0引言(yan)
　　氣體壓縮(suo)機是壓縮(suō)氣體的機(ji)械設備。氣(qì)體壓縮機(ji)🏃🏻排氣量的(de)檢測是壓(ya)縮機性能(néng)檢測中重(zhòng)要的檢測(ce)技術之一(yī)。壓縮機排(pái)氣量的實(shi)測數據決(jué)定着壓縮(suō)機的合格(ge)與否🏃‍♀️,決定(dìng)着壓縮機(ji)的能效等(deng)級,即決定(ding)🌏着壓縮機(jī)🈲的能源比(bi)耗。
　　現在國(guó)際上通用(yòng)的壓縮機(jī)性能試驗(yan)方法"給出(chū)了檢測在(zài)㊙️不同海拔(bá)地區,不同(tóng)使用溫度(dù)運行的壓(ya)縮機的排(pái)氣量、功率(lü)和比功率(lǜ)的試驗方(fāng)法。我國也(yě)根據該國(guo)際标準,編(biān)制了👈相應(yīng)的國家标(biāo)準口。這兩(liang)個🈲标準除(chú)了介紹功(gong)率、比功率(lǜ)測量之外(wài),排⭐氣量測(cè)量方法是(shi)重要的内(nèi)容。國際㊙️标(biāo)準ISO1217和我國(guó)國家标準(zhun)GB/T3853的實施極(ji)大方便了(le)國内外壓(yā)縮機制造(zào)商和壓縮(suo)機用戶之(zhi)間的對壓(ya)縮機産🍉品(pǐn)性能的評(ping)定。
1常用的(de)排氣量測(ce)量方法
　　國(guó)際标準和(hé)中國國家(jia)标準中雖(suī)然介紹了(le)各種排🔴氣(qì)量的測量(liàng)方法,但并(bing)沒有介紹(shao)各種排氣(qi)量測量方(fāng)法的優缺(quē)點及應用(yòng)場合。從而(er)造成許多(duō)壓縮機制(zhi)造商和用(yòng)戶沒有根(gēn)據所測壓(ya)縮機的特(te)點選用合(he)适的排氣(qì)量測量❤️方(fāng)法。
壓縮機(jī)排氣量測(ce)量方法種(zhǒng)類繁多,常(chang)見的測量(liang)方法分爲(wèi)節🏃🏻流法及(jí)充氣法。
1.1節(jiē)流法
　　節流(liú)法是在流(liu)體管道中(zhong)放置孔闆(pan)、噴嘴等節(jie)流元件,流(liú)體流💯過🧑🏾‍🤝‍🧑🏼節(jie)流元件時(shí)會在節流(liu)元件兩側(cè)産生壓差(chà)。流體的流(liu)量與⭐節流(liú)⭕元件兩端(duān)壓差成正(zheng)比。也⁉️就是(shi)說通過測(ce)量壓差的(de)大小，可以(yi)得出流量(liàng)的大小田(tian)。
1)ISA1932噴嘴
　　這種(zhǒng)噴嘴要求(qiu)在噴嘴前(qian)後有相應(yīng)的整流裝(zhuāng)置。這‼️種裝(zhuāng)置的大☀️好(hǎo)處是測量(liang)的氣體不(bú)用放空，沒(mei)有浪費壓(ya)縮空氣。
2)ASME噴(pen)嘴
　　ASME噴嘴是(shi)美國機械(xiè)工程師學(xué)會所推薦(jian)使用的節(jie)流元件。由(yóu)🤞于中國最(zuì)早的壓縮(suō)機試驗方(fang)法标準時(shí)參照ASME PTC9進行(háng)制定的。所(suǒ)以ASME噴嘴在(zai)中國各壓(yā)縮機制造(zào)單位得到(dào)了廣泛📱的(de)應用。該噴(pēn)嘴👈也同樣(yang)要求管路(lù)具有整流(liú)裝置。但由(yóu)于該噴嘴(zui)後面直接(jie)将空氣排(pái)向大氣,故(gù)下遊🈲壓力(lì)爲大氣壓(ya)，測量工況(kuàng)📧易于穩定(dìng)。同❓樣,由于(yu)直接将被(bèi)測氣體直(zhi)接排向大(da)氣,一-是浪(lang)費💃🏻了壓縮(suo)氣💘體、而是(shì)不适用🐇于(yu)貴重氣體(tǐ)或易燃易(yi)爆有毒氣(qì)體的測量(liang)。
3)文丘裏噴(pen)嘴
　　文丘裏(li)噴嘴與ASME噴(pen)嘴的共同(tóng)之處都是(shì)将被測氣(qì)體直💋接排(pai)向大氣。測(ce)量工況易(yì)于穩定。同(tóng)樣也具有(you)浪費壓縮(suo)氣體及不(bu)适💔用于🔴貴(guì)重氣體或(huo)易燃易爆(bào)有毒氣體(tǐ)的測量的(de)缺點。文丘(qiū)裏噴嘴要(yào)求流過噴(pen)嘴喉部的(de)流速要達(dá)到音速以(yǐ)上。這使其(qí)具有更适(shi)用于大流(liú)量氣🎯體測(cè)量的特點(diǎn)。
1.2充氣法
　　充(chong)氣法也是(shi)國家标準(zhǔn)GB/T15487《容積式壓(ya)縮機流量(liang)試驗方♈法(fa)》推薦的排(pái)氣量試驗(yan)方法之一(yi)。該方法的(de)好處是不(bú)需要将👌被(bei)測氣體排(pai)向大氣,當(dāng)測量貴重(zhòng)或有毒氣(qì)體時,該方(fang)法🙇‍♀️具有顯(xian)著的優越(yue)性。但由于(yú)充氣法🙇‍♀️要(yao)求正确測(cè)量充氣前(qian)後的溫度(dù)和壓力及(ji)充氣時間(jian),當充氣容(rong)積相對壓(yā)縮機的排(pai)氣量較小(xiǎo)時,其測🔞量(liang)精度也就(jiù)較差了。換(huan)言之,如果(guo)充氣容積(jī)相對壓🥰縮(suo)機的排氣(qì)量足夠大(da)時,可以取(qǔ)得👣理想的(de)測量精度(du)。
　　以上是國(guó)際标準和(he)國内标準(zhǔn)推薦的幾(ji)種壓縮機(jī)排😍氣量試(shì)驗方法。這(zhè)些方法的(de)共同之處(chù)是當對節(jiē)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻流元件的(de)幾何尺寸(cùn)及有關的(de)熱工傳感(gǎn)器精度進(jin)✨行嚴格控(kong)制時,可以(yi)取🙇‍♀️得理想(xiang)的測量精(jing)度。
采用節(jie)流元件法(fa)進行排氣(qì)量測量的(de)缺點是:
(1)節(jiē)流元件的(de)幾何尺寸(cun)複雜,檢驗(yàn)難度大;
(2)檢(jiǎn)驗數據需(xū)要進一步(bu) 進行計算(suan),對測量人(ren)員的技術(shù)能♊力✊有💃🏻一(yī)定的要求(qiú);
(3 )測量結果(guo)不直觀，無(wu)法直接顯(xiǎn)示。
　　那麽有(yǒu)沒有更好(hao)的方法來(lái)檢測壓縮(suo)機的排氣(qi)量呢🧑🏽‍🤝‍🧑🏻?與有(you)💃關企業進(jìn)行了采用(yòng)渦街流量(liàng)計 法進行(hang)壓縮機流(liu)量測量的(de)嘗試。
2渦街(jiē)流量計工(gong)作原理
　　渦(wō)街流量計(jì)也稱之爲(wei)旋渦流量(liàng)計或卡門(mén)渦街流量(liang)計。可以⭐适(shi)用于管道(dào)内多種流(liú)體(氣體液(yè)體、蒸氣)的(de)流量測量(liàng)。其特點是(shi)壓力損失(shi)小，量程範(fan)圍大,精度(dù)高,在測量(liang)工💋況體積(ji)流量時可(kě)以對🔱流體(ti)的壓力🐇和(hé)溫度參數(shù)自動進行(háng)修訂。該流(liú)量計可以(yǐ)将測量結(jie)果進行模(mo)拟标準信(xìn)号或數字(zì)脈沖🈲信号(hào)的輸出,容(rong)易與計算(suàn)機📞等數字(zi)系統配套(tao)使用，是一(yi)種理想的(de)測量儀器(qi)。
　　在流體中(zhong)設置非流(liu)線型漩渦(wo)發聲體時(shi),在渦街流(liu)量變送器(qi)中的三角(jiǎo)柱形的旋(xuan)渦發生體(tǐ)後會上下(xia)交替産生(shēng)✂️正比于流(liu)速的兩列(lie)旋渦，這種(zhong)旋渦稱爲(wei)🆚卡門旋✉️渦(wō)(見圖1)。旋渦(wō)的🚶釋放頻(pín)率與流過(guo)旋渦發生(sheng)😄體的流體(tǐ)🐕平均速度(du)及旋渦發(fa)生體特征(zhēng)寬度有關(guan)❓,用下式表(biao)示:
 
式中ƒ--旋(xuan)渦的釋放(fàng)頻率 ,單位(wèi)爲Hz;
Ʋ--流過旋(xuan)渦發生體(tǐ)的流體平(píng)均速度,單(dān)位爲m/s;
d一旋(xuán)渦發生體(tǐ)特征寬度(du),單位爲m;
St一(yi)斯特勞哈(hā)爾數(Strouhal number) ,無量(liang)綱，它的數(shù)值範圍爲(wèi)0.14 ~ 0.27
St是雷諾數(shu)的函數,
 
　　通(tōng)過測量旋(xuan)渦頻率就(jiù)可以計算(suàn)出流過旋(xuán)渦發生體(ti)🍉的🛀流體⭐平(ping)均速度Ʋ,再(zai)由公式
 
　　求(qiú)出流體流(liu)過流量計(jì)的流量q。(式(shi)中A爲流體(tǐ)流過旋渦(wō)發生🈚體的(de)截面積。)
3采(cai)用渦街流(liu)量計進行(hang)排氣量實(shí)測試驗
　　渦(wo)街流量計(jì)的安裝較(jiao)爲方便,但(dan)希望能确(que)保氣體在(zai)流🔞經流量(liang)🐇計之前的(de)流動狀态(tai)爲穩定的(de)層流狀💁态(tai),且💘避免流(liu)量🍉計後的(de)彎頭或閥(fa)門對渦街(jiē)的産生造(zào)成幹擾。安(an)裝✉️流量計(jì)時,應确保(bǎo)流量計上(shàng)遊應有長(zhang)度不小于(yu)25D的等徑直(zhí)管段,下遊(you)應有不小(xiao)于5D的等💯徑(jing)直管段。現(xian)🌍場測量時(shi)采用通徑(jìng)爲DN65的渦街(jiē)流量計,其(qi)測量範圍(wéi)爲:0.75至6.3m³/min。
　　現場(chǎng)對一台額(e)定功率爲(wei)11kW、排氣壓力(lì)爲0.8MPa的螺杆(gan)壓縮⛹🏻‍♀️機進(jin)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼行了實測(cè)。實測排氣(qì)壓力爲:0.790MPa,測(cè)得的排氣(qi)量爲: 1.51m³/min。實測(ce)機組輸人(ren)👅功率爲:11.93kW。
　　同(tong)樣---台螺杆(gan)壓縮機在(zài)國家制冷(leng)設備制冷(lěng)監督檢驗(yan)中♍心采用(yong)ASME噴嘴節流(liú)的方法再(zài)次進行了(le)對比試驗(yan)。其主要性(xìng)能數據爲(wèi):實測排氣(qi)壓力0.807MPa,測得(de)排氣量爲(wèi):1.50 m³/min。
　　兩種方法(fǎ)相比,實測(ce)排氣量的(de)誤差爲:0.67%。也(yě)就是說,在(zai)企💛業産品(pǐn)出廠試驗(yan)時,采用渦(wō)街流量計(jì)可以取得(dé)與ASME噴嘴節(jie)流法相近(jin)的測量結(jié)果。如有必(bì)要時,可以(yi)對流量測(ce)量的不确(que)定度進行(háng)✌️分析,參見(jiàn)《壓縮機性(xìng)能數據的(de)相對标準(zhun)不确定度(du)🆚分析》。
4渦流(liu)流量計的(de)精度校準(zhǔn)
　　爲了嚴格(gé)确定所用(yòng)渦街流量(liàng)計的測量(liàng)精度。将所(suǒ)用☎️渦街流(liú)量計送到(dào)專業校準(zhun)機構按照(zhao)國家校準(zhun)💔規程向進(jin)行了校準(zhun),采用的計(jì)量标準器(qì)具爲音速(sù)噴嘴流量(liang)标準裝置(zhi)。其校準數(shù)據見表1。
 
　　流(liu)量計示值(zhí)誤差:0.36% ,重複(fu)性誤差:0.16%,由(yóu)此可以看(kan)出,在實驗(yan)室條件♻️下(xia)，渦街流量(liàng)計具有非(fei)常理想的(de)測量精度(dù)。
5結論
　　由于(yu)測量技術(shù)的發展7-,有(yǒu)越來越多(duo)的排氣量(liàng)測量儀器(qi)供壓㊙️縮🔴機(jī)制造廠選(xuǎn)擇,渦街流(liu)量計是較(jiào)理想的選(xuan)擇之一。渦(wō)街流量計(jì)具有價格(ge)低廉、安裝(zhuang)方便、使用(yòng)簡單、對壓(yā)☀️力溫度參(cān)數自動進(jin)行修訂的(de)優點🌈。特别(bié)是渦街流(liu)量計💃🏻可以(yi)對壓縮機(ji)的排氣量(liàng)進行累計(jì)測量的特(te)點,對壓縮(suo)機使用過(guò)程的能效(xiào)測量🙇🏻具有(you)非常獨特(te)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的意義。随(sui)着渦🈲街流(liú)量計的應(yīng)❓用,将來有(you)可能根據(jù)渦街流量(liang)🙇‍♀️計記錄的(de)累計流量(liàng)及電度表(biao)記錄的累(lei)計用電量(liàng)來評價壓(yā)縮機的效(xiào)率。必将進(jìn)--步推動有(you)關标準的(de)修訂。

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