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1、过程流体机械实验指导书机械工程学院实验四往复式压缩机闭式示功图一、实验目的1、测定往复式压缩机的平均指示压力，指示功率，压缩机机械效率;2、了解和分析压缩机气缸内压力的实际变化过程二、实验装置本实验装置采用实验二的实验装置。三、实验步骤及内容根据实验二的内容，采集一组实验数据，画出压缩机的示功图。实验一离心泵性能测定试验一、实验目的1、测定离心泵在恒定转速下的性能。2、掌握离心泵性能的测量原理及操作方法，巩固离心泵的有关知识。二、实验内容在离心泵恒速运转时，由大到小（或由小到大）调节离心泵出口阀，依次改变泵流量，测 量各工况下离心泵的进口压力、出口压力、流量、转矩、转速等参数，分别计算离心泵的
2、扬 程、功率和效率并绘制离心泵的性能曲线。三、实验装置过程装备与控制工程专业基本实验综合实验台，实验流程如图l-lo图1-1离心泵性能测定实验流程图图1-1离心泵性能测定实验流程图四、实验原理1、扬程H的测定根据柏努利方程，泵的扬程H可由下式计算：(1-1)IT _ Pout Pin . Cjt - Co * （77 ）式中：H 离心泵扬程，m；Pin离心泵进口压力（为负值），Pa：Pout离心泵出口压力，Pa；Cm离心泵进口压力测量点处管内水的流速，m/s；cin = 10-3 x qv/Ain （其中 4 =冗 /4 X d/ m2）Cout 离心泵出口压力测量点处管内水的水的流速，m/s
3、；以a=IO、 x qv/Aout （其中/皿=兀 /4 x 4,m2）Zin 离心泵进口压力测量点距泵轴中心线的垂直距离，m； Zout 离心泵出口压力测量点距泵轴中心线的垂直距离，m； P一水的密度，P =1000kg/m3； g 重力加速度，9.81m/s2o在本实验装置中，Zout - Zin=0,泵进口压力测量点处管内径Dm=32mm,泵出口压力测量点处管内径Doui=25mm。2、功率测定轴功率N式中：M 转矩，N.mn一泵转速，r/min.(2)有效功率Ne式中：qv流量，m3/s(3)效率r(轴功率N式中：M 转矩，N.mn一泵转速，r/min.(2)有效功率Ne式中：qv流量
4、，m3/s(3)效率r(M - n9554(kW)(1-2)d-3)(1-4)五、实验步骤1、翻开阀门 V02、V03、V07、V09、V10、VII、V12,关闭其余所有阀门。2、将流量控制按钮“n3”置于手动位置，顺时针旋转旋钮“n8”，翻开电动调节阀V14, 在桌面上翻开“基本实验主程序”，点击“实验选择”按钮，选择“离心泵性能测定实验”, 点击“进入”按钮，进入“离心泵性能测定实验”画面，点击“清空数据库”按钮，清空数 据库。3、向左扳动运行方式选择开关“nl3”，将水泵运行方式设置工频运行方式；按下主水 泵启动按钮“nl。”主水泵开始运转。逐渐开启主水泵出口阀门V04改变流量qv、，
5、使流量 从0.1 L/s到0.7 L/s,每隔O.lL/s作为一个工况点，每个工况点确定后，单击“记录”按钮, 记录一次数据。4、所有的工况点测试完毕后，点击“数据处理”按钮，进入“离心泵性能测定数据处 理”画面。点击“数据处理”按钮，选择处理数据文件的类型为1数据库文件，点击“确 定”按钮。输入班级、学号、姓名后，可自动生成离心泵性能曲线和实验数据表。5、点击“退出”按钮，退出实验程序。实验二活塞式压缩机性能测定实验一、实验目的1、利用调节压缩机储罐出口调节阀来改变压力比大小，测得不同的排气量、功率、 效率。2、掌握活塞式压缩机性能曲线测试：排气量一压缩比曲线、轴功率一压缩比曲线、效 率一压
6、缩比曲线。二、实验设备1一喷嘴2压差传感器3温度传感器4排气调节阀5压力表6一排气压力传感器7一气缸压力传感器8一空压机9一电动机10一电气控制箱11一储气罐图2-1空气压缩机性能实验装置简图三、实验方法及步骤1、方法：本实验用调节压缩机储罐出口调节阀来改变压力比大小，以得到不同的排 气量、功率、效率；根据GB3853-83一般用容积式空气压缩机性能试验方法标准规定，采用喷嘴测量压 缩机的排气流量，标准喷嘴系数为C。2、步骤：(1)启动测量装置：启动计算机，运行“压缩机试验”程序，点击“试验”按钮进入试 验条件输入画面，输入实验条件。点击“确认”按钮进入试验画面；(2)压缩机启动；a.盘车一一
7、用手转动皮带轮一周以上；b.将储气罐出口调节阀完全翻开；c.转动压缩机控制箱旋钮一一启动压缩机；(3)点击“清空数据”按钮；(4)调储气罐出口调节阀，改变排气压力(间隔0.05Mpa),等试验系统稳定后，记录各项 数据。(运转中，如发现有不正常现象应及时停车)；(5)停车：转动压缩机控制箱旋钮一一关闭压缩机(注意：此时不得转动储气罐出口调节 阀)。四、压缩机参数计算1、实测排气量计算喷嘴法测量排气量计算公式。0 = 1129xCxxx(2-1)V a X，2式中： do 喷嘴直径，本实验用喷嘴do=O.OO952m；C喷嘴系数，本实验用喷嘴C=0.964；1吸气温度，t+273, K；T2喷嘴
8、前温度，t+273, K；Pi实验现场大气压，99500pa；Ap喷嘴前后压差，pa；Qo 排气量，m3/min;2、电机输出功率的计算Ne = 6xU x / xcosox /1000 KW式中： U电压，v;I一电流，A;cos 4) 一功率因数，cos 4)=0.88n电机效率，n=0.8823、轴功率Nz的计算Nz = Ne X n c式中：nc 皮带效率，n c=0.974、理论绝热功率Nad的计算 k 一k ( d、k1N. = G、x R、x T、x 4- 1 x KW(2-2)(2-3)(2-4)其中Gl=Qo 3170pa(25) 4250pa(30) 6 相对湿度，本实验用
9、0.6Psi 吸气状态下的饱和水蒸汽密度，0.02kg/m3(20、25)、0.03kg/m3(30) 入.-凝析系数Ps2 喷嘴前温度下的饱和水蒸汽压，2330pa(20) 3170pa(25) 4250pa(30) 5、压缩机效率乙”之(2-9)式中：Nad 理论绝热功率，kwNz 轴功率，kwHad 压缩机效率，%实验三 平安阀泄放性能测定试验一、实验目的1、测定平安阀的排放压力，绘制平安阀开启前后的压力变化曲线；2、测定平安阀在基准进口温度下的排量qr。二、实验内容测量平安阀排放的排放压力，并测量平安阀排放时的基点压力（平安阀进口压力）PB、 基点温度（平安阀进口温度）TB、流量计进口
10、静压力Pm、孔板流量计进口流体温度Tm、孔 板流量计差压力hw,计算平安阀在基准进口温度下的排量qr, 三、实验装置平安阀泄放性能测定实验装置如图3-1所示。1FG-50型空气压缩机2储气罐3一调节阀门4温度变送器（流量计进口流体温度Tm） 5一压力表6压力变送器（流量计进口静压力Pm） 7一差压变送器（流量计差压力hw）8一孔板流量计9平安阀10一温度变送器（基点温度TB） 11一压力变送器（基点压力PB） 12平安阀试件额定排放压力Pf=0.5MPa 13一试验容器 300mm图3-1平安阀泄放性能测定实验装置四、实验原理1、平安阀工作原理：当压力容器处于紧急或异常状况时，为防止其内部介质
11、压 力升高到超过预定最高压力时，平安阀可自动排出一定数量的 流体，使压力容器内的压力降低。平安阀由阀座、阀瓣、调节 弹簧等部件构成如图3-2所示。当压力容器内部的压力高于平安阀的整定压力时，由于介 质压力作用在阀瓣上的力大于弹簧对阀瓣的作用力，致使阀瓣 产生位移。介质从阀座与阀瓣间的缝隙中排出。当压力容器内部的压力低于平安阀的整定压力时，由于介质压力作用在阀瓣上的力小于弹簧对阀瓣的作用力，致使阀瓣复图3.2平安阀结构图位，平安阀关闭。2、平安阀排放压力的测量：平安阀的排放压力是平安阀整定压力与超过压力之和。即当平安阀排放时，平安阀的进 口压力。在实验时通过测量基点压力PB(绝压)得到。3、在基
12、准温度(t=20)下，平安阀排量qr的计算：(1)孔板流量计参数：孔板接管内径D=41mm；孔板孔口直径d= 10.32mm；8 = d/D = 0.2517(2)试用流量Wt, kg/h：叫=d2 K。 .- Pm3D式中d 一孔板孔口直径，mmK()一试用流量系数，查表3-1(取1104)Y空气膨胀系数，查表3-2,表中P2/P1为孔板前后压力之比：Pi一孔板前压力，取流量计进口静压力Pm的实测值，Pa；P2 一孔板后压力，P2 = Px-hw. Pahw 一孔板前后差压，KPaP m 一流量计进口处流体密度，取P 1.205 kg/m3孔板喉部雷诺数Rd：WRd = 7(3一2)d -
13、R式中Wt试用流量，kg/h d 一孔板孔口直径，mm u 一空气黏度，u =18.1X 10-6 pa s(4)测量排量Wh, kg/h：K 叱广叱F(3-3)式中Wt一试用流量K流量系数，利用公式(3-2)计算的Rd值查表3-1Ko一试用流量系数在基点状况下的空气密度P B：Pb = ps - PB / 0.101325(3-4)式中ps 一在标准大气压下和基点温度下干燥空气密度，查表3-3, Kg/m3 Pb 一基点压力(绝压)实测值，MPa在基点状况下流量计处的容积流量qb, m3/h：W,Qb = 一(3-5)Pb式中Wh 测量排量，kg/hPb一在基点状况下的空气密度，按公式(3-
14、4)计算，Kg/m3平安阀进口温度校正系数C(3-6)(3-6)C = TV/Tr式中Tv一平安阀进口绝对温度（基点温度）实测值，KTr 一平安阀进口基准绝对温度,取Tr=293K（8）在基准进口温度下被测平安阀的排量qr, m3/h：qr = %,- c（3-7）式中C 平安阀进口温度校正系数，按公式（3-6）计算qb 一基点状况下流量计处的容积流量，m3/h表3-1角接取压标准孔板的流量系数K0Rd5X1031042X1043X1045X10410510610734Ko0.0040.60450.60220.60070.60010.59950.59970.59860.5986表3-2角接取压
15、标准孔板的流束膨胀系数YP2/P11.00.980.960.940.920.900.850.800.75P4x=L4（空气的等燧指数）0.001.00000.99300.98660.98030.97420.96810.95310.93810.9232表3-3在标准大气压下空气密度Kg/m3温度010203040506070密度kg/m31.2931.2471.2051.1651.1281.0931.0601.029五、实验步骤1、翻开计算机，点击“平安阀泄放实验”图标，进入“平安阀泄放性能测定实验”程 序画面；2、点击实验画面上的“实验”按钮，输入班级和实验组次，点击“确定”按钮后程序 进入“测试画面”；3、翻开“压力调节阀门。启动压缩机，当流量计进口静压力Pm到达0.4MPa后，点 击测试画面上的“清空数据库”按钮，清空数据库数据，再点击“记录”按钮，进入“实时 曲线”画面，等待平安阀进行泄放；4、当被测平安阀泄放后，“测试画面”上出现基点压力PB曲线和流量计差压力hw曲 线，点击“显示数据”按钮；5、关闭压缩机，点击“退出”按钮，结束实验。