20xx工程热力学实验指导书

20xx工程热力学实验指导书内容摘要：

的关系曲线，并得到最大流量mmax值。 若设计出口压力为 pd，则当 pbpd 时，气流在管内膨胀不足，只能在管外继续膨胀；当 pb=pd 时，气流在管内得到完全膨胀，出口压力与背压一致，称为设计工况。 当 pbpd 时，气流在管内流动情况较为复杂，可能在渐扩段出现激波，也可能整个喷管内的流动均为亚音速流动。 ；对比可称 pbpd 的流动为超设计工况， pbpd 的流动为亚设计工况。 、实验数据的确定 压力值的确定 （ 1）、本实 验装置采用的是负压系统，表上读数均为真空度，为此须换算成绝对压力值（ p）： )( va ppp  （ 5） 式中： ap — 大气压力（ Pa） ； )(vp — 用真空度表示的压力。 （ 2）、由于喷管前装有孔板流量计，气流有压力损失。 本实验装置的压力损失为 U型管差压计读数（ p ）的 97%。 因此，喷管入口压力为： ppp a  （ 6） （ 3）、由式（ 5）、（ 6）可得到临界压力 ppc  ，在真空表上的读数（即用真空度表示）为： ppp avc  4 7 )( （ 7） 计算时，式中各项必须用相同的压力单位。 （大致判断， )(vcp 约为 3800Pa）。 喷管实际流量测定 由于管内气流的摩擦 而形成边界层，从而减少了流通面积。 因此，实际流量必然小于理论值。 其实际流量为：    pm （ kg/s） 式中： Δp 仍为 U 型管差压计的读数 (Pa)。 其它参数意义为： 19  — 流速膨胀系数； app    — 气态修正系数； 353 8.  a at po  — 几何修正系数（约等于 ）； at — 室温（ ℃ ）； 有关实验曲线的定性参考图 p A B C G E F p0 D 22pp ppbb 缩放喷管中的压力变化曲线 p 缩放喷管中的压力变化曲线0 X D p A B C crb crb pp pp渐缩喷管中的压力变化曲线 X 0 喷管流量 与背压的关系 0 a q m c b 02pp41 21 43 1 20 实验四 活塞式压气机试验 概述 活塞式压气机实验系统是一个设计性实验系统，它主要包括熟悉两级空气压缩机的构造与运行、理解并测定压气机的容积效率与定温压缩效率等。 本实验的目的在于： 复习和巩固有关热力学基本概念和基本知识，如表压力、温标、压气机的容积效率与定温压缩 效率等。 基本掌握热力学实验系统的一般设计方法，熟悉热力学参数测量的仪器选择和注意事项，利用已有设备设计搭建本实验系统的实验台； 了解活塞式压气机的结构和运行机理，观察压气机运行中的参数变化和存在问题，定量测定压气机和中冷器的进出口参数（压力、温度和流量等）； 通过数据整理，确定压气机的容积效率与定温压缩效率。 并掌握实验误差分析的一般方法。 本实验的相关热力学原理 压气机是通过消耗机械能来得到压缩气体的一种机器。 活塞式压气机是其中较常见的一种。 对于这种压气机而言，由于余隙容积的存在，进 排气阀及进排气流通过阻力等因素的影响，压气机每循环的吸气量总是小于气缸排量，于是有和生产量有关的容积效率的问题。 另外，从理论角度看，可逆等温压缩过程耗功最少，而实际压气机压缩过程即使采用了分级压缩、中间冷却等措施，也不可能达到可逆等温压缩过程的那种理想效果，因此定温压缩效率是评价活塞式压气机工作性能的重要参数之一。 压缩机的容积效率 压缩机容积效率是指有效吸气容积与气缸排量之比，即： hV VV 其中， V— 每循环实际吸入空气量； Vh— 气缸排量。 每循环的实际吸入空气 量可由流量计测取，并根据下式整理成大气状态下的体积： 排VnTTppV  602002 （升 /转） 21 42)(124DdPdV排 (m3/S) 其中： D、 d比丘流量计管径 D=、 d=； ∆P 比丘流量计压差，（ Pa）； P0环境大气压力 (Pa) T0大气温度 (K)； P2 流量计入口压力 （绝对压力） (Pa)； T2流量计入口温度 (K)； n压缩 机 转速 (转 /分 )； 为电动机转速的一半 V 排 流量计的体积流量，（升 /秒）。 压缩机的气缸排量 Vh 为： SDVh 24 其中， D— 气缸的直径 (cm)， ； S— 活塞行程 (cm)，。 压缩机的定温压缩效率 cT ： 按定温压缩效率的定义： eTCCTCcT Nm ,  实际消耗的轴功 功定温压缩过程所耗的轴 a、 质量流量的计算：（ SmV /3为排 ） 排VTRPm g  22 kg/s b、 定温压缩的轴功计算 030, ln PPTRw gTC  kJ/kg 3P —— 压气机出口压力 (Pa)； P0环境大气压力 (Pa) T0大气温度 (K)； c、 实际轴功的计算： 对于压气机的实际功率 sW39。 ，其计算公式为： 22 11s 1 1 1 1 022W 39。 ( )6 0 6 0nnM F L G G L         （ W） 式中： 1M —— 相应工况下的感应力矩， [] 1 —— 相应工况下的电机 旋转角速度 1n —— 相应工况下的电机旋转速度， [转 /分 ] 1F —— 相应工况下的力臂上的作用力， [N] L—— 力臂长度， [m] 1G —— 相应工况下的砝码总重 (称重传感器 )， [N] 0G —— 电机未转动情况下平衡时的初始砝码重量 (称重传感器 )。 其中，称重传感器测量的单位是 (g)，要将其转换为单位 (N)。 实验系统设计时的设备条件 本实验台主要是测试单缸活塞式压缩机的性能，包括压气机本体，电机，涡轮流量计以及测试系统。 在实验过程中主要测量 8 个物理量：包括储气罐内的压力，压气机出口气体的压力，压气机气缸内的气体压力，出口气体的流量，出口气体的温度，入口气体的温度，电机转速，称重传感器测量扭矩。 其中，温度采用铂电阻 Pt100 测量，压力采用压力传感器测量，流量采用涡轮流量计测量，转速用专用的转速表测量，扭矩采用称重传感器测量，所有测量数据都在显示仪表 (巡检仪 )上数字显示。 试验装置结构如下图所示： 图一 工作原理如图 6. 气缸压力测点 23。 实验过程有关问题的提示 1．实验前应预习实验指导书及安装使用说明书，详细了解实验系统各部分的作用，掌握压气机系统的操作规程和调节方法，熟悉各测试仪表的安装使用方法。 2．按安装使用说明书规定方法启动压气机系统。 3．按指导教师要求并参考安装使用说明书介绍的方法调节实验工况。 4．待工况稳定后测定储气罐内的压力，压气机出口气体的压力，压气机气缸内的气体压力，出口气体的流量，出口气体的温度，入口气体的温度，电机转速，称重传感器等参数。 （在实验时，当阀门全开时，气罐内压力很小，因此出口气体压力也很小，为了获得一定压力的出口气体，最好不要全开气罐的出口阀门或者流量计前的气体出口阀门。 ）调整工况时，最少要等稳定 5 分钟后再采集记录数据。 在调频时，频率要从 30HZ做起，然后逐步加大，每增大 5HZ 做一次实验。 若频率太低，压气机容易出现震动。 5．待三次记录数据均在稳定工况要求范围内，该工况测试即告结束。 改变工况，重复上述实验。 6．实验结束后，按安装使用说明书规定方法停止系统工作。 压气机 测试原始 数据记录 表 压气机气缸的直径 (D)： (cm)， 行程 (S) (cm) 大气压力 ： 大气温度： 实验次数 1 2 3 4 5 口 压力 P3(MPa) 气体 压力 P2(KPa) (MPa) ∆P (Pa) (g) 动 机转速 ( /minr ) (℃ ) (℃ ) 24 本实验中的具体设计项目 预先确定实验中所用温度计、压力表等测量仪器的量程和精度以及如何正确安装、读数等。 设想实验系统的组装过程。 实验中，在 指导老师的帮助下，组装好实验系统，并进行调试直至允许正常使用。 尝试编写实验步骤。 由于本实验的对象是压气机，所以在启动、实验中、关机等各个环节都要注意人身设备安全和测试参数稳定等问题。 这点在实验前编写实验步骤时应予充分考虑。 编写实验报告提纲。 实验结束之后，除了计算出经过实验得到 的压气机的容积效率和等温压缩效率外，也要对实验结果进行误差分析 ，分析试验结果，指出影响压气机性能的因素。 分析讨论 分析试验结果，指出影响压气机性能的因素。 注意事项 1，实验前应熟识实验内容和实验方法。 必须注意用电安全和人身安全。 实验过程中如出现事故，应立即切断电源。 25 （英文版 ） easily blame, to prevent the broken window effect. Supervise the leading cadres to play an exemplary role, take the lead in the strict implementation of the code and rule , lead to safeguard the solemnity and authority of the party discipline, ensure that the party discipline and the laws and regulations for implementation in place. Throughout the discipline in the daily supervision and management , strengthen supervision and inspection, from the thorough investigation of violations of discipline behavior. Strengthen to key areas, key departments and key projects as well as the masses reflect the concentration of the units and departments for supervision. strengthening supervision, discipline inspection and supervision of cadres to set an example for pliance with the code and rule is a man must be hexyl, blacksmith needs its own hardware. Discipline inspection ans as the executor of the party discipline, and supervisor of the defenders, for its supervision must be more strictly, discipline inspection and supervision of cadres to firmly establish the awareness of Party Constitution, sense of discipline and rules consciousness, politics loyalty, sense obey. Action speak Ji Ordinance to set an example of the 26 regulations of the rule of law, strengthen supervision and accept the supervision of the firmness and consciousness, do ply with and . To firmly establish the discipline must first be disciplined, the supe。