Rok akad. 1998/99	LABORATORIUM Z TERMODYNAMIKI
WYKONAŁ: Grzegorz Martyn IZK / K06	TEMAT: Sprężarki
		DATA WYKONANIA: 10-05-1999	OCENA:	PODPIS:

1. 
   Schemat stanowiska pomiarowego

2. Tabela Pomiarowa

Mierzone wielkości Numer pomiaru	Ciśnienie w zbiorniku pomiarowym [Mpa]		Czas napełniania zbiornika [s]	Nadciśnienie na tłoczeniu [Mpa]	Temperatura na tłoczeniu [ºC]	Liczba obrotów silnika sprężarki [obr. /min.]	Moc napędowa [W]	Temperatura w zbiorniku pomiarowym [ºC]
Pomiar 1	Przed ładowaniem	Po ładowaniu	13,01	0,09	35,88	1472	1620	Przed ładowaniem	Po ładowaniu
		0,02						0,07						20	22
Pomiar 2	0,18	0,22	15,77	0,22	41,36	1455	1950	23	23,4
Pomiar 3	0,42	0,46	25,26	0,44	48,7	1449	2310	24,2	24,4

3. Tabela obliczeniowa

Nr pomiaru Obliczana wielkość	Pomiar 1	Pomiar 2	Pomiar 3
Wartość sprężu pt / ps	1,87	3,16	5,33
Rzeczywista wydajność masowa mz [kg/s]	0,0071	0,0047	0,0029
Rzeczywista wydajność objętościowa Vz [m³/h]	21,24	14,04	8,64
Wydajność skokowa Vs [m³/h]	27,38	27,06	26,95
Współczynnik dostarczania λ	0,78	0,52	0,32

4. Przykładowe obliczenia

Obliczanie objętości skokowej cylindrów sprężarki tłokowej

Wzór: V_sk=
* s * z [m³] gdzie:

V_sk - Objętość skokowa

D - średnica cylindra

s - skok tłoka

z - liczba cylindrów

Obliczenie:

Dane:

D = 0,06 [m]

s = 0,036 [m]

z = 3

π = 3,14

V_sk =

Obliczanie wydajności skokowej sprężarki tłokowej

Wzór: V_s = V_sk * n * 60 [m³/h] gdzie:

V_s - wydajność skokowa sprężarki

V_sk - objętość skokowa cylindrów sprężarki

n - częstotliwość obrotów wału sprężarki

Obliczenia dla pierwszego pomiaru:

Dane:

V_sk = 0,00031 [m³]

n = 1472 [obr./min.]

V_s = 0,00031 * 1472 * 60 = 27,38 [m³/h]

Obliczanie wartości sprężu sprężarki tłokowej

Wzór:
gdzie:

p_t - ciśnienie tłoczenia

p_tn - ciśnienie w kanale tłocznym sprężarki

p_s - ciśnienie ssania

p_b - ciśnienie barometryczne

Obliczenia dla pierwszego pomiaru:

p_t = p_tn + p_b [MPa]

p_t = 0,09 + 0,1014 = 0,1914 [MPa]

Dane:

p_t = 0,1914 [MPa]

p_s = p_b = 0,1014 [MPa]

Obliczanie rzeczywistego masowego natężenia przepływu gazu

Wzór:
gdzie:

M - względna masa cząsteczkowa powietrza

V₂ - objętość zbiornika pomiarowego

B - uniwersalna stała gazowa

p₂,,p₁ - ciśnienie absolutna w zbiorniku V₂ odpowiednio po

ładowaniu i przed ładowaniem

T₁,,T₂ - temperatura w zbiorniku V₂ odpowiednio przed i po

ładowaniu

Obliczenia dla pierwszego pomiaru:

Dane:

M = 29 [kg/kmol]

V₂ = 0,16 [m³]

B = 8315 [J/(kmol*K)]

p₁ = 121400 [N/m²]

p₂ = 171400 [N/m²]

T₁ = 293 [K]

T₂ = 295 [K]

Obliczanie objętości właściwej powietrza zasysanego

Wzór:
gdzie:

v_ss - objętość właściwa powietrza zasysanego

B - uniwersalna stała gazowa

M - względna masa cząsteczkowa powietrza

p_b - ciśnienie barometryczne

T_ot - temperatura otoczenia

Dane:

M = 29 [kg/kmol]

B = 8315 [J/(kmol*K)]

p_b = 101400 [N/m²]

T_ot = 294 [K]

Obliczanie rzeczywistej wydajności objętościowej sprężarki

Wzór:
gdzie:

V_z - rzeczywista wydajność objętościowa sprężarki

m_z - rzeczywiste masowe natężenie przepływu gazu

v_ss - objętość właściwa powietrza zasysanego

Obliczenia dla pierwszego pomiaru:

Dane:

v_ss = 0,83 [m³/kg]

m_z = 0,0071 [kg/s]

Obliczanie współczynnika dostarczania λ

Wzór:
gdzie:

λ - współczynnik dostarczania

V_z - rzeczywista wydajność objętościowa sprężarki

V_s - wydajność skokowa sprężarki

Obliczenia dla pierwszego pomiaru:

Dane:

V_z = 0,0059 [m³/s]

V_s = 27,38 [m³/h]

W związku z tym, że V_z jest podane w [m³/s] ,a V_s w [m³/h] należy zamienić jednostki którejś z nich na takie same jak w drugiej, w związku z tym aby zamienić [m³/h] na [m³/s] należy uzyskany wynik pomnożyć przez liczbę sekund w godzinie, czyli 3600, mamy zatem że:

V_z = 0,0059[m³/s] * 3600 = 21,24 [m³/h] stąd:

5. 
   
   Wykresy

Wykres indykatorowy badanej sprężarki rzeczywistej

6. 
   Wnioski

Jak widać na zamieszczonym wykresie przedstawiającym zależność współczynnika dostarczania λ od wartości sprężu w sprężarce tłokowej wyznaczyliśmy tylko 3 punkty. Uniemożliwiło to dokładne odwzorowanie charakterystyki badanej sprężarki. Przebieg linii wykresu nie pokrywa się dokładnie z punktami na wykresie ponieważ należy uwzględnić błędy pomiarowe wynikające zarówno z błędów odczytu ze skali przyrządów jak i błąd pomiaru samego przyrządu. Dodatkowo wszystkie obliczone wartości zostały zaokrąglone co też miało wpływ na uzyskane wyniki. Jeżeli chodzi o wykres indykatorowy to również może on nie przedstawiać dokładnie charakterystyki tej sprężarki ponieważ jak już wspomniałem, wykonaliśmy zbyt mało pomiarów i nie wszystkie straty w sprężarce zostały uwzględnione w obliczeniach, tak więc i ten wykres został wykonany bardziej na podstawie wykresu z książki niż oparty na obliczeniach.

---