0引言(yán)
　　氣體壓縮機是(shì)壓縮氣體的機(ji)械設備。氣體壓(ya)縮機排氣量的(de)❄️檢💜測是壓縮機(ji)性能檢測中重(zhòng)要的檢測技術(shu)之一❌。壓縮機排(pai)氣量的實測數(shù)據決定着壓縮(suō)機的合格與否(fou),決定着壓縮機(ji)的能效✉️等級,即(ji)決定着壓縮機(ji)的能源比☔耗。
　　現(xiàn)在國際上通用(yong)的壓縮機性能(neng)試驗方法"給出(chū)了檢測在不同(tong)海拔地區,不同(tóng)使用溫度運行(hang)的壓縮🔴機的排(pai)氣🍉量、功率和比(bǐ)功率的試驗方(fang)法。我國也根據(jù)該國♋際标準,編(bian)制了相應的🍓國(guó)家标準口。這兩(liǎng)個标準除了介(jiè)紹功率、比功率(lü)測量之外,排氣(qì)量測量方法是(shi)重要的内容。國(guo)際标準ISO1217和我國(guó)國家标準GB/T3853的實(shi)施極大方🔴便了(le)國内外壓縮機(ji)制造商和壓縮(suo)機用戶之間的(de)對壓縮機産品(pǐn)性能的評定。
1常(chang)用的排氣量測(cè)量方法
　　國際标(biao)準和中國國家(jiā)标準中雖然介(jiè)紹了各種排氣(qì)量的測量方法(fǎ),但并沒有介紹(shào)各種排氣量測(cè)量方法的優💚缺(que)點及應用場合(hé)。從而造成許多(duō)壓縮機制造商(shang)和用戶沒有根(gēn)據所測㊙️壓縮機(ji)的特點選用🔞合(hé)适的排🈲氣量測(cè)量方法。
壓縮機(ji)排氣量測量方(fang)法種類繁多,常(chang)見的測量方法(fa)💃分爲節流🙇‍♀️法及(jí)充氣法。
1.1節流法(fa)
　　節流法是在流(liu)體管道中放置(zhi)孔闆、噴嘴等節(jiē)流元件,流體流(liú)過節流元件時(shi)會在節流元件(jiàn)兩側産生壓差(chà)。流體的流量與(yǔ)🏃‍♀️節流元件兩端(duan)壓差成正比。也(yě)就是說❗通過測(ce)量壓差的大小(xiao)，可以得出流量(liàng)的大小田。
1)ISA1932噴嘴(zui)
　　這種噴嘴要求(qiú)在噴嘴前後有(yǒu)相應的整流裝(zhuāng)置。這種㊙️裝💛置的(de)大❄️好處是測量(liàng)的氣體不用放(fang)空，沒有浪🍉費壓(ya)縮空氣。
2)ASME噴嘴
　　ASME噴(pēn)嘴是美國機械(xiè)工程師學會所(suo)推薦使用的節(jie)流元件。由于👄中(zhong)國最早的壓縮(suō)機試驗方法标(biao)準時參🔴照ASME PTC9進行(hang)制☀️定的。所以ASME噴(pen)嘴在中國各壓(ya)縮機制造單位(wèi)得到了廣泛的(de)應用。該噴嘴也(yě)同樣要求管路(lù)具有整流裝置(zhi)。但由于該噴嘴(zui)後面直接将空(kong)氣排向🔱大氣,故(gù)下遊壓力爲大(da)氣壓，測量工況(kuàng)易于穩定。同✔️樣(yàng),由于直接将被(bei)測氣體直接排(pai)向大氣,一-是浪(làng)費了壓縮氣體(tǐ)、而是不适用于(yu)貴重氣體或易(yì)燃易爆有毒氣(qi)體的測量。
3)文丘(qiu)裏噴嘴
　　文丘裏(lǐ)噴嘴與ASME噴嘴的(de)共同之處都是(shi)将被測氣體直(zhí)接💘排🎯向大氣。測(cè)量工況易于穩(wěn)定。同樣也具有(yǒu)浪費壓縮氣體(tǐ)及💁不适用于貴(gui)重氣體或易燃(rán)易爆有毒氣體(ti)的測量的缺點(diǎn)㊙️。文丘裏噴嘴要(yao)求流過噴嘴喉(hou)部的流速要達(dá)到音速以上💞。這(zhe)使其具有更适(shi)用于大流量氣(qi)體測量的特點(diǎn)。
1.2充氣法
　　充氣法(fǎ)也是國家标準(zhun)GB/T15487《容積式壓縮機(ji)流量試驗方法(fa)》推薦的排氣量(liang)試驗方法之一(yī)。該方法的好處(chu)是💛不需要将被(bei)測氣體排向大(dà)氣,當測量貴重(zhong)或有毒氣體時(shi),該方法具有顯(xiǎn)著的優越性。但(dàn)由于充氣法要(yao)求正确測量充(chong)氣前後的溫度(du)和壓力及充氣(qì)時間,當充氣容(rong)積相對壓縮機(jī)的排氣量較小(xiǎo)時,其測量精度(du)也就較差了。換(huan)言之,如果充氣(qì)容積相對壓縮(suō)機的排氣量足(zu)夠大時,可以取(qu)得‼️理想的測量(liàng)精度。
　　以上是國(guó)際标準和國内(nei)标準推薦的幾(jǐ)種壓縮機排氣(qì)量試驗💘方法。這(zhe)些方法的共同(tóng)之處是當對節(jie)流元❤️件的幾何(hé)尺寸及有💋關的(de)熱工傳感器精(jīng)度進💋行嚴格控(kong)制時,可以取得(dé)理想的測量精(jing)度。
采用節流元(yuán)件法進行排氣(qì)量測量的缺點(dian)是:
(1)節流元件的(de)幾何尺寸複雜(zá),檢驗難度大;
(2)檢(jiǎn)驗數據需要進(jìn)一步 進行計算(suàn),對測量人員的(de)技術能力有一(yī)定的要求;
(3 )測量(liàng)結果不直觀，無(wú)法直接顯示。
　　那(nà)麽有沒有更好(hao)的方法來檢測(cè)壓縮機的排氣(qi)量呢?與💋有關企(qǐ)業進行了采用(yong)渦街流量計 法(fǎ)進行壓縮機流(liu)量測量的嘗試(shì)。
2渦街流量計工(gong)作原理
　　渦街流(liu)量計也稱之爲(wei)旋渦流量計或(huò)卡門渦街流量(liang)計🚶。可㊙️以适用于(yú)管道内多種流(liú)體(氣體液體、蒸(zheng)氣)的流量測量(liang)。其特點是壓力(li)損失小，量程範(fàn)圍大,精度高,在(zài)測量工況體積(ji)👄流量時🐅可以對(dui)流體的壓力和(hé)溫度參數自動(dòng)進行修訂。該流(liú)量計可以将測(ce)量結果進行模(mó)🏃‍♂️拟标準信号或(huo)數字脈沖信号(hào)的輸出,容易與(yǔ)計算機等數字(zi)系統配套使用(yong)，是一種理想⭐的(de)測量儀器。
　　在流(liú)體中設置非流(liu)線型漩渦發聲(sheng)體時,在渦街流(liú)量變送器中的(de)三角柱形的旋(xuan)渦發生體後會(hui)上下交替産生(sheng)正比于流速的(de)兩列旋渦，這種(zhǒng)旋渦稱爲卡門(men)旋渦(見圖1)。旋渦(wō)的💋釋放頻率與(yu)流過旋渦發生(sheng)體的流體平均(jun1)速度及旋渦發(fa)生體特征寬度(du)有關,用下式表(biǎo)示:
 
式中ƒ--旋渦的(de)釋放頻率 ,單位(wei)爲Hz;
Ʋ--流過旋渦發(fā)生體的流體平(ping)均速度,單位爲(wei)m/s;
d一旋渦發生體(tǐ)特征寬度,單位(wei)爲m;
St一斯特勞哈(hā)爾數(Strouhal number) ,無量綱，它(tā)的數值範圍爲(wei)0.14 ~ 0.27
St是雷諾數的函(han)數,
 
　　通過測量旋(xuan)渦頻率就可以(yi)計算出流過旋(xuan)渦發生體🍓的流(liú)體👄平🚶均速度Ʋ,再(zai)由公式
 
　　求出流(liú)體流過流量計(jì)的流量q。(式中A爲(wei)流體流過旋渦(wō)發生🏃體的截面(mian)積。)
3采用渦街流(liú)量計進行排氣(qì)量實測試驗
　　渦(wō)街流量計的安(ān)裝較爲方便,但(dan)希望能确保氣(qì)體在流經流🚶量(liàng)💔計之前的流動(dong)狀态爲穩定的(de)層流狀态,且避(bì)免流量計後🔞的(de)彎頭或閥門對(duì)渦街的産生造(zào)成幹擾。安裝流(liu)量計⛹🏻‍♀️時,應确🈲保(bao)流量🔴計上遊應(ying)有長度不小于(yú)25D的等徑直管段(duan),下遊應有不♉小(xiao)于5D的等🔞徑直管(guan)段。現場測量時(shi)采用通徑爲DN65的(de)⛹🏻‍♀️渦街流量計,其(qi)測量範圍爲:0.75至(zhì)6.3m³/min。
　　現場對一台額(e)定功率爲11kW、排氣(qì)壓力爲0.8MPa的螺杆(gan)壓縮機進行了(le)⭐實測。實測排氣(qì)壓力爲:0.790MPa,測得的(de)排氣量爲😘: 1.51m³/min。實測(ce)機組輸人功率(lǜ)爲:11.93kW。
　　同樣---台螺杆(gan)壓縮機在國家(jiā)制冷設備制冷(lěng)監督檢驗中心(xīn)采㊙️用ASME噴嘴節流(liú)的方法再次進(jin)行了對比試驗(yan)。其主要性能數(shu)據爲:實測排氣(qi)壓力0.807MPa,測得排氣(qi)量爲:1.50 m³/min。
　　兩種方法(fǎ)相比,實測排氣(qì)量的誤差爲:0.67%。也(ye)就是說,在企業(yè)産品出廠試驗(yan)時,采用渦街流(liú)量計可以取得(dé)❌與ASME噴🌈嘴節流法(fǎ)相近的測量結(jie)果。如有必要時(shí),可以對流量測(ce)量的不确定❄️度(du)進行分析,參見(jian)《壓縮機性能數(shu)據的相對标準(zhǔn)不确定度分析(xi)》。
4渦流流量計的(de)精度校準
　　爲了(le)嚴格确定所用(yòng)渦街流量計的(de)測量精度。将所(suǒ)用渦✍️街流量計(ji)送到專業校準(zhun)機構按照國家(jiā)校準規程✔️向進(jin)行了校準,采用(yòng)的計量标準器(qì)具爲音速噴嘴(zuǐ)流量标準裝置(zhi)。其校準數據見(jian)表1。
 
　　流量計示值(zhí)誤差:0.36% ,重複性誤(wù)差:0.16%,由此可以看(kàn)出,在實驗室條(tiáo)件下，渦街流量(liang)計具有非常理(li)想的測量精度(du)。
5結論
　　由于測量(liàng)技術的發展7-,有(you)越來越多的排(pai)氣量測量❗儀器(qì)供壓♈縮機制造(zao)廠選擇,渦街流(liú)量計是較理想(xiang)🏃‍♂️的選擇之一。渦(wō)街流量計具有(yǒu)價格低廉、安裝(zhuang)方便、使用簡單(dān)、對壓力溫度📐參(can)數自動進行修(xiu)訂的優點。特别(bie)是渦街流量計(ji)可以對壓縮機(ji)的排👄氣量進行(hang)累計測量的特(tè)點,對壓縮機使(shǐ)用過程的能效(xiào)測量具有非常(chang)獨特的意義。随(suí)着渦街流量計(ji)的應用,将來有(yǒu)可能🏒根據渦街(jie)流量計記錄的(de)累計流量及電(diàn)👣度表記錄的累(lei)計用🔆電量來評(píng)價壓縮🌐機✉️的效(xiào)率。必将進--步推(tui)動有關标準的(de)修訂。

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