0引言(yan)
　　氣體(ti)壓縮(suo)機是(shi)壓縮(suo)氣體(ti)的機(ji)械設(she)備。氣(qi)體壓(ya)縮機(ji)排氣(qi)量的(de)檢測(ce)是壓(ya)縮機(ji)性能(neng)檢測(ce)中重(zhong)要的(de)檢測(ce)技術(shu)之一(yi)。壓縮(suo)機排(pai)氣量(liang)的實(shi)測數(shu)據決(jue)定着(zhe)壓縮(suo)機的(de)合格(ge)與否(fou)💞,決定(ding)着壓(ya)縮機(ji)的能(neng)效等(deng)級,即(ji)決定(ding)着壓(ya)縮機(ji)的能(neng)源比(bi)耗。
　　現(xian)在國(guo)際上(shang)通用(yong)的壓(ya)縮機(ji)性能(neng)試驗(yan)方法(fa)"給出(chu)了檢(jian)測在(zai)不同(tong)海拔(ba)地區(qu),不同(tong)使用(yong)溫度(du)運行(hang)的壓(ya)縮機(ji)的✌️排(pai)氣量(liang)、功率(lü)和比(bi)功率(lü)的試(shi)驗方(fang)法。我(wo)國也(ye)根據(ju)該國(guo)⛷️際标(biao)準,編(bian)制了(le)相應(ying)的國(guo)家标(biao)🔴準口(kou)。這兩(liang)個标(biao)準除(chu)了介(jie)紹功(gong)率、比(bi)功率(lü)測量(liang)之外(wai),排氣(qi)量測(ce)量方(fang)法是(shi)重要(yao)👨‍❤️‍👨的内(nei)容。國(guo)際标(biao)準ISO1217和(he)我國(guo)國家(jia)标準(zhun)GB/T3853的實(shi)施極(ji)大方(fang)便了(le)國内(nei)外壓(ya)縮🔴機(ji)制造(zao)商和(he)壓縮(suo)機用(yong)戶之(zhi)間的(de)對壓(ya)縮機(ji)産品(pin)性能(neng)的評(ping)定。
1常(chang)用的(de)排氣(qi)量測(ce)量方(fang)法
　　國(guo)際标(biao)準和(he)中國(guo)國家(jia)标準(zhun)中雖(sui)然介(jie)紹了(le)各種(zhong)排氣(qi)量的(de)測量(liang)💃🏻方法(fa),但并(bing)沒有(you)介紹(shao)各種(zhong)排氣(qi)量測(ce)量方(fang)法的(de)優缺(que)點及(ji)應用(yong)場合(he)。從而(er)造成(cheng)許多(duo)壓縮(suo)機制(zhi)造商(shang)和用(yong)戶沒(mei)有根(gen)據所(suo)測壓(ya)縮機(ji)的特(te)點選(xuan)用合(he)适的(de)排氣(qi)量測(ce)量方(fang)法。
壓(ya)縮機(ji)排氣(qi)量測(ce)量方(fang)法種(zhong)類繁(fan)多,常(chang)見的(de)測量(liang)方法(fa)分爲(wei)節流(liu)法及(ji)充氣(qi)法。
1.1節(jie)流法(fa)
　　節流(liu)法是(shi)在流(liu)體管(guan)道中(zhong)放置(zhi)孔闆(pan)、噴嘴(zui)等節(jie)流元(yuan)♌件,流(liu)體❗流(liu)過♉節(jie)流元(yuan)件時(shi)會在(zai)節流(liu)元件(jian)兩側(ce)産生(sheng)㊙️壓差(cha)。流體(ti)的流(liu)量與(yu)👈節流(liu)元件(jian)兩端(duan)壓差(cha)成正(zheng)比。也(ye)🚶‍♀️就是(shi)說通(tong)過測(ce)量壓(ya)差的(de)大小(xiao)，可以(yi)得🤞出(chu)流量(liang)的大(da)小田(tian)。
1)ISA1932噴嘴(zui)
　　這種(zhong)噴嘴(zui)要求(qiu)在噴(pen)嘴前(qian)後有(you)相應(ying)的整(zheng)流裝(zhuang)置。這(zhe)種裝(zhuang)置的(de)大好(hao)處是(shi)測量(liang)的氣(qi)體不(bu)用放(fang)空，沒(mei)有浪(lang)費壓(ya)縮空(kong)氣。
2)ASME噴(pen)嘴
　　ASME噴(pen)嘴是(shi)美國(guo)機械(xie)工程(cheng)師學(xue)會所(suo)推薦(jian)使用(yong)的節(jie)流元(yuan)件。由(you)于🛀中(zhong)國最(zui)早的(de)壓縮(suo)機試(shi)驗方(fang)法标(biao)準時(shi)參照(zhao)ASME PTC9進行(hang)制定(ding)的。所(suo)以㊙️ASME噴(pen)嘴在(zai)中國(guo)各壓(ya)縮機(ji)制造(zao)單位(wei)得到(dao)了廣(guang)泛🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的(de)應用(yong)。該噴(pen)嘴也(ye)同樣(yang)要求(qiu)管路(lu)具有(you)整流(liu)裝🔆置(zhi)。但由(you)于該(gai)噴嘴(zui)後✌️面(mian)直接(jie)将🔞空(kong)氣排(pai)向大(da)氣,故(gu)下遊(you)壓力(li)爲大(da)氣🏃‍♂️壓(ya)，測量(liang)工況(kuang)易于(yu)穩定(ding)。同樣(yang),由于(yu)直接(jie)将被(bei)測氣(qi)體直(zhi)接排(pai)向大(da)氣,一(yi)-是浪(lang)費了(le)壓縮(suo)氣體(ti)、而是(shi)不适(shi)用于(yu)貴重(zhong)氣體(ti)或易(yi)燃易(yi)爆有(you)毒氣(qi)體的(de)測量(liang)。
3)文丘(qiu)裏噴(pen)嘴
　　文(wen)丘裏(li)噴嘴(zui)與ASME噴(pen)嘴的(de)共同(tong)之處(chu)都是(shi)将被(bei)測氣(qi)體直(zhi)🚶接排(pai)向大(da)氣。測(ce)量工(gong)況易(yi)于穩(wen)定。同(tong)樣也(ye)具有(you)浪費(fei)壓縮(suo)氣體(ti)及不(bu)适用(yong)于貴(gui)重氣(qi)體或(huo)易燃(ran)易爆(bao)有毒(du)氣體(ti)的測(ce)量的(de)缺點(dian)。文丘(qiu)裏噴(pen)嘴要(yao)求流(liu)過噴(pen)嘴喉(hou)部的(de)流速(su)要達(da)到音(yin)速以(yi)上。這(zhe)使其(qi)具🧡有(you)更适(shi)用💜于(yu)大流(liu)量氣(qi)體測(ce)量的(de)特點(dian)。
1.2充氣(qi)法
　　充(chong)氣法(fa)也是(shi)國家(jia)标準(zhun)GB/T15487《容積(ji)式壓(ya)縮機(ji)流量(liang)試驗(yan)方法(fa)》推🤞薦(jian)的🔞排(pai)氣量(liang)試驗(yan)方法(fa)之一(yi)。該方(fang)法的(de)好處(chu)是不(bu)需要(yao)将😄被(bei)測氣(qi)體排(pai)向大(da)氣,當(dang)測量(liang)貴重(zhong)或有(you)毒氣(qi)體時(shi),該方(fang)法具(ju)有顯(xian)著的(de)優🔞越(yue)性。但(dan)✊由于(yu)充氣(qi)法☎️要(yao)求正(zheng)确測(ce)量充(chong)氣前(qian)後的(de)溫度(du)和壓(ya)力及(ji)充氣(qi)時間(jian),當充(chong)氣容(rong)積相(xiang)對壓(ya)縮機(ji)的排(pai)氣量(liang)較小(xiao)時,其(qi)測㊙️量(liang)精度(du)也就(jiu)較差(cha)了。換(huan)言之(zhi),如果(guo)充氣(qi)容積(ji)相對(dui)壓💞縮(suo)機的(de)排氣(qi)量足(zu)夠大(da)時,可(ke)以取(qu)得理(li)想的(de)測量(liang)精度(du)💚。
　　以上(shang)是國(guo)際标(biao)準和(he)國内(nei)标準(zhun)推薦(jian)的幾(ji)種壓(ya)縮機(ji)排氣(qi)量試(shi)驗方(fang)法。這(zhe)些方(fang)法的(de)共同(tong)之處(chu)是當(dang)對節(jie)流元(yuan)件的(de)幾何(he)尺寸(cun)及有(you)♻️關的(de)熱工(gong)傳感(gan)器精(jing)度進(jin)行嚴(yan)格控(kong)制時(shi),可以(yi)取🧑🏽‍🤝‍🧑🏻得(de)理想(xiang)的測(ce)量精(jing)度。
采(cai)用節(jie)流元(yuan)件法(fa)進行(hang)排氣(qi)量測(ce)量的(de)缺點(dian)是:
(1)節(jie)流元(yuan)件的(de)幾何(he)尺寸(cun)複雜(za),檢驗(yan)難度(du)大;
(2)檢(jian)驗數(shu)據需(xu)要進(jin)一步(bu) 進行(hang)計算(suan),對測(ce)量人(ren)員的(de)技術(shu)能力(li)有一(yi)定的(de)要求(qiu);
(3 )測量(liang)結果(guo)不直(zhi)觀，無(wu)法直(zhi)接顯(xian)示。
　　那(na)麽有(you)沒有(you)更好(hao)的方(fang)法來(lai)檢測(ce)壓縮(suo)機的(de)排氣(qi)量呢(ne)?與有(you)關企(qi)業進(jin)行了(le)采用(yong)渦街(jie)流量(liang)計 法(fa)進行(hang)壓縮(suo)機流(liu)量測(ce)量的(de)嘗試(shi)。
2渦街(jie)流量(liang)計工(gong)作原(yuan)理
　　渦(wo)街流(liu)量計(ji)也稱(cheng)之爲(wei)旋渦(wo)流量(liang)計或(huo)卡門(men)渦街(jie)流量(liang)計。可(ke)以适(shi)用于(yu)管道(dao)内多(duo)種流(liu)體(氣(qi)體液(ye)體、蒸(zheng)氣)的(de)流量(liang)測量(liang)。其🈲特(te)點是(shi)壓力(li)損失(shi)小，量(liang)程範(fan)圍大(da),精度(du)高,在(zai)測量(liang)工況(kuang)體積(ji)流量(liang)時可(ke)以對(dui)流體(ti)的壓(ya)力🧡和(he)溫度(du)參數(shu)自動(dong)進行(hang)修訂(ding)。該流(liu)量計(ji)可❓以(yi)将測(ce)量結(jie)果進(jin)行模(mo)拟标(biao)準信(xin)号或(huo)數字(zi)脈沖(chong)信号(hao)的輸(shu)出,容(rong)易與(yu)計算(suan)機等(deng)數字(zi)系統(tong)配套(tao)使用(yong)，是一(yi)種理(li)想的(de)測量(liang)儀器(qi)。
　　在流(liu)體中(zhong)設置(zhi)非流(liu)線型(xing)漩渦(wo)發聲(sheng)體時(shi),在渦(wo)街流(liu)量🐇變(bian)💋送器(qi)中的(de)三角(jiao)柱形(xing)的旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)後會(hui)上下(xia)交替(ti)産生(sheng)正比(bi)于流(liu)📧速的(de)兩列(lie)旋渦(wo)，這種(zhong)旋渦(wo)稱爲(wei)卡門(men)旋渦(wo)(見圖(tu)1)。旋渦(wo)的釋(shi)放頻(pin)💃🏻率與(yu)流過(guo)旋渦(wo)發生(sheng)體的(de)流體(ti)平均(jun)速度(du)及旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)特征(zheng)寬度(du)有關(guan),用下(xia)式表(biao)示:
 
式(shi)中ƒ--旋(xuan)渦的(de)釋放(fang)頻率(lü) ,單位(wei)爲Hz;
Ʋ--流(liu)過旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)的流(liu)體平(ping)均速(su)度,單(dan)位爲(wei)m/s;
d一旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)特征(zheng)寬度(du),單位(wei)爲m;
St一(yi)斯特(te)勞哈(ha)爾數(shu)(Strouhal number) ,無量(liang)綱，它(ta)的數(shu)值範(fan)圍爲(wei)0.14 ~ 0.27
St是雷(lei)諾數(shu)的函(han)數,
 
　　通(tong)過測(ce)量旋(xuan)渦頻(pin)率就(jiu)可以(yi)計算(suan)出流(liu)過旋(xuan)渦發(fa)生體(ti)的流(liu)體平(ping)均速(su)度Ʋ,再(zai)由公(gong)式
 
　　求(qiu)出流(liu)體流(liu)過流(liu)量計(ji)的流(liu)量q。(式(shi)中A爲(wei)流體(ti)流過(guo)旋渦(wo)發生(sheng)體✂️的(de)🔴截面(mian)積。)
3采(cai)用渦(wo)街流(liu)量計(ji)進行(hang)排氣(qi)量實(shi)測試(shi)驗
　　渦(wo)街流(liu)量計(ji)的安(an)裝較(jiao)爲方(fang)便,但(dan)希望(wang)能确(que)保氣(qi)體在(zai)流經(jing)流量(liang)計之(zhi)前的(de)流動(dong)狀态(tai)爲穩(wen)定的(de)層流(liu)狀态(tai),且避(bi)免流(liu)量計(ji)後的(de)彎頭(tou)或閥(fa)門對(dui)渦街(jie)的産(chan)生♉造(zao)成幹(gan)擾。安(an)裝流(liu)量計(ji)時,應(ying)确保(bao)流量(liang)計上(shang)遊應(ying)有長(zhang)度不(bu)小❓于(yu)25D的等(deng)徑💯直(zhi)管段(duan),下遊(you)應有(you)不小(xiao)于5D的(de)等徑(jing)直管(guan)段。現(xian)場測(ce)量時(shi)采用(yong)通徑(jing)爲DN65的(de)♉渦街(jie)流量(liang)計,其(qi)測量(liang)範圍(wei)爲:0.75至(zhi)6.3m³/min。
　　現場(chang)對一(yi)台額(e)定功(gong)率爲(wei)11kW、排氣(qi)壓力(li)爲0.8MPa的(de)螺杆(gan)壓縮(suo)機進(jin)行了(le)實測(ce)。實測(ce)排氣(qi)壓力(li)爲:0.790MPa,測(ce)得的(de)排氣(qi)量爲(wei): 1.51m³/min。實測(ce)機組(zu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼輸人(ren)功率(lü)🏃🏻爲:11.93kW。
　　同(tong)樣---台(tai)螺杆(gan)壓縮(suo)機在(zai)國家(jia)制冷(leng)設備(bei)制冷(leng)監督(du)檢驗(yan)中心(xin)采用(yong)ASME噴嘴(zui)節流(liu)的方(fang)法再(zai)次進(jin)行了(le)對比(bi)試驗(yan)。其主(zhu)要性(xing)能數(shu)據爲(wei):實測(ce)排氣(qi)壓力(li)0.807MPa,測得(de)排氣(qi)量爲(wei):1.50 m³/min。
　　兩種(zhong)方法(fa)相比(bi),實測(ce)排氣(qi)量的(de)誤差(cha)爲:0.67%。也(ye)就是(shi)說,在(zai)💚企🐅業(ye)👌産🍓品(pin)出廠(chang)試驗(yan)時,采(cai)用渦(wo)街流(liu)量計(ji)可以(yi)取得(de)與ASME噴(pen)嘴節(jie)流法(fa)相近(jin)的測(ce)量結(jie)果。如(ru)有必(bi)要時(shi),可以(yi)對流(liu)量測(ce)量的(de)不确(que)定度(du)進行(hang)😘分析(xi),參見(jian)《壓縮(suo)機性(xing)能數(shu)據的(de)相對(dui)标準(zhun)💋不确(que)定度(du)👈分析(xi)》。
4渦流(liu)流量(liang)計的(de)精度(du)校準(zhun)
　　爲了(le)嚴格(ge)确定(ding)所用(yong)渦街(jie)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du)。将所(suo)用渦(wo)街流(liu)量🐪計(ji)送到(dao)專業(ye)校準(zhun)機構(gou)按照(zhao)國家(jia)校準(zhun)規程(cheng)🚶‍♀️向進(jin)行了(le)🔴校準(zhun),采用(yong)的計(ji)量标(biao)準器(qi)具爲(wei)音速(su)噴嘴(zui)流量(liang)标準(zhun)裝置(zhi)。其🥰校(xiao)準數(shu)據見(jian)表1。
 
　　流(liu)量計(ji)示值(zhi)誤差(cha):0.36% ,重複(fu)性誤(wu)差:0.16%,由(you)此可(ke)以看(kan)出,在(zai)實驗(yan)室⭐條(tiao)件下(xia)，渦街(jie)流量(liang)計具(ju)有非(fei)常理(li)想的(de)測量(liang)精度(du)。
5結論(lun)
　　由于(yu)測量(liang)技術(shu)的發(fa)展7-,有(you)越來(lai)越多(duo)的排(pai)氣量(liang)測量(liang)儀器(qi)💜供壓(ya)縮⭕機(ji)制造(zao)廠選(xuan)擇,渦(wo)街流(liu)量計(ji)是較(jiao)理想(xiang)的選(xuan)擇之(zhi)一。渦(wo)街流(liu)💃量計(ji)具有(you)價格(ge)低廉(lian)、安裝(zhuang)方便(bian)⛹🏻‍♀️、使用(yong)簡單(dan)、對壓(ya)力溫(wen)度參(can)數自(zi)動進(jin)行修(xiu)訂的(de)優點(dian)。特别(bie)是渦(wo)街流(liu)量計(ji)可以(yi)對壓(ya)縮機(ji)的排(pai)氣量(liang)進行(hang)⁉️累計(ji)測量(liang)的特(te)點,對(dui)壓縮(suo)機使(shi)用過(guo)程☔的(de)能效(xiao)測量(liang)🚩具有(you)非常(chang)獨特(te)的意(yi)義。随(sui)着渦(wo)街流(liu)量計(ji)的應(ying)用,将(jiang)來有(you)可能(neng)💰根據(ju)渦街(jie)流量(liang)計記(ji)錄的(de)累計(ji)流量(liang)及電(dian)度表(biao)記錄(lu)的累(lei)計用(yong)電量(liang)來評(ping)價壓(ya)縮機(ji)的效(xiao)率。必(bi)将進(jin)--步推(tui)動有(you)關标(biao)準的(de)修訂(ding)。

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