0引言(yan)
　　氣體壓縮(suo)機是壓縮(suō)氣體的機(ji)械設備。氣(qi)體壓縮機(jī)排👉氣量⚽的(de)檢測是壓(yā)縮機性能(néng)檢測中重(zhong)要的檢測(ce)技術之一(yī)。壓縮機排(pái)氣量的實(shi)測數據決(jue)定着壓縮(suo)機的合格(gé)與否,決定(dìng)着壓縮機(ji)😄的能效等(děng)級,即決定(dìng)着壓縮機(jī)的能源比(bi)✊耗。
　　現在國(guó)際上通用(yong)的壓縮機(ji)性能試驗(yan)方法"給出(chu)了檢測在(zai)🈚不同海拔(bá)地區,不同(tong)使用溫度(dù)運行的壓(ya)縮🏃🏻‍♂️機的排(pai)氣量、功率(lǜ)和♉比功🔴率(lü)的試驗方(fang)法。我國也(yě)根據該國(guo)際标準,編(bian)制了相應(ying)的國家标(biao)☔準口。這兩(liǎng)個标準除(chu)了介紹功(gong)率、比功率(lü)測量之外(wai),排☔氣量測(ce)量🌈方法是(shi)重要的内(nei)容。國際☀️标(biāo)準ISO1217和我國(guo)❌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(guo)際标準和(hé)中國國家(jiā)标準中雖(sui)然介紹了(le)各種排氣(qì)量的測量(liàng)方法,但并(bìng)沒有介紹(shao)各種排氣(qì)量測量方(fāng)法⭐的優缺(quē)點及應用(yong)場合。從而(ér)造成許多(duo)壓縮機制(zhi)造商和用(yong)戶沒有根(gēn)據所測🔆壓(ya)縮機🌈的特(tè)點選用合(he)适的排😄氣(qi)量測量方(fang)法。
壓縮機(jī)排氣量測(cè)量方法種(zhong)類繁多,常(cháng)見的測量(liang)方法分爲(wèi)節流法及(jí)充氣法。
1.1節(jie)流法
　　節流(liú)法是在流(liu)體管道中(zhōng)放置孔闆(pǎn)、噴嘴等節(jiē)流元件🆚,流(liú)體♍流過節(jie)流元件時(shi)會在節流(liu)元件兩側(cè)産生壓差(chà)。流體🙇🏻的流(liú)量與💰節流(liu)👄元件兩端(duan)壓差成正(zhèng)比。也🍉就是(shì)說通過測(cè)量壓差的(de)大小，可以(yi)得出流量(liang)的大小田(tian)。
1)ISA1932噴嘴
　　這種(zhǒng)噴嘴要求(qiú)在噴嘴前(qián)後有相應(ying)的整流裝(zhuang)置。這種裝(zhuang)置✨的💃大好(hǎo)處是測量(liàng)的氣體不(bu)用放空，沒(mei)有浪費壓(ya)縮空💜氣。
2)ASME噴(pēn)嘴
　　ASME噴嘴是(shi)美國機械(xiè)工程師學(xué)會所推薦(jiàn)使用的節(jie)流元🈲件。由(you)于中國最(zui)早的壓縮(suō)機試驗方(fang)法标準時(shi)參照ASME PTC9進行(háng)制定的。所(suǒ)以🈲ASME噴嘴在(zai)中國各壓(ya)縮機制造(zao)單位得到(dào)了廣泛的(de)應用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻。該噴(pen)嘴也同樣(yàng)要求管路(lu)具有整流(liu)裝置。但由(you)于🏒該噴嘴(zuǐ)後面直接(jie)将空氣排(pái)向❓大氣,故(gù)下遊壓力(li)爲大氣壓(ya)，測量工況(kuàng)易于穩定(ding)。同樣,由于(yú)直接将被(bei)測氣體直(zhí)接排向大(da)氣,一-是浪(làng)費了壓縮(suō)氣體、而是(shi)不适用于(yu)貴重氣體(ti)或易燃易(yì)爆🌈有㊙️毒氣(qì)體的測量(liang)。
3)文丘裏噴(pen)嘴
　　文丘裏(lǐ)噴嘴與ASME噴(pēn)嘴的共同(tóng)之處都是(shi)将被測氣(qì)體直接排(pai)向大氣。測(cè)量工況易(yì)于穩定。同(tong)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(ti)的測量🌏的(de)缺點。文丘(qiu)裏噴嘴要(yao)‼️求流過噴(pēn)嘴喉部的(de)流速要達(dá)到音速以(yi)上。這使其(qi)具有更适(shì)用❓于大流(liú)量氣體測(ce)量的特點(dian)。
1.2充氣法
　　充(chōng)氣法也是(shì)國家标準(zhǔn)GB/T15487《容積式壓(yā)縮機流量(liàng)試驗方法(fa)》推薦的☀️排(pai)氣量試驗(yàn)方法之一(yi)。該方法的(de)好處是不(bú)需要将被(bèi)測氣體排(pai)向🚶大氣,當(dāng)測量貴重(zhòng)或有毒氣(qi)體時,該方(fang)法👉具有顯(xiǎn)著的優越(yue)性。但由于(yu)充氣法要(yao)求正确測(ce)量充氣前(qian)後的溫度(du)和壓力及(jí)充氣時💃間(jiān),當充氣容(róng)⛹🏻‍♀️積相對壓(ya)縮機的排(pai)氣量🌈較小(xiǎo)時,其測量(liang)精度也就(jiu)較差了。換(huàn)言之,如果(guo)充氣容積(ji)相對壓縮(suo)機的排氣(qi)量足夠大(da)時,可以取(qu)得理想的(de)測量精度(dù)♊。
　　以上是國(guó)際标準和(hé)國内标準(zhǔn)推薦的幾(ji)種壓縮機(ji)排氣量試(shi)驗方法。這(zhè)些方法的(de)共同之處(chu)是當對節(jiē)流元件的(de)幾何🛀尺寸(cun)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(fǎ)進行排氣(qi)量測量的(de)缺點是:
(1)節(jie)流元件的(de)幾何尺寸(cùn)複雜,檢驗(yàn)難度大;
(2)檢(jiǎn)驗數據需(xu)要進一步(bù) 進行計算(suàn),對測量人(rén)員的技術(shu)能力有一(yi)定的要求(qiú);
(3 )測量結果(guo)不直觀，無(wú)法直接顯(xian)示。
　　那麽有(you)沒有更好(hǎo)的方法來(lai)檢測壓縮(suō)機的排氣(qi)量呢?與有(you)關企業進(jin)行了采用(yong)渦街流量(liang)計 法進行(háng)壓縮機流(liu)量測量的(de)嘗試。
2渦街(jie)流量計工(gong)作原理
　　渦(wō)街流量計(jì)也稱之爲(wèi)旋渦流量(liàng)計或卡門(men)渦街流量(liang)計。可🆚以💃🏻适(shì)💚用于管道(dào)内多種流(liu)體(氣體液(ye)體、蒸氣)的(de)流量測量(liang)。其特點🔴是(shi)壓力損失(shī)小，量程範(fan)圍大,精度(dù)高,在測量(liang)工🐇況體積(jī)流量時可(ke)以對流體(ti)的壓力和(he)溫度參數(shù)自動進行(háng)修訂。該流(liú)量計可以(yi)将測量結(jié)果進行模(mo)拟标準信(xìn)号或數字(zi)脈沖信号(hao)的輸出,容(róng)易與計算(suan)機👣等數字(zì)系統配套(tào)使用，是一(yi)種理想的(de)測量儀器(qì)。
　　在流體中(zhong)設置非流(liú)線型漩渦(wo)發聲體時(shí),在渦街流(liú)量⁉️變送☎️器(qì)中的三角(jiao)柱形的旋(xuán)渦發生體(tǐ)後會上下(xià)交替㊙️産生(shēng)正比于流(liu)速的兩列(lie)旋渦，這種(zhǒng)旋渦稱爲(wei)卡門旋渦(wō)(見圖1)。旋渦(wo)的釋放頻(pín)率與流過(guo)旋渦發生(shēng)體的流體(ti)平均速度(du)✨及旋渦發(fa)生體特征(zheng)寬度有關(guān),用下式表(biǎo)示💃:
 
式中ƒ--旋(xuán)渦的釋放(fang)頻率 ,單位(wei)爲Hz;
Ʋ--流過旋(xuan)渦發生體(ti)的流體平(ping)均速度,單(dan)位爲m/s;
d一旋(xuan)渦發生體(tǐ)特征寬度(dù),單位爲m;
St一(yi)斯特勞哈(ha)爾數(Strouhal number) ,無量(liang)綱，它的數(shu)值範圍爲(wei)0.14 ~ 0.27
St是雷諾數(shu)的函數,
 
　　通(tong)過測量旋(xuan)渦頻率就(jiù)可以計算(suan)出流過旋(xuan)渦發生體(ti)的✏️流體平(píng)均速度Ʋ,再(zai)由公式
 
　　求(qiú)出流體流(liú)過流量計(ji)的流量q。(式(shì)中A爲流體(ti)流過旋渦(wo)發生體的(de)截面積。)
3采(cai)用渦街流(liú)量計進行(háng)排氣量實(shi)測試驗
　　渦(wo)街流量計(ji)的安裝較(jiao)爲方便,但(dàn)希望能确(què)保氣體🧡在(zài)流經流量(liàng)計之前的(de)流動狀态(tài)爲穩定的(de)層流狀态(tai),且避免流(liú)量計後的(de)彎頭或閥(fa)門對渦街(jiē)的産生造(zao)成幹🈲擾。安(an)裝流量計(jì)時,應确保(bao)流量㊙️計上(shang)遊應有長(zhang)度不小于(yú)25D的等徑直(zhi)管段,下遊(yóu)應有不小(xiao)于5D的等徑(jìng)直管段。現(xian)🏒場測量時(shi)采🔱用通徑(jing)爲DN65的渦街(jie)流量計,其(qí)測量範圍(wéi)爲:0.75至6.3m³/min。
　　現場(chǎng)對一台額(é)定功率爲(wei)11kW、排氣壓力(li)爲0.8MPa的螺杆(gǎn)壓縮⭕機進(jìn)行了實測(cè)。實測排氣(qì)壓力爲:0.790MPa,測(cè)得的排氣(qì)量爲: 1.51m³/min。實測(cè)機組輸人(ren)功率爲:11.93kW。
　　同(tong)樣---台螺杆(gǎn)壓縮機在(zài)國家制冷(lěng)設備制冷(leng)監督檢驗(yan)🚶中心⭕采用(yong)ASME噴嘴節流(liu)的方法再(zài)次進行了(le)對比試驗(yan)。其💋主要性(xìng)能數據爲(wei):實測排氣(qi)壓力0.807MPa,測得(de)排氣量爲(wei):1.50 m³/min。
　　兩種方法(fa)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(wo)街流量計(ji)可以取得(dé)與ASME噴嘴節(jie)流法🏃🏻相近(jìn)的測量結(jie)果。如有必(bì)要時,可以(yǐ)對流量測(ce)量的不确(que)定度進行(hang)分析,參見(jiàn)《壓縮機性(xìng)能數據的(de)🐉相對标準(zhǔn)不确定度(du)分析》。
4渦流(liú)流量計的(de)精度校準(zhun)
　　爲了嚴格(gé)确定所用(yong)渦街流量(liang)計的測量(liang)精度。将所(suǒ)用渦街流(liu)量計送到(dao)專業校準(zhun)機構按照(zhao)國家校準(zhǔn)規程向進(jìn)行了校準(zhun),采用🏃‍♂️的計(ji)量标準器(qi)具爲音速(su)噴嘴流量(liàng)标準🐪裝置(zhì)。其校準數(shù)據見表1。
 
　　流(liú)量計示值(zhí)誤差:0.36% ,重複(fu)性誤差:0.16%,由(yóu)此可以看(kàn)出,在實驗(yan)室✉️條件下(xia)，渦街流量(liang)計具有非(fei)常理想的(de)測量精度(du)。
5結論
　　由于(yú)測量技術(shu)的發展7-,有(you)越來越多(duō)的排氣量(liàng)測量儀器(qì)💋供壓縮機(ji)制造廠選(xuǎn)擇,渦街流(liú)量計是較(jiào)理想的選(xuan)擇之一。渦(wō)街流🚶‍♀️量計(jì)具有價格(gé)低廉、安裝(zhuang)方便、使用(yong)簡單、對壓(ya)力溫度📞參(cān)數自動進(jìn)行💰修訂的(de)優點。特别(bie)是渦💚街流(liu)量計可以(yi)對壓縮機(ji)的排氣量(liang)進行累計(jì)測量的🧡特(tè)點,對壓縮(suō)機使用過(guo)程的能效(xiào)測量具有(you)非常獨特(tè)的意義。随(suí)着渦街流(liú)量計的應(yīng)用,将來有(yǒu)可能根據(ju)渦🌈街流量(liang)✍️計記錄的(de)✨累計流量(liàng)及電度表(biǎo)記錄的累(lèi)計用😍電量(liàng)來評價壓(ya)縮機❌的效(xiao)率。必将進(jìn)--步推動有(yǒu)關标準的(de)修訂。

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