0引言
　　氣體(ti)壓縮機是(shi)壓縮氣體(ti)的機械設(she)備。氣體壓(ya)縮機👨‍❤️‍👨排氣(qi)量的檢測(ce)是壓縮機(ji)性能檢測(ce)中重要的(de)檢測✊技術(shu)之一。壓縮(suo)機排氣量(liang)🐉的實測數(shu)據決定着(zhe)壓縮機的(de)合☂️格與否(fou)✏️,決定着壓(ya)縮機的能(neng)效等級,即(ji)決定着壓(ya)縮機的能(neng)源比耗。
　　現(xian)在國際上(shang)通用的壓(ya)縮機性能(neng)試驗方法(fa)"給出了檢(jian)測在💯不同(tong)海拔地區(qu),不同使用(yong)溫度運行(hang)的壓縮機(ji)的排氣量(liang)、功率和比(bi)功🤞率的試(shi)驗方法。我(wo)國也根據(ju)該國際标(biao)準,編制了(le)相應的國(guo)家标準口(kou)。這兩個标(biao)準除了♉介(jie)紹功率、比(bi)功率測🏃🏻量(liang)之外,排氣(qi)量測量🔅方(fang)法是重要(yao)的内容。國(guo)際标準ISO1217和(he)我國🏃‍♀️國家(jia)标準GB/T3853的♍實(shi)施極大方(fang)便了國内(nei)外壓縮機(ji)制造商和(he)壓縮機用(yong)戶之間的(de)對壓縮機(ji)産品性能(neng)的評定。
1常(chang)用的排氣(qi)量測量方(fang)法
　　國際标(biao)準和中國(guo)國家标準(zhun)中雖然介(jie)紹了各種(zhong)排氣量的(de)測量方法(fa),但并沒有(you)介紹各種(zhong)排氣量測(ce)量方法的(de)優缺點及(ji)應用場合(he)。從而造成(cheng)許多壓縮(suo)機制造商(shang)和用戶沒(mei)有根✂️據所(suo)測壓縮機(ji)📐的特點選(xuan)用合适的(de)排氣量測(ce)量♉方法。
壓(ya)縮機排氣(qi)量測量方(fang)法種類繁(fan)多,常見的(de)測量方法(fa)分爲節流(liu)法及充氣(qi)法。
1.1節流法(fa)
　　節流法是(shi)在流體管(guan)道中放置(zhi)孔闆、噴嘴(zui)等節流元(yuan)件,流體流(liu)過節流元(yuan)件時會在(zai)節流元件(jian)兩側産生(sheng)壓差。流體(ti)的流量與(yu)節流元件(jian)兩端壓差(cha)成正比。也(ye)📞就是說通(tong)過測量壓(ya)差的大小(xiao)，可以得出(chu)流量的大(da)小田。
1)ISA1932噴嘴(zui)
　　這種噴嘴(zui)要求在噴(pen)嘴前後有(you)相應的整(zheng)流裝置。這(zhe)種裝置的(de)大好處是(shi)測量的氣(qi)體不用放(fang)空，沒有浪(lang)費壓縮空(kong)氣。
2)ASME噴嘴
　　ASME噴(pen)嘴是美國(guo)機械工程(cheng)師學會所(suo)推薦使用(yong)的節流元(yuan)件。由于中(zhong)國最早的(de)壓縮機試(shi)驗方法标(biao)準時參照(zhao)ASME PTC9進行制定(ding)的。所以ASME噴(pen)嘴在中國(guo)各壓縮機(ji)制造單位(wei)得到了廣(guang)泛的應用(yong)。該噴嘴也(ye)同樣要求(qiu)管路具💃🏻有(you)整流裝👣置(zhi)。但由于📧該(gai)噴嘴後💋面(mian)直接将空(kong)氣排向⛱️大(da)氣,故下遊(you)壓力爲大(da)氣壓，測量(liang)工況易于(yu)穩定。同樣(yang),由于直接(jie)将被測氣(qi)體直接排(pai)向大氣,一(yi)-是浪費了(le)壓縮氣體(ti)、而是不适(shi)用于貴重(zhong)氣體或易(yi)燃易爆有(you)👄毒氣體的(de)測量。
3)文丘(qiu)裏噴嘴
　　文(wen)丘裏噴嘴(zui)與ASME噴嘴的(de)共同之處(chu)都是将被(bei)測氣體直(zhi)接排向大(da)氣。測量工(gong)況易于穩(wen)定。同樣也(ye)具有浪☔費(fei)壓縮氣體(ti)及不适用(yong)于貴重氣(qi)體或易燃(ran)易爆有毒(du)氣體的測(ce)量🍉的缺點(dian)。文丘裏噴(pen)嘴要求流(liu)過噴嘴🧑🏽‍🤝‍🧑🏻喉(hou)部的流速(su)要達到音(yin)速以上🏃🏻‍♂️。這(zhe)使其具有(you)更适用📞于(yu)大流量氣(qi)體測量的(de)特點。
1.2充氣(qi)法
　　充氣法(fa)也是國家(jia)标準GB/T15487《容積(ji)式壓縮機(ji)流量試驗(yan)方☀️法》推🏃薦(jian)的排氣量(liang)試驗方法(fa)之一。該方(fang)法的好處(chu)是🥵不需要(yao)将被測氣(qi)體排向👣大(da)氣,當測量(liang)貴重或有(you)毒氣體時(shi),該方法具(ju)有顯🍓著的(de)優🏃越性。但(dan)由于充氣(qi)法🔞要求正(zheng)确測量充(chong)氣🥰前後的(de)溫🚶‍♀️度和壓(ya)力及充氣(qi)時🏃🏻間,當充(chong)氣容積相(xiang)對壓縮機(ji)的排氣量(liang)較小時,其(qi)測量精度(du)也就較差(cha)了。換言之(zhi),如果充氣(qi)容積相對(dui)壓縮機的(de)排🚶氣量足(zu)夠大時,可(ke)以取得理(li)想的測量(liang)精度。
　　以上(shang)是國際标(biao)準和國内(nei)标準推薦(jian)的幾種壓(ya)縮機排氣(qi)量試驗方(fang)法。這些方(fang)法的共同(tong)之處是當(dang)對節流元(yuan)👄件的幾何(he)尺寸及有(you)關的熱工(gong)傳感器精(jing)度進行嚴(yan)格控制時(shi),可以取得(de)理想的測(ce)量🙇🏻精度。
采(cai)用節流元(yuan)件法進行(hang)排氣量測(ce)量的缺點(dian)是:
(1)節流元(yuan)件的幾何(he)尺寸複雜(za),檢驗難度(du)大;
(2)檢驗數(shu)據需要進(jin)一步 進行(hang)計算,對測(ce)量人員的(de)技術能力(li)有🏃‍♂️一定的(de)要求;
(3 )測量(liang)結果不直(zhi)觀，無法直(zhi)接顯示。
　　那(na)麽有沒有(you)更好的方(fang)法來檢測(ce)壓縮機的(de)排氣量☂️呢(ne)?與有關企(qi)業進行了(le)采用渦街(jie)流量計 法(fa)進行壓縮(suo)機流量測(ce)量的嘗試(shi)。
2渦街流量(liang)計工作原(yuan)理
　　渦街流(liu)量計也稱(cheng)之爲旋渦(wo)流量計或(huo)卡門渦街(jie)流量計。可(ke)以适用于(yu)管道内多(duo)種流體(氣(qi)體液體、蒸(zheng)氣)的流🍉量(liang)測量。其特(te)點是壓力(li)損失小，量(liang)程範圍大(da),精度高,在(zai)測量工況(kuang)體積流量(liang)時🌈可以對(dui)流體的壓(ya)力👣和溫度(du)參數自動(dong)進行修訂(ding)。該🌈流量計(ji)可以将測(ce)量結果進(jin)行模拟标(biao)準信号或(huo)數字脈沖(chong)信号的輸(shu)出,容易與(yu)計算機等(deng)數字系統(tong)配套使用(yong)，是一種理(li)想的測量(liang)儀⛱️器。
　　在流(liu)體中設置(zhi)非流線型(xing)漩渦發聲(sheng)體時,在渦(wo)街流量😍變(bian)送器中的(de)三角柱形(xing)的旋渦發(fa)生體後會(hui)上下交替(ti)産生正比(bi)于流速的(de)兩列旋渦(wo)，這種旋渦(wo)稱爲卡門(men)旋渦(見圖(tu)🧡1)。旋渦的釋(shi)放頻率與(yu)流過旋渦(wo)發生體的(de)流體平均(jun)速度及旋(xuan)渦發生體(ti)特征寬度(du)有關,用下(xia)式表示:
 
式(shi)中ƒ--旋渦的(de)釋放頻率(lü) ,單位爲Hz;
Ʋ--流(liu)過旋渦發(fa)生體的流(liu)體平均速(su)度,單位爲(wei)m/s;
d一旋渦發(fa)生體特征(zheng)寬度,單位(wei)爲m;
St一斯特(te)勞哈爾數(shu)(Strouhal number) ,無量綱，它(ta)的數值範(fan)圍爲0.14 ~ 0.27
St是雷(lei)諾數的函(han)數,
 
　　通過測(ce)量旋渦頻(pin)率就可以(yi)計算出流(liu)過旋渦發(fa)生🌏體⭐的流(liu)體平均速(su)度Ʋ,再由公(gong)式
 
　　求出流(liu)體流過流(liu)量計的流(liu)量q。(式中A爲(wei)流體流過(guo)旋渦發生(sheng)體的截面(mian)積。)
3采用渦(wo)街流量計(ji)進行排氣(qi)量實測試(shi)驗
　　渦街流(liu)量計的安(an)裝較爲方(fang)便,但希望(wang)能确保氣(qi)體在流經(jing)流量計之(zhi)前的流動(dong)狀态爲穩(wen)定的層流(liu)狀🏃🏻态,且避(bi)免流量計(ji)後的彎🐕頭(tou)或閥門對(dui)渦街的産(chan)生造成幹(gan)🏃擾。安裝流(liu)量計時,應(ying)确保流量(liang)計上遊應(ying)有長度不(bu)小👣于25D的等(deng)徑直管段(duan),下遊應有(you)不小于5D的(de)等徑直管(guan)段。現場測(ce)量時采用(yong)通徑爲DN65的(de)渦街流量(liang)計😍,其測量(liang)範圍爲:0.75至(zhi)6.3m³/min。
　　現場對一(yi)台額定功(gong)率爲11kW、排氣(qi)壓力爲0.8MPa的(de)螺杆壓縮(suo)機進行了(le)🥵實測。實測(ce)排氣壓力(li)爲:0.790MPa,測得的(de)排氣量爲(wei)🔴: 1.51m³/min。實測✏️機組(zu)輸人✔️功率(lü)爲:11.93kW。
　　同樣---台(tai)螺杆壓縮(suo)機在國家(jia)制冷設備(bei)制冷監督(du)檢驗中心(xin)采用ASME噴嘴(zui)節流的方(fang)法再次進(jin)行了對比(bi)試🔴驗。其🏒主(zhu)要性能數(shu)據爲:實測(ce)排氣壓力(li)0.807MPa,測得排氣(qi)量爲:1.50 m³/min。
　　兩種(zhong)方法相比(bi),實測排氣(qi)量的誤差(cha)爲:0.67%。也就是(shi)說,在企業(ye)産品出㊙️廠(chang)試驗時,采(cai)用渦街流(liu)量計可以(yi)取得與ASME噴(pen)嘴節流法(fa)⛹🏻‍♀️相近的測(ce)量結果。如(ru)有必要時(shi),可以對流(liu)量測量的(de)🙇🏻不确定度(du)進行分析(xi),參見《壓縮(suo)機性能數(shu)據的相對(dui)标準☀️不确(que)定度🐉分析(xi)》。
4渦流流量(liang)計的精度(du)校準
　　爲了(le)嚴格确定(ding)所用渦街(jie)流量計的(de)測量精度(du)。将所用渦(wo)街流量🌈計(ji)送到專業(ye)校準機構(gou)按照國家(jia)校準規程(cheng)向進行了(le)校準㊙️,采用(yong)的計量标(biao)準器具爲(wei)音速噴嘴(zui)流量标準(zhun)裝置。其校(xiao)準數據見(jian)表1。
 
　　流量計(ji)示值誤差(cha):0.36% ,重複性誤(wu)差:0.16%,由此可(ke)以看出,在(zai)實驗室條(tiao)件下，渦街(jie)流量計具(ju)有非常理(li)想的測量(liang)精度。
5結論(lun)
　　由于測量(liang)技術的發(fa)展7-,有越來(lai)越多的排(pai)氣量測量(liang)🈚儀器♊供壓(ya)縮機制造(zao)廠選擇,渦(wo)街流量計(ji)是較理想(xiang)的選擇之(zhi)一。渦街流(liu)量計🔅具有(you)價格低廉(lian)、安裝方便(bian)、使用簡單(dan)、對壓力溫(wen)度參數自(zi)動進行✌️修(xiu)訂的優點(dian)。特别是渦(wo)街流量計(ji)♻️可以對壓(ya)縮機的排(pai)氣量進行(hang)🈲累計測量(liang)的特點,對(dui)壓縮🐪機使(shi)用過程的(de)能效測量(liang)具有非常(chang)獨特的意(yi)義。随着渦(wo)街流量計(ji)的應用,将(jiang)💘來有可能(neng)根據渦街(jie)流量計記(ji)錄的㊙️累計(ji)流量及電(dian)🍓度表記錄(lu)的累計用(yong)電量來評(ping)價壓縮機(ji)的效率。必(bi)✔️将進--步推(tui)動有關标(biao)準✊的修訂(ding)。

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