空壓機(jī)綜合性能試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化朱祥政，余曉明，邱金友，雷會(huì)玉（上海理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程上海200093）量、噪音、振動(dòng)等性能的測(cè)試。應(yīng)用PLC控制技術(shù)，使測(cè)試過(guò)程更精確，更智能。

　　空氣壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)尤其是容積式空氣壓縮機(jī)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、電子電力、醫(yī)藥、包裝、化工、食品、采礦、紡織、交通等眾多工業(yè)領(lǐng)域。

　　空氣壓縮機(jī)目前在國(guó)內(nèi)還沒(méi)有比較全面的性能測(cè)試系統(tǒng)對(duì)空壓機(jī)的性能測(cè)試研究缺乏有效的手段影響了空壓機(jī)技術(shù)的發(fā)展。因此對(duì)空壓機(jī)性能測(cè)試的研究具有重要意義。本文對(duì)空壓機(jī)性能測(cè)試平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成和性能特點(diǎn)進(jìn)行了論述。

　　1測(cè)試系統(tǒng)的性能要求和結(jié)構(gòu)組成本試驗(yàn)針對(duì)小型的可變?nèi)萘靠諝鈮嚎s機(jī)進(jìn)行研究，使試驗(yàn)臺(tái)避免了繁瑣的空壓機(jī)水冷卻系統(tǒng)；配置相應(yīng)的控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)或人為調(diào)節(jié)，并可準(zhǔn)確對(duì)壓力和流量等進(jìn)行測(cè)量。

　　11功能及技術(shù)指標(biāo)3853-1998》的要求，對(duì)被測(cè)機(jī)的吸排氣壓力及管路壓力、流量壓差、功率、轉(zhuǎn)速、噪音、震動(dòng)、吸排氣溫度及機(jī)身的溫度等主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并送至機(jī)組控制柜上的PLC控制器（PLC擴(kuò)充模擬量輸入、輸出模塊）。測(cè)試系統(tǒng)增加采集并顯示空壓機(jī)示功圖的功能，以方便獲得空壓機(jī)的多變壓縮指數(shù)n和容積效率等性能參數(shù)。系統(tǒng)配置安全保護(hù)系統(tǒng)。

　　12測(cè)試的基本項(xiàng)目空壓機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)示意如I-電動(dòng)機(jī)：2-空H壓細(xì)機(jī)：3-壓力變送既4-溫度變送器：5-儲(chǔ)氣罐：6-調(diào)壓陶（微購(gòu)：7-隔板：S-異板：g-流贗噴嘴：10-保濕lg：-ME她12-flf液陴13-絕對(duì)壓力變送器數(shù)據(jù)采集卡：15-i十算機(jī)；16-SIS儀：17-二相三線存功功率變送器空壓機(jī)性能測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)示意利用絕對(duì)壓力變送器測(cè)量大氣壓力，試驗(yàn)空間的大氣壓力應(yīng)在空壓機(jī)進(jìn)口和出口段中心之間的平均高度上確定，其誤差不應(yīng)該超過(guò)直接儀表讀出讀數(shù)并輸送到計(jì)算機(jī)顯示。

　　用溫度變送器進(jìn)行溫度的測(cè)量，測(cè)量項(xiàng)目包括實(shí)驗(yàn)空間的大氣溫度、空壓機(jī)汽缸溫度、排氣溫度和噴嘴上游氣體溫度。溫度測(cè)量精度不大于±1°C.對(duì)于兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)點(diǎn)的測(cè)試項(xiàng)目，每個(gè)點(diǎn)都要記錄，測(cè)試好后，溫度取平均值并且記錄，以便換算。空壓機(jī)排氣溫度測(cè)點(diǎn)位置和安裝要求見(jiàn)。

　　用壓力變送器分別對(duì)吸排氣壓力、儲(chǔ)氣罐壓力和噴嘴上游氣體溫度進(jìn)行測(cè)量。管道和儲(chǔ)氣罐的測(cè)壓接頭應(yīng)垂直于內(nèi)壁并與其平齊。接管應(yīng)盡可能短應(yīng)有足夠的直徑且布置合理，能避免因污物或冷凝造成的堵塞。測(cè)點(diǎn)在圓形的管道截面上均勻取點(diǎn)進(jìn)行壓力測(cè)量。測(cè)量?jī)x器的精度應(yīng)小于±1%.空壓機(jī)吸排氣壓力測(cè)點(diǎn)位置和安裝要求見(jiàn)。

　　測(cè)溫、測(cè)壓點(diǎn)示意（4）噴嘴的安裝要求及噴嘴法測(cè)流量測(cè)定流量的方法有很多，常見(jiàn)的有孔板法和噴嘴法，由于孔板法需要將管道切割開(kāi)來(lái)安裝孔板工藝要求較高，這里采用噴嘴法進(jìn)行測(cè)量。噴嘴法測(cè)流量實(shí)際上就是節(jié)流裝置測(cè)流量在空氣壓縮機(jī)上的具體應(yīng)用。

　　噴嘴測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)見(jiàn)。

　　管徑D要大于等于4倍的噴嘴直徑，但不得大于630mm不得小于50mm.噴嘴上游4倍管徑到噴嘴范圍內(nèi)保溫，但不得影響噴嘴排氣。

　　測(cè)溫點(diǎn)與測(cè)壓點(diǎn)的安裝要求與相同。

　　流量的計(jì)算：未計(jì)及冷凝水的壓縮機(jī)容積流量胺式（1）計(jì)算。

　　s；C為噴嘴系數(shù)按《GB/T15487-1995》中0的規(guī)定從表8中選取；d為噴嘴直徑，m；匕為壓縮機(jī)吸氣溫度，為壓縮機(jī)吸氣壓力，Pa；卻為噴嘴壓差，Pa；外為試驗(yàn)處大氣壓力，Pa；為噴嘴上游氣體溫度，K.壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速應(yīng)在每一測(cè)試點(diǎn)的試驗(yàn)期間，定期進(jìn)行測(cè)量以監(jiān)測(cè)平均軸轉(zhuǎn)速的誤差。轉(zhuǎn)速的測(cè)量方法有轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器、直接指示的機(jī)械或電氣轉(zhuǎn)速表、光電測(cè)速儀或其他儀表測(cè)量，測(cè)量的相對(duì)誤差應(yīng)不大于±0.2%.這里所用的是光電測(cè)速儀。

　　空壓機(jī)軸功率的測(cè)量有多種方法：1）采用轉(zhuǎn)速扭矩測(cè)量?jī)x直接測(cè)定壓縮機(jī)軸的轉(zhuǎn)速和扭矩，儀器的相對(duì)誤差應(yīng)不大于±1%；2）用校正過(guò)SIDDI沲粗fmmll冊(cè)咨芑鄯EE，nlllu迪一：葫菡遛5鯁湟甜葙竅茄>舔，|1111|茄湟咨芑鄯A3M.圃碧！1圃5巰咨SMSDIaH茜醣講面知。i知落S咖丑sJlr/ia-吝甚53坳矣31|筘。料惑丑湘迪贄y茈釀繃湟苒虞罔丑s/ia-，sdlDs湘龍游湘腱遛萌?？M綈，茄際本淋圃感器。另外在壓氣機(jī)飛輪上安裝感應(yīng)頭，用接近開(kāi)關(guān)產(chǎn)生曲軸轉(zhuǎn)角所對(duì)應(yīng)的活塞下止點(diǎn)的脈沖信號(hào)；下止點(diǎn)兩次脈沖信號(hào)用來(lái)控制數(shù)據(jù)采集的始末，以達(dá)到壓力和活塞位置兩信號(hào)的同步。計(jì)算機(jī)采集板實(shí)時(shí)采集這兩個(gè)信號(hào)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理即可得到壓氣機(jī)的實(shí)際示功圖。為某一測(cè)試過(guò)程的示功圖。

　　2空壓機(jī)性能測(cè)試步驟及控制方法本實(shí)驗(yàn)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡、傳感元件、計(jì)算機(jī)等實(shí)時(shí)顯示、輸出壓縮機(jī)的吸氣壓力、缸體溫度、排氣壓力、排氣溫度、噴嘴前壓力及前后壓差、音和震動(dòng)等參數(shù)；實(shí)時(shí)測(cè)量并顯示出壓縮機(jī)在不同壓力下的排氣量、軸功率和示功圖等性能。

　　檢查實(shí)驗(yàn)設(shè)音周?chē)h(huán)境，壓縮機(jī)是否芫好，電路有無(wú)故障，確保實(shí)驗(yàn)操作的安全。

　　①檢查芫好后開(kāi)鑰匙開(kāi)關(guān)啟動(dòng)上電。

　　②打開(kāi)空氣開(kāi)關(guān)接通電源。啟動(dòng)電腦，調(diào)出空氣壓縮機(jī)測(cè)試系統(tǒng)顯示界面。

　　③打開(kāi)壓縮機(jī)儲(chǔ)氣罐上的主閥門(mén)和排氣量調(diào)節(jié)閥門(mén)，使兩處閥門(mén)均處于全開(kāi)位置。

　?、艽蜷_(kāi)壓縮機(jī)電源開(kāi)關(guān)啟動(dòng)壓縮機(jī)。

　　打開(kāi)壓縮機(jī)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，使儲(chǔ)氣罐的表壓在兩個(gè)大氣壓下，運(yùn)行30min以上。待出口壓力和溫度穩(wěn)定后開(kāi)始測(cè)量，每種壓力測(cè)量?jī)纱危看伍g隔通過(guò)手動(dòng)或計(jì)算機(jī)控制適當(dāng)關(guān)小排氣量調(diào)節(jié)主閥門(mén)，使壓力基本穩(wěn)定在設(shè)定值，通過(guò)微調(diào)閥使壓力保持在設(shè)定值待壓力穩(wěn)定后，開(kāi)始**組數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。

　　重復(fù)（4）所述步驟，開(kāi)始下一組數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。重復(fù)芫成各組數(shù)據(jù)的采集。

　　采集芫所需要的數(shù)據(jù)后點(diǎn)擊“停止運(yùn)行”，停止采集。

　　關(guān)閉壓縮機(jī)電源開(kāi)關(guān)，停止壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將儲(chǔ)氣罐內(nèi)氣體全部排凈。注意不要帶壓強(qiáng)行開(kāi)啟壓縮機(jī)，以免損壞設(shè)音。

　　點(diǎn)擊“打開(kāi)保存記錄”，點(diǎn)擊所需抄錄的數(shù)據(jù)曲線名稱(chēng)，打印、記錄或摘抄必要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。如各組的排氣溫度、排氣壓力、排氣量、壓縮機(jī)軸功率、壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速等。

　?。?）退出數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)點(diǎn)擊‘退出系統(tǒng)，軟件關(guān)閉。

　　3結(jié)論3853-1998―般用容積式空氣壓縮機(jī)性能試驗(yàn)規(guī)范》設(shè)計(jì)芫成的。

　　可精確測(cè)試出空壓機(jī)的參數(shù)，包括壓力、流量、軸功率、轉(zhuǎn)速等。通過(guò)該檢測(cè)平臺(tái)上的變?nèi)萘窟\(yùn)行實(shí)驗(yàn)可獲得壓縮機(jī)節(jié)能的重要數(shù)據(jù)和改進(jìn)方向。

　　針對(duì)空氣壓縮機(jī)的性能測(cè)試，還可在以下方面作進(jìn)一步努力。（1）性能測(cè)試的芫成基于PLC系統(tǒng)的過(guò)程控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)有待進(jìn)一步芫善。

　?。?）對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)試是互聯(lián)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)測(cè)試技術(shù)迅速發(fā)展的形勢(shì)下提出的新要求。