装复原压缩机。 安装时注意参照压缩机的拆开步骤及压缩机结构形式,正确安装各部件。 d.实验要求 本部分要求观察3种压缩机的结构形式并作出记录。包括 总体结构,单、双作用活塞对应的运动机构,气阀结构及类型,汽缸结构及冷却方 式,润滑方式 2.活塞式压缩机运转性能测量 本部分实验内容为测量一台空气压缩机在设计工况下的排气量、指示功率并与理论
4 图１传动机构的润滑路线 冷却系统： 本实验 L 型压缩机采用水冷方式。两级之间设有中冷器，用于冷却一级排气；汽缸 及填料函外设有冷却水夹套，用于冷却汽缸和填料。 c. 实验步骤 拆解并安装 1 台立式单级单作用空压机。拆卸时遵循从上到下，从外到内的基本原 则，安装时次序与拆卸是相反。本压缩机结构较简单，拆装的重点是观察汽缸、气阀及 气道的内部结构。拆卸次序为： Ⅰ. 拆气缸盖 卸下缸盖顶部的螺母，向上拆下气缸盖。注意观察其结构形式以及内部气道的布置。 Ⅱ. 拆气阀 本压缩机的气阀为组合式气阀，即进气阀和排气阀组合在一起。拆下气缸盖后即可 拿出装在气缸正上方的气阀组件。松开位于中心螺栓和螺母，即可将阀座和升程限制器 分开，取出阀片和弹簧。 Ⅲ. 盘动飞轮，使曲柄连杆机构与活塞动作，观察气缸内部及活塞在气缸内的运动 情况。 Ⅳ. 安装复原压缩机。 安装时注意参照压缩机的拆开步骤及压缩机结构形式，正确安装各部件。 d. 实验要求 本部分要求观察 3 种压缩机的结构形式并作出记录。包括： 总体结构，单、双作用活塞对应的运动机构，气阀结构及类型，汽缸结构及冷却方 式，润滑方式。 2. 活塞式压缩机运转性能测量 本部分实验内容为测量一台空气压缩机在设计工况下的排气量、指示功率并与理论 储油箱 齿轮油泵 滤油器 油冷却器 主轴承 连杆大头 连杆小头 十字头滑道 十字头销
计算结果对比。 实验装置由容积式空气压缩机测试系统和空气压缩机组组成,见图2。 2 图2压缩机性能测试系统示意图 1喷嘴流量计2.压缩机ˆ3.转速传感器4.储气罐 5信号处理系统6数据采集接口箱7压力传感器 a.实验装置与实验原理 (1)实验压缩机装置 实验压缩机是上海压缩机厂制造的无十字头3缸单作用风冷式压缩机一台,压缩机 基本参数如下 额定排气量:1.0mmin 额定排气压力:0.7MPa(表压) 额定转速:1000/min 活塞行程:75mm(曲柄半径37.5mm) 气缸直径:90mm 气缸数目:3 润滑方式:飞溅式 压缩机轴功率:6.7KW 气缸相对余隙容积约为6% 驱动电动机额定功率:75KW
5 计算结果对比。 实验装置由容积式空气压缩机测试系统和空气压缩机组组成，见图 2。 图 2 压缩机性能测试系统示意图 1.喷嘴流量计 2.压缩机 3.转速传感器 4.储气罐 5.信号处理系统 6.数据采集接口箱 7.压力传感器 a. 实验装置与实验原理 （1） 实验压缩机装置 实验压缩机是上海压缩机厂制造的无十字头3缸单作用风冷式压缩机一台，压缩机 基本参数如下： 额定排气量：1.0 m3 /min 额定排气压力：0.7 MPa（表压） 额定转速：1000 r/ min 活塞行程：75 mm（曲柄半径37.5mm） 气缸直径：90 mm 气缸数目：3 润滑方式：飞溅式 压缩机轴功率：6.7 KW 气缸相对余隙容积约为6％ 驱动电动机额定功率：7.5 KW
电动机功率因数:0.85 压缩机是由曲柄连杆机构运转的,连杆直接与活塞相连接,没有十字头,连杆大头 为对分式。曲柄安装在滑动轴承上,压缩机的运动机构及气缸均用击溅方式进行润滑。 压缩机机身与气缸外套铸成整体。空气自大气进入压缩机,经压缩后排出,压缩机 的排气管接储气罐,储气罐为直径Φ300,长90omm璧厚10mm的容器,容器顶部有0.7MPa 的安全阀及压力表,储气罐出口连接有调节阀,以调节压缩机的出口压力。 (2)压缩机的排气测定装置 在储气罐出口的压力调节阀后设有一套排气量测定装置,即喷嘴流量计,装置设计 按照排气量按照“GB/T15487-1995《容积式压缩机流量测方法》”中所规定的方法进行测 定。装置由减压箱、喷嘴、测压管及测温管所组成,减压箱内有多孔小板及井字形隔板 所组成的气体流动装置,喷嘴由不锈钢或黄铜制造,孔径尺寸为1905mm。差压传感器 (或U型压力计)与测压装置连通,用以测定喷嘴前后的压差 根据测量得到的有关参数,压缩机实际排气量由下式计算得出 Q=112853×10CD27/H VPT 式中:Q一压缩机排气量(m3/min) C-喷嘴系数(查表) H一喷嘴前后的压力差(mm水柱),1mm水柱=10.2Pa D一喷嘴直径(mm) P一大气压力(105Pa) 70—压缩机吸入气体的绝对温度(K) 71-喷嘴前气体的绝对温度(K) (3)示功图(P)图的测试装置 压缩机的一个一级气缸顶部开孔,通过接头连接压电式压力传感器,测试气缸 内气体的瞬间压力P。压缩机飞轮上装有键相器,通过光电转速器,测试压缩机的 瞬间曲柄转角α。由下面公式确定活塞位移x, x=r[(1-cos a)+-(1-cos 2a)
6 电动机功率因数：0.85 压缩机是由曲柄连杆机构运转的，连杆直接与活塞相连接，没有十字头，连杆大头 为对分式。曲柄安装在滑动轴承上，压缩机的运动机构及气缸均用击溅方式进行润滑。 压缩机机身与气缸外套铸成整体。空气自大气进入压缩机，经压缩后排出，压缩机 的排气管接储气罐，储气罐为直径Φ300，长900mm壁厚10mm的容器，容器顶部有0.7 MPa 的安全阀及压力表，储气罐出口连接有调节阀，以调节压缩机的出口压力。 （2） 压缩机的排气测定装置 在储气罐出口的压力调节阀后设有一套排气量测定装置，即喷嘴流量计，装置设计 按照排气量按照“GB/T15487--1995《容积式压缩机流量测方法》”中所规定的方法进行测 定。装置由减压箱、喷嘴、测压管及测温管所组成，减压箱内有多孔小板及井字形隔板 所组成的气体流动装置，喷嘴由不锈钢或黄铜制造，孔径尺寸为19.05mm。差压传感器 （或U型压力计）与测压装置连通，用以测定喷嘴前后的压差。 根据测量得到的有关参数，压缩机实际排气量由下式计算得出 0 1 0 8 2 1128.53 10 P T H Q CD T ( 1 ) 式中：Q－压缩机排气量（m3 /min） C －喷嘴系数（查表） H －喷嘴前后的压力差（mm水柱），1mm水柱 10.2 Pa D －喷嘴直径（mm） P0 －大气压力（10 5 Pa） T0 －压缩机吸入气体的绝对温度（K） T1－喷嘴前气体的绝对温度（K） （3） 示功图（P-V）图的测试装置 压缩机的一个一级气缸顶部开孔，通过接头连接压电式压力传感器，测试气缸 内气体的瞬间压力P。压缩机飞轮上装有键相器，通过光电转速器，测试压缩机的 瞬间曲柄转角α。由下面公式确定活塞位移x， (1 cos 2 )] 4 [(1 cos ) x r （2）
式中:x一活塞位移 曲柄半径 元一曲轴半径与连杆长度的比值 a-曲柄转角。 由活塞位移ⅹ与气缸截面积A的乘积即可确定活塞扫过的气缸容积V。 式中:F一气缸容积 A一气缸截面积,A=xD214; 活塞位移 由P和V可绘出压缩机一个循环的P图(示功图)。 由示功图封闭面积即可算出一个循环的压缩功;再乘以转速和气缸数目即得压缩机 指示功率N =(PV封闭面积)×(气缸数目)×(m 式中:n一转速,r/min。 (4)电动机功率的测定 电机负载为三角形的三相电路,电动机输入功率为 (5) 式中:N一电机功率 U一相电压 —相电流 cos—功率因数,等于085。 (5)计算机化的数据采集与信号分析系统 本实验的数据采集与处理通过计算机化的“信号采集与分析系统CRAS实现。示功 图绘制、排气量和指示功率计算通过示功图软件实现。数据采集与信号处理系统包括传 感器以及放大器,数据采集卡,接口箱,以及 MCRAS及示功图软件等
7 式中： x －活塞位移， r －曲柄半径， －曲轴半径与连杆长度l的比值， α－曲柄转角。 由活塞位移x与气缸截面积A的乘积即可确定活塞扫过的气缸容积V。 V x A （3） 式中：V —气缸容积； A —气缸截面积，A=πD2 /4 ； x—活塞位移。 由 P 和V 可绘出压缩机一个循环的 PV 图（示功图）。 由示功图封闭面积即可算出一个循环的压缩功；再乘以转速和气缸数目即得压缩机 指示功率 Ni ： Ni （ PV 封闭面积）（气缸数目）（ 60 n ） （4） 式中：n －转速，r/min。 （4）电动机功率的测定 电机负载为三角形的三相电路，电动机输入功率为 N 3UI cos （5） 式中： N —电机功率； U —相电压； I —相电流； cos —功率因数，等于0.85。 （5）计算机化的数据采集与信号分析系统 本实验的数据采集与处理通过计算机化的“信号采集与分析系统 CRAS”实现。示功 图绘制、排气量和指示功率计算通过示功图软件实现。数据采集与信号处理系统包括传 感器以及放大器，数据采集卡，接口箱，以及 VMCRAS 及示功图软件等
b.实验步骤 (1)熟悉实验用设备和仪器 (2)打开数据采集系统进行数据采集。 (3)进入数据采集系统。 打开计算机电源,用鼠标点击桌面上的“CRAS6.1(快捷方式)”,进入计算机化的 振动信号采集分析系统CRAS。再点击:“旋转机械振动监示与分析Ⅴ MCRAS”。在 VMCRAS”界面下,先定义作业文件(即数据采集文件)名称及类型。点击“作业 ①在“搜寻(I)”栏确认作业文件的位置(即文件保存位置) ②在“文件名称(N)”栏写入所起的文件名(不写扩展名 ③在“文件类型(r)”栏点入“外部双通道”(注:内部方式指定采样率频率;外 部方式指采样频率随转速同步变化)。 (4)设置实验参数,点击“参数设置”,逐步完成以下各项设置: ①采集方式:选择“外部”;键相位必须为128(键相位表示整转速周期的测点)。 ②采集控制:选择“监示采集”;转速控制为“升速”:在“总记录时间(秒)”拦中 填入时间,一般为30-40秒 ③监测值类型:PP(双峰值),在文本框的下拉列表中选择。 ④工程单位 一通道(气缸压力传感器):MPa,在文本框的下拉列表中选择。 二通道(差压传感器):Pa,在文本框的下拉列表中选择。 ⑤电压范围:±10000mv,在选项栏中选择 ⑥较正因子:输入 通道(气缸压力传感器)较正因子(由传感器参数确定):17000 二通道(差压传感器)较正因子:1 所有参数确定后,点击“确认” (5)开启压缩机,开始数据采集 检査传感器,仪器仪表接线等无误,确认储气罐出口的压力调节阀完全打开后,启 动压缩机。逐步关小调节阀开度,压缩机排气压力开始升髙,注意观察,待压缩机排气 压力达到规定值(0.7MPa表压力)且稳定后,点击Ⅴ MCRAS状态下的“在线监测”。即可 观察压缩机排气压力一时间曲线,数据采集完毕后退出“CRAS
8 b. 实验步骤 （1） 熟悉实验用设备和仪器。 （2） 打开数据采集系统进行数据采集。 （3） 进入数据采集系统。 打开计算机电源，用鼠标点击桌面上的“CRAS 6.1（快捷方式）”，进入计算机化的 振动信号采集分析系统CRAS。再点击：“旋转机械振动监示与分析VMCRAS”。在 “VMCRAS”界面下，先定义作业文件（即数据采集文件）名称及类型。点击“作业” 1 在“搜寻（I）” 栏确认作业文件的位置( 即文件保存位置) ② 在“文件名称（N）” 栏写入所起的文件名（不写扩展名）； ③ 在“文件类型（T）” 栏点入“外部双通道” ( 注：内部方式指定采样率频率；外 部方式指采样频率随转速同步变化 )。 （4） 设置实验参数，点击“参数设置”，逐步完成以下各项设置： ① 采集方式：选择“外部”；键相位必须为128（键相位表示整转速周期的测点）。 2 采集控制：选择“监示采集”；转速控制为“升速”；在 “总记录时间（秒）”拦中 填入时间，一般为30 – 40秒。 3 监测值类型：P_P（双峰值），在文本框的下拉列表中选择。 4 工程单位： 一通道（气缸压力传感器）：MPa， 在文本框的下拉列表中选择。 二通道（差压传感器 ）：Pa， 在文本框的下拉列表中选择。 5 电压范围：±10000 mv，在选项栏中选择。 6 较正因子：输入 一通道( 气缸压力传感器 ) 较正因子（由传感器参数确定）：17000 二通道( 差压传感器) 较正因子：1 所有参数确定后，点击“确认”。 （5） 开启压缩机，开始数据采集 检查传感器，仪器仪表接线等无误，确认储气罐出口的压力调节阀完全打开后，启 动压缩机。逐步关小调节阀开度，压缩机排气压力开始升高，注意观察，待压缩机排气 压力达到规定值（0.7MPa表压力）且稳定后，点击VMCRAS状态下的“在线监测”。即可 观察压缩机排气压力—时间曲线，数据采集完毕后退出“CRAS
(6)作压缩机示功图和计算排气量 ①用鼠标点击电脑显示器桌面上的“示功图 在打开的界面里逐步完成以下各项。 ②导入数据采集的Vm文件 点击菜单“导入数据(I)”,在下拉菜单中选择“从Vm作业导入数据”,在C盘 中选择文件夹“Cras打开,选择扩展名为“DED的数据采集文件(即先前所定义的作 业文件),点击文件名栏的“打开按钮,打开该文件 ③点击菜单“参数设置” 设置初相位角,在初相角拦内填入210°。 键相位选项必须选择为“128”的选项。 依次填入:{默认值,可忽略} 气缸数目 气缸直径(单位为米): 曲柄半径(单位为米) 0.0375 T/”(曲柄半径与连杆长之比):0.217 点击确认。电脑显示器界面上可显示压缩机转速、压缩机指示功率、二通道压差(喷 嘴前后压差)的测量结果及示功图。 ④点击菜单排气量计算”,可计算排气量Q和喷嘴系数C。 在排气量计算界面内,在“喷嘴压差选择框内选择“毫米水柱或表读数(Pa)” 项,可在对应的数值栏中显示出以毫米水柱或Pa为单位的喷嘴压差的测量数值 依次填入: 喷嘴直径(单位为毫米): 1905 吸入气体温度(单位为K) 喷嘴前气体温度(单位为K): 大气压力(单位为MPa) 填完后,点击“计算框,即可由计算机算出排气量O(m3/min),并示出喷嘴系数C。 ⑤点击“保存” 可保存本次实验的测量结果。 c.实验数据与理论值的比较 将有关数据填入本指导书附表,并对测试的指示功率和排气量与理论计算值进行比
9 （6） 作压缩机示功图和计算排气量 ①用鼠标点击电脑显示器桌面上的“示功图” 在打开的界面里逐步完成以下各项。 ②导入数据采集的Vm文件 点击 菜单“导入数据（I）” ，在下拉菜单中选择“从Vm作业导入数据”，在 C 盘 中选择文件夹“Cras”打开，选择扩展名为“DED” 的数据采集文件（即先前所定义的作 业文件），点击文件名栏的“打开”按钮，打开该文件； ③点击菜单“参数设置” 设置初相位角，在初相角拦内填入 210º。 键相位选项必须选择为 “128” 的选项。 依次填入：{默认值，可忽略} 气缸数目 ： 3 气缸直径（单位为米）： 0.09 曲柄半径（单位为米）： 0.0375 “r/l” （曲柄半径与连杆长之比）：0.217 点击确认。电脑显示器界面上可显示压缩机转速、压缩机指示功率、二通道压差（喷 嘴前后压差）的测量结果及示功图。 ④点击菜单“排气量计算”，可计算排气量 Q 和喷嘴系数 C。 在排气量计算界面内，在“喷嘴压差”选择框内选择“毫米水柱”或“表读数（Pa）” 选 项，可在对应的数值栏中显示出以毫米水柱或Pa为单位的喷嘴压差的测量数值 依次填入： 喷嘴直径（单位为毫米）： 19.05 吸入气体温度 （单位为K）： 喷嘴前气体温度（单位为K）： 大气压力（单位为MPa）： 填完后，点击“计算”框，即可由计算机算出排气量Q（m3 /min），并示出喷嘴系数C。 ⑤点击“保存” 可保存本次实验的测量结果。 c. 实验数据与理论值的比较 将有关数据填入本指导书附表，并对测试的指示功率和排气量与理论计算值进行比
