0引言(yán)
　　氣體壓縮(suo)機是壓縮(suō)氣體的機(jī)械設備。氣(qì)體壓縮機(jī)排氣量的(de)⛷️檢🌈測是壓(ya)縮機性能(néng)檢測中重(zhòng)要的檢測(cè)技術之一(yī)。壓縮🥰機排(pai)🌍氣量的實(shi)測數據決(jué)定着壓縮(suo)機的合格(gé)與否🐉,決定(ding)着壓縮機(jī)的能效等(děng)級,即決定(ding)着壓縮機(ji)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(tóng)使用溫度(du)運行的壓(ya)縮機的💚排(pai)氣🔞量、功💋率(lǜ)和🌂比功率(lǜ)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(shì)重要的内(nèi)容。國際标(biāo)準ISO1217和我國(guó)♻️國家标準(zhǔn)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(zhī)間🧑🏽‍🤝‍🧑🏻的對壓(yā)縮機産品(pin)性能的評(píng)定。
1常用的(de)排氣量測(cè)量方法
　　國(guó)際标準和(hé)中國國家(jiā)标準中雖(suī)然介紹了(le)各種排氣(qi)量的測量(liàng)⭐方法,但并(bing)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(zhì)造商和用(yong)戶沒有根(gēn)🈲據所測😄壓(ya)縮機的特(tè)點選用合(hé)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(liàng)方法⭕分爲(wèi)節流法及(ji)充氣法。
1.1節(jie)流法
　　節流(liú)法是在流(liu)體管道中(zhong)放置孔闆(pan)、噴嘴等節(jiē)流元件,流(liu)體流🎯過節(jiē)流元件時(shi)會在節流(liu)元件兩側(cè)産生🆚壓差(cha)✂️。流體的流(liu)量與👣節流(liu)元件兩端(duān)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(zhong)噴嘴要求(qiú)在噴嘴前(qian)後有相應(yīng)的整流裝(zhuāng)置。這種裝(zhuang)置的大好(hǎo)處是測量(liang)的氣體不(bu)用放空，沒(mei)有浪費壓(yā)⛷️縮空氣。
2)ASME噴(pen)嘴
　　ASME噴嘴是(shì)美國機械(xiè)工程師學(xué)會所推薦(jian)使用的節(jie)流🔞元💋件。由(yóu)🏃🏻‍♂️于中國最(zui)早的壓縮(suō)機試驗方(fāng)法标準時(shí)參👌照ASME PTC9進行(háng)制定的。所(suo)以ASME噴嘴在(zài)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(yang)要求管路(lù)具有整流(liú)裝置。但由(yóu)于該噴嘴(zuǐ)後面直接(jie)将空氣排(pai)向大氣,故(gù)下遊壓力(li)爲大氣壓(ya)，測量工況(kuàng)易于穩定(dìng)。同樣,由于(yú)直接将被(bei)測氣體直(zhi)接排向大(dà)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(qi)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(qi)體直接排(pai)💯向👄大氣。測(ce)量工況易(yi)于穩定。同(tóng)樣也具有(you)浪費壓縮(suo)氣體及不(bu)适🔅用于貴(gui)重氣體或(huò)易燃易爆(bao)有🧑🏽‍🤝‍🧑🏻毒氣體(tǐ)的測量的(de)缺點。文丘(qiu)裏噴嘴要(yao)求流過噴(pen)嘴喉部的(de)流⭐速要達(da)到音速以(yi)上。這使其(qí)具🚩有更适(shì)用🏃🏻于大流(liú)量氣體測(cè)量的特點(diǎn)。
1.2充氣法
　　充(chōng)氣法也是(shi)國家标準(zhǔn)GB/T15487《容積式壓(ya)縮機流量(liàng)試驗方法(fa)》推薦的排(pái)😘氣量試驗(yan)方法之一(yī)。該方法的(de)好處是不(bu)需要将被(bei)測氣體🔞排(pai)向👈大氣,當(dāng)測量貴重(zhong)或有毒氣(qì)體時,該方(fāng)法具有顯(xiǎn)著的優越(yuè)性。但由于(yu)充氣法要(yao)求正确測(cè)量充氣前(qian)後的溫度(du)和壓力及(ji)充氣時間(jiān),當充氣容(rong)積相對壓(yā)縮機的排(pai)氣量較小(xiao)時,其測量(liàng)精度也就(jiù)較🥵差了。換(huan)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(du)。
　　以上是國(guo)際标準和(hé)國内标準(zhǔn)推薦的幾(ji)種壓縮機(ji)排氣量試(shì)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(kòng)制時,可以(yi)取☂️得理想(xiǎng)的測量🏃🏻精(jīng)度。
采用節(jie)流元件法(fa)進行排氣(qì)量測量的(de)缺點是:
(1)節(jiē)流元件的(de)幾何尺寸(cùn)複雜,檢驗(yan)難度大;
(2)檢(jian)驗數據需(xu)要進一步(bu) 進行計算(suan),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(guǒ)不直觀，無(wú)法直接顯(xian)示。
　　那麽有(yǒu)沒有更好(hǎo)的方法來(lai)檢測壓縮(suō)機的排氣(qì)量呢?與有(yǒu)關🛀🏻企業進(jin)行了采用(yong)渦街流量(liàng)計 法進行(háng)壓縮機流(liú)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(ji)也稱之爲(wèi)旋渦流量(liang)計或卡門(men)渦街流量(liang)計。可以适(shi)用于管道(dao)内多種流(liú)體(氣體液(ye)體、蒸氣)的(de)流📧量測👅量(liàng)。其🌐特點是(shì)壓力損失(shi)小，量程範(fàn)圍大,精度(dù)高,在測量(liàng)工況體積(ji)流量時⚽可(kě)以對流體(ti)的壓力和(he)溫度參⁉️數(shu)自動進行(hang)修訂。該流(liú)量計可以(yǐ)将測量結(jié)果進行模(mó)拟标準信(xìn)号或數字(zì)脈沖信号(hao)的輸出🌏,容(rong)易與計算(suàn)機等數字(zi)系統配套(tao)使用，是一(yī)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(shi),在渦街流(liu)量變送🐅器(qi)中的三角(jiao)柱形的旋(xuán)渦發生體(tǐ)後會上下(xià)交替✏️産生(sheng)正比于流(liú)速的兩列(liè)旋渦，這種(zhǒng)旋渦稱爲(wèi)🌈卡門旋渦(wo)(見圖🤩1)。旋渦(wō)的釋放頻(pín)率與流過(guò)旋渦發生(sheng)體的流體(ti)平均速度(dù)及旋渦發(fa)生體特征(zhēng)寬度有關(guān),用下式表(biǎo)示:
 
式中ƒ--旋(xuan)渦的釋放(fàng)頻率 ,單位(wèi)爲Hz;
Ʋ--流過旋(xuán)渦發生體(ti)的流體平(píng)均速度,單(dān)位爲m/s;
d一旋(xuán)渦發生體(ti)特征寬度(du),單位爲m;
St一(yī)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(tōng)過測量旋(xuan)渦頻率就(jiu)可以計算(suàn)出流過旋(xuan)渦發生體(ti)的📧流體平(ping)均速度Ʋ,再(zài)由公式
 
　　求(qiu)出流體流(liú)過流量計(jì)的流量q。(式(shì)中A爲流體(tǐ)流過旋渦(wo)🏃‍♂️發生體的(de)截面積。)
3采(cǎi)用渦街流(liu)量計進行(háng)排氣量實(shí)測試驗
　　渦(wō)街流量計(jì)的安裝較(jiào)爲方便,但(dan)希望能确(què)保氣體在(zai)流經流量(liàng)計之前的(de)流動狀态(tai)爲穩定的(de)層流狀态(tai),且避免流(liú)量計後的(de)彎頭或閥(fá)門對渦街(jie)的産生造(zao)成幹擾。安(an)裝🌏流量計(jì)時,應确🌈保(bǎo)流量計上(shang)遊應有長(zhang)度不小于(yú)25D的等徑直(zhí)管段,下遊(you)應有不小(xiǎo)于5D的等🤩徑(jìng)直管段。現(xiàn)場測量時(shí)采用通徑(jìng)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(wèi)11kW、排氣壓力(lì)爲0.8MPa的螺杆(gan)壓縮🌍機進(jin)行了實測(cè)。實測排氣(qì)壓力爲:0.790MPa,測(ce)得的排氣(qi)量爲: 1.51m³/min。實測(ce)機組輸人(rén)🐆功率爲:11.93kW。
　　同(tong)樣---台螺杆(gan)壓縮機在(zài)國家制冷(leng)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(yàn)。其主要性(xing)能數據爲(wei):實測排氣(qi)壓力0.807MPa,測得(dé)排氣量爲(wei):1.50 m³/min。
　　兩種方法(fǎ)相比,實測(cè)排氣量的(de)誤差爲:0.67%。也(ye)就是說,在(zai)企業産品(pin)🈲出廠試驗(yàn)時,采用渦(wo)街流量計(jì)可以取得(de)與ASME噴‼️嘴節(jie)流法相近(jin)的測量結(jie)果。如有必(bì)要時,可以(yǐ)對流量測(cè)量的不确(que)定度進行(hang)分析,參見(jiàn)《壓縮機性(xing)能數據的(de)相對标準(zhǔn)不确定度(dù)分析》。
4渦流(liú)流量計的(de)精度校準(zhun)
　　爲了嚴格(ge)确定所用(yong)渦街流量(liàng)計的測量(liàng)精度。将所(suǒ)用渦街流(liu)量☁️計送到(dào)專業校準(zhǔn)機構按照(zhao)國家校準(zhun)規程向進(jìn)行了校準(zhǔn),采用的計(ji)量标準器(qi)具爲音速(su)噴嘴流量(liàng)标準裝置(zhi)。其校準數(shù)據見表1。
 
　　流(liu)量計示值(zhi)誤差:0.36% ,重複(fú)性誤差:0.16%,由(yóu)此可以看(kan)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(shù)的發展7-,有(you)越來越多(duo)的排氣量(liàng)測量儀器(qì)供壓🌈縮機(jī)制造廠選(xuan)擇,渦街流(liu)量計是較(jiao)理想💯的選(xuan)擇之一。渦(wo)街流量計(ji)☁️具有價格(gé)低廉、安裝(zhuang)方便、使用(yong)簡單、對壓(yā)力溫度參(can)數自動進(jin)行修訂的(de)優點。特别(bié)是渦街流(liú)量計可以(yi)對壓💞縮機(jī)的排氣量(liang)進行累計(ji)測量的特(te)點,對壓縮(suō)🏃🏻機使用過(guò)程的能效(xiào)測量✊具有(you)非常獨特(te)🔱的意義。随(suí)着渦街流(liu)量計的應(ying)😍用,将來有(you)可能根據(jù)渦💋街流量(liàng)計記錄的(de)累計流量(liang)及電度表(biǎo)記錄的累(lèi)計用電量(liang)來評價壓(yā)縮機⁉️的效(xiào)率。必将進(jìn)--步推動有(you)關标準的(de)修訂👅。

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