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制冷压缩机流量计算方式

所属分类:分类名称 发布时间:2018-12-09 22:04 浏览次数:

 三、流量测量 流量是压缩机的主要性能参数之一,它表征了机组在单位时间内生产压缩气体的多少。 流量可 以 采 用 质 量 流 量 (kg/s) 表 示, 也可以用体积流量 (m3/s) 表 示。 工 程 上 常 用m3 (标)/min来表示往复压缩机的容积流量。 流量测量方法分为直接测量和间接测量两种。直接测量就是同时测出流体质量 (或 体 积)和所用时间。间接测量主要是测出与流量有关的物理量 (如压差),再换算成流量。工 程上除了小流量有时用直接测量外,大多采用间接测量方法。间接测量常用以下方法。 1 差压流量计 利用流体流经节流装置时产生的压力差来实现流量测量,通常是由能将被测流体的流量 转换成压差信号的节流装置和能将此压差转换成对应的流量值并显示出来的差压流量计所组 成,可用于测量液体、气体和蒸气的流量。目前国内外节流装置的形式已标准化,称为标准 节流装置。标准节流装置的结构形式、尺寸要求、取压方式、使用条件等均有统一规定。 在管道通路上安装孔板、喷嘴或文丘利管等节流装置。当流体流过节流元件时,流束局 部收缩,流速增 加,静 压 降 低,使节流元件前后产生静压差。静 压 差 Δp 与 体 积 流 量qV(m3/s)之间有如下关系: qV =αF0 2 ρ槡Δp =αA0 2 ρ槡(p1 -p2 ) 式中,α为流量系数,与节流元件的形式、孔口对管道的面积比以及取压方式等因素有关;ρ 为流体密度 (kg/m3);A0为节流孔的流通面积 (m2);p1 、p2为节流孔前后的绝对压力 (Pa)。 同理,质量流量qm (kg/s)为: qm =αA0 槡2ρ(p1 -p2 )   因此,测出节流元件前后的静压差,就可间接确定流体流量。上式也说明,可使用差压 变送器测量节流元件前后的压差,并由此换算成流量。差压流量计的原理如图63所示。 2 转子流量计 在小流量测量中广泛使用转子流量计。其节流元件是一个能上下浮动的、可以转动的转 子,置于圆锥形测量管中。当被测流体自下而上通过时,由于转子的节流作用,转子前后出 现压差 Δp。此压差对转子产生一个向上的推力,使转子向上移动,由于测量管上口较大, 因而能取得平衡位置。平衡时,Δp等于转子重量,为恒值,可以由相关公式计算得到流量 值。指示型转子流量计的工作压力不得超过20MPa,工作温度范围为-20℃~120℃。 3 涡轮流量计 涡轮流量计的结构如 图64所 示。涡轮的轴装在导管的中心线上,流 体 横 向 流 过 涡 轮 时,推动叶片,使涡轮转动,其转速近似正比于流量。涡轮流量计 具 有 测 量 精 度 高、反 应 快、耐压高、适用范围广的特点,但不适用于测量脏污介质的流量。涡轮流量计可用于测量 压缩机冷却水的消耗量。精度一般为025%~10%。四、液位测量 压缩机组中需要测量的液位有主油箱润滑油液位、注油器油箱液位、中间分液罐凝液液 位及填料漏气收集罐液位。1 玻璃液位计 玻璃液位计是使用最早、结构最简单的一种直读式液位计。它的一端接容器的气相,另 图65 玻璃液位计 一端接 液 相。根 据 连 通 器 的 原 理 工 作,有 玻璃管和玻璃板两种形式,如图65所示。 对于低压罐体 (如油箱),可以采用透明材 质镶嵌在 容 器 上,以 随 时 观 测 罐 体 内 的 液 位。对于大的承 压 罐 体 (如 中 间 分 液 罐), 可利用连 通 器 原 理,在 容 器 上 引 两 嘴 子 接 到一透明 管 两 端,该 管 的 液 位 就 反 映 了 承 压容器内 液 位 的 高 低 (如 彩 色 玻 璃 板 液 位 计)。工业上应用的玻璃管液位计的长度为 300~1200mm,工作压力不大于16MPa。玻璃板液位计的长度为500~1700mm,最 大 耐 压为50MPa,耐温为400℃。 2 浮力式液位计 浮力式液位计分恒浮力式液位计和变浮力式液位计两种形式,主要利用感测元件在液体 中的浮力测量液位,适用于低压力场合的液位测量。 3 差压式液位计 差压式液位计是利用当容器内的液位改变时,由液柱产生的静压也相应变化的原理来工 作的。各种压力计、差压计和差压变送器都可以用来测量液位的高度。 液位变送器和液位开关可以对液位信号进行远传,它是利用传感器将液位信号转换成电 压或电流信号。 五、转速测量 转速是压缩机的一个重要特性参数。测定活塞式压缩机的排气量时,若实际转速与设计 转速不同,则需按照转速比修正。往复式压缩机在运行过程中,转速直接影响着机组的机械 强度、振动及零部件的磨损情况。 转速是指单位时间内被测轴旋转的圈数,以每分钟的转数 (r/min)表示。按照测量工 作原理,转速测量仪表大致可分为模拟式、计数式和闪频式等。 1 模拟式转速计 模拟式转速计是利用与瞬时转速成比例的物理现象 (例如离心力、发电机输出电压等的 变化),以转速单位连续指示在刻度盘上,故 也 称 为 瞬 时 式 转 速 计。这类转速计精度较 差 (约1%~2%),但结构简单,使用方便。此类转速计有离心式转速计、感应式转速计、发 电机式转速计等,可以测量低、中、高速。 2 计数式转速计 计数式转速计是用某种方法数出一定时间内的总转数,测量内容包括计数和测时。计数式是转速测量的一种主要方式,测量精度高,测量转速范围为30~480000r/min。 其测量方法有机械式和数字电子式两种。数字电子式是利用传感器将转速值变成电脉冲 信号,然后用数字频率计显示出转速值。转速传感器通常有光电式和磁电式两类。投射式光 电传感器是由装在旋转轴上的开孔圆盘、光源及光敏元件组成,开孔元件旋转一周,光敏元 件感光的次数与圆盘的孔数相同,从而产生相应数量的电脉冲信号,磁电式传感器是利用旋 转的齿盘与磁极之间的气隙磁阻感应出电势的原理制成的。 3 闪频测速法 闪频测速法是基于已知频率的闪光与被测轴转速的关系,用闪光照射以转速n旋转的圆 盘,若以同一时间单位度量,则当闪光的频率f和转速n相同,或转速n比闪光频率大,且 n/f=m (m 为正整数)时,圆盘上的P点看上去是静止的。一般在f=mn (m=1,2,3,…) 时,P点看上去静止于一点、二点、三点……利用这种机械转速与闪光频率的关系测量转速的 方法称为闪频测速法。闪频测速法的测量精度一般为±1%~±2%,为非接触式测速法。 六、功率测量 测量压缩机的功率一般采用以下方法: ① 用测得的指示功乘以转速,再除以机械效率。 ② 用测量转矩和转速的方法,直接测量压缩机轴功率。 ③ 当为电动机驱动压缩机时,测量电动机的输入功率 (用两瓦计法得到),乘以电动机 效率、传动效率等,便可得到压缩机的轴功率。 ④ 对于透平压缩机,可采用热平衡方法间接确定其功率。 ⑤ 当为内燃机驱动压缩机时,可通过测量内燃机油耗的方法获得。 转矩可以通过扭力架测功法或扭力测功法来测量。转矩测量仪由转矩传感器和数字显示 仪表组成。转矩传感器是利用转轴受扭后产生的弹性变形来测量转矩的大小。对于大型往复 式压缩机,一般通过在高电压回路中测量电压和电流来测量压缩机的轴功率。 七、振动测量 振动测量的目的在于测试压缩机装置的运转是否平稳,分析和解决与振动有关的故障 等。各类型压缩机在出厂前的机械试运转及在现场安装之后的试车阶段,都必须对机械的振 动量进行检验。 描述振动的三个主要参量是振幅、频率和相位。振动测量有两种:一种是测量随时间变 化的位移、速度和加速度的直线振动值及其频率;另一种是测量随时间变化的角度、角速度 和角加速度的扭转振动值及其频率。 1 振动测量的方法 常用的方法有机械测量、电测量、光学测量等。振动电测量是将振动运动量变为与之成 正比的电量或其他便于观察、显示和处理的物理信号,然后经过适当放大,由记录装置和显 示器显示出来。 电测振动传感器有电动式、电感式、电阻式和压电晶体式等几种。电动式传感器的主要 

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