Laboratorium z Termodynamiki

Ćwiczenie nr 2: Badanie sprężarki tłokowej

Wykonał:

Sławomir Wieczorek

M.01. MiBM

1. Schemat Stanowiska Pomiarowego

2. Tabela Pomiarowa

Lp.	Pb	tot	Ptn	ttł	P1n	P2n	Δτ	Pel	n	tzb
		[MPa]	[°C]	[MPa]	[°C]	[MPa]	[MPa]	[s]	[W]	[obr/min]	[°C]
1	0.0994	19	0.1	107.1	0.03	0.06	8.36	810	1471	19.8
2	0.0994	19	0.23	134.7	0.14	0.18	12.27	990	1469	20.4
3	0.0994	19	0.4	148.9	0.32	0.36	28.87	1170	1452	21.4

3. Wielkości Obliczone

Obliczana wielkość	Nr pomiaru
		1	2	3
Wartość sprężu pt / ps	2,01	3,31	5,02
Rzeczywista wydajność masowa mz [kg/s]	0,0068	0,0062	0,0026
Rzeczywista wydajność objętościowa Vz [m³/h]	20,52	18,75	7,86
Wydajność skokowa Vs [m³/h]	27,4	27,3	27,0
Współczynnik dostarczania λ	0,75	0,69	0,29

4. Przykładowe Obliczenia

a) Obliczanie objętości skokowej cylindrów sprężarki tłokowej

V_sk=
* s * z [m³]

V_sk - Objętość skokowa

D - średnica cylindra = 0,06 [m]

s - skok tłoka = 0,036 [m]

z - liczba cylindrów = 3

V_sk =

b) Obliczanie wydajności skokowej sprężarki tłokowej

V_s = V_sk * n * 60 [m³/h]

V_s - wydajność skokowa sprężarki = 0,00031 [m³]

V_sk - objętość skokowa cylindrów sprężarki = 1471 [obr./min]

n - częstotliwość obrotów wału sprężarki

V_s = 0,00031 * 1471 * 60 = 27,4 [m³/h]

c) Obliczanie wartości sprężu sprężarki tłokowej

p_t - ciśnienie tłoczenia

p_tn - ciśnienie w kanale tłocznym sprężarki = 0,1 [MPa]

p_s - ciśnienie ssania

p_b - ciśnienie barometryczne, p_s = p_b = 0,0994 [MPa]

p_t = p_tn + p_b [MPa]

p_t = 0,1 + 0,0994 = 0,1994 [MPa]

d) Obliczanie rzeczywistego masowego natężenia przepływu gazu

M - względna masa cząsteczkowa powietrza = 29 [kg/kmol]

V₂ - objętość zbiornika pomiarowego = 0,16 [m³]

B - uniwersalna stała gazowa = 8315 [J/(kmol*K)]

p₁ - ciśnienie absolutna w zbiorniku V₂ przed ładowaniem =0.13*10⁶ [N/m²]

p₂ - ciśnienie absolutna w zbiorniku V₂ po ładowaniu = 0.16*10⁶ [N/m²]

t_zb - temperatura w zbiorniku V₂ odpowiednio przed i po ładowaniu = 292,8 [K]

e) Obliczanie objętości właściwej powietrza zasysanego

v_ss - objętość właściwa powietrza zasysanego

B - uniwersalna stała gazowa = 8315 [J/(kmol*K)]

M - względna masa cząsteczkowa powietrza = 29 [kg/kmol]

p_b - ciśnienie barometryczne = 99400 [N/m²]

t_ot - temperatura otoczenia = 292,8 [K]

f) Obliczanie rzeczywistej wydajności objętościowej sprężarki

V_z - rzeczywista wydajność objętościowa sprężarki

m_z - rzeczywiste masowe natężenie przepływu gazu = 0,0068 [kg/s]

v_ss - objętość właściwa powietrza zasysanego = 0,84 [m³/kg]

g) Obliczanie współczynnika dostarczania λ

λ - współczynnik dostarczania

V_z - rzeczywista wydajność objętościowa sprężarki = 0,0057 [m³/s] = 20,52 [m³/h]

V_s - wydajność skokowa sprężarki = 27,4 [m³/h]

5. Wykres

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.

---