JBT-3165风机和压缩机热力性能试验

ICS23.140J72JB/T3165－1999离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验Thermodynamicperformancetestforcentrifugal&axialblowerandcompressor1999-07-12发布2000-01-01实施国家机械工业局发布I前言1范围····················································································································································································································12引用标准·········································································································································································································13符号和说明····································································································································································································14试验装置和仪器··························································································································································································75试验规则·······································································································································································································166试验结果的计算························································································································································································247试验报告·······································································································································································································27附录A（提示的附录）气体混合的物性······································································································································30附录B（提示的附录）蒸汽–气体混合的物性·························································································································38JB/T3165－1999目次II前言本标准是对JB3165—82《离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验》的修订。本标准与JB3165—82相比，主要技术内容改变如下：——原标准附录A取消，其内容分别由引用标准GB/T2624—1993及GB/T1236—1985流量测量中有关进口集流器部分取代；——原标准的附录B改为本标准的附录A；附录C改为本标准的附录B；——增加了引用标准一章。本标准的附录A、附录B都是提示的附录。本标准自实施之日起代替JB3165—82。本标准由全国风机标准化技术委员会提出并归口。本标准负责起草单位：沈阳鼓风机研究所。本标准主要起草人：王长祥、孔繁文、郭庆富。JB/T3165－199911范围1.1本标准规定了离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验的试验方法。1.2本标准适用于制造厂对压比大于1.15，气体物性参数为已知的离心和轴流式鼓风机、压缩机和排气机（以下简称压缩机）的热力性能试验。1.3通过试验和计算确定 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 条件下压缩机的热力性能参数：a）压缩机的进口容积流量；b）压缩机的升压或压比；c）压缩机的轴功率；d）压缩机的效率；e）压缩机的喘振极限。由上述性能参数绘制压缩机在设计转速下的流量与升压（或压比）、轴功率及其效率间的相互关系曲线；如果压缩机分段（缸）试验时，则其性能可以用各段（缸）性能曲线 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达，或者用由各段（缸）性能曲线叠加而得到整机性能曲线表达。1.4本标准推荐的测量仪表和测量方法是最低限度的要求，并不限制使用其它同等或更高精度的测量仪表和测量方法。2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T1236—1985通风机空气动力性能试验方法GB/T2624—1993流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里管测量充满圆管的流体流量3符号和说明本标准所用符号列于表1，符号的脚注列于表2。国家机械工业局1999-07-12批准中华人民共和国机械行业标准离心和轴流式鼓风机和压缩机热力性能试验Thermodynamicperformancetestforcentrifugal&axialblowerandcompressorJB/T3165－1999代替JB3165—822000-01-01实施JB/T3165－19992表1符号量单位说明A面积m2流道通流横截面面积b2叶轮出口宽度m指第一级离心叶轮出口宽度；第一级轴流动叶片顶端弦长（计算压缩机雷诺数的特性长度）C气流速度m/s通流横截面上的气流速度cpW冷却水比热cp等压比热cυ等容比热J/（kg·K）—Cp等压摩尔比热Cp=McpCυ等容摩尔比热J/（kmol·K）Cυ=Mcυd节流孔直径节流元件：孔板、文丘里管或喷嘴缩口直径D管路直径指管道的内径Dimp叶轮外圆直径m—f多变能量头修正系数—f=()1122121TZTZRkkhh−−−′υυh′2——等熵过程出口有效焓值。通常12pp≤4时，取f≈1.0F扭矩N·m扭矩测量仪测量值g重力加速度m/s2g=9.80665m/s2GW冷却水量kg/hqm质量流量通常指压缩机排出的质量流量如有泄漏（可能从轴端密封漏出或漏入）或者冷凝析出，则压缩机进、出口法兰处的质量流量不等，进、出口流量换算时应予注意。当泄漏量小于1.0%时可不考虑qm1=qm2+ΣΔqm,L+ΣΔqm,cdΔqm泄漏质量流量kg/min指实测轴端密封或冷凝析出的质量流量，若实测有困难时，亦可用计算方法得出h气体总焓ha气体静焓J/kgh=ha+22Ck绝热指数—kυ等熵指数—kυ=–YkVppV=∂∂s理想气体时，kυ=k=υccpJB/T3165－19993表1（续）符号量单位说明mp–T图中的多变温度指数—=Tpm常数m==+1212MPolpMMlglg14.8314 ppt 关于艾滋病ppt课件精益管理ppt下载地图下载ppt可编辑假如ppt教学课件下载triz基础知识ppt TXCZηM分子量kg/kmol以碳–12的原子量为12.000作单位来表示物质的一个分子的质量Mau压缩机马赫数—Mau=111impTRZkuυmi气体组分质量百分比——np–V图中的多变容积指数—pVn=常数n=()=+−2112MMlglg11υυppXmY对于理想气体：n()PolPol21121211lglgηη−−==kkTpTpppN转速r/min—Δp节流差压孔板、喷嘴或文丘里管上、下游取压口处的静压之差p绝对压力本标准指绝对全压：p=pa+pe+pdpa大气压—pc临界压力—pd动压见5.5.2pe表压管路壁面静压测量值pup上游压力节流元件上游取压口测得的绝对静压：pup=pa+pe,uppcr对比压力papcr=pst/pc（pst—绝对静压）P气体功率kWP=qV1ρ1Wm/（6×104）由脚注标明不同压缩过程的气体功率：PPol=4Pol,m11106×WqVρPT=4Tm,11106×WqVρJB/T3165－19994表1（续）符号量单位说明Pα散热损失功率由机壳外表面积与出口测温点到机壳出口法兰一段管路外表面积之和，传到周围大气的热损失功率：Pα=αSα（tMα–ta）/1000tMα——机壳外表面上的平均温度。通常Pα＜0.02Pe,时，α值取：α=14W/（m2·K）PL泄漏损失功率由轴端迷宫密封泄漏所引起的损失功率：PL=ΣΔqm,LΔhL/（6×104）ΔhL——压缩机出口焓h2和轴端密封前漏入气体的焓之差Pin内部功率Pin=PolPolηP+Pα+PL=TTηP+Pα+PLPf机械损失功率轴承、密封（或包括传动齿轮）摩擦引起的损失功率：Pf=ΣqmoilCpoilΔtoil/（6×104）Pe轴功率kW压缩机联轴器或传动齿轮联轴器处输入的功率：Pe=Pin+PfqV容积流量m3/min本标准通常指压缩机进口滞止状态的容积流量Q热量J/kg—R气体常数J/（kg·K）R=M4.8314Reu压缩机雷诺数—Reu=12impvbuv1=1111µpRTZSα散热面积m2机壳外表面积与出口测温点到机壳出口法兰一段管路的外表面积之和t温度计温度℃见5.4.7T绝对温度Tc临界温度KT=273.16+tTcr对比温度—Tcr=cTTuimp叶轮外圆周速m/suimp=60impNDπυ比容m3/kgυ=pZRTV容积m3—Wm比压缩功J/kg由脚注表明不同压缩过程的比压缩功Wm,Pol=()Pol21dpV∫Wm,T=()T21dpV∫X等压偏差系数—X=VTpp1∂∂=−∂∂TZZTTV见图A6。对于理想气体，X=0JB/T3165－19995表1（续）符号量单位说明Y等温偏差系数—Y=VpTT1∂∂=−∂∂pZZppV见图A5。对于理想气体，Y=1Z压缩性系数—Z=TRpυ见图A1~图A4。对于理想气体，Z=1η气体效率—无冷却压缩机：η=12mhhW−当压缩机整机或一段（缸）出口有排气冷却器时：η=2112m−+−QhhWQ1–2——冷却器冷却的热量（不包括机壳的散热）由脚注标明不同压缩过程的气体效率：ηPol=2112Polm,−+−QhhWηT=2112Tm,−+−QhhWηin内部效率—ηin=inPP由脚注标明不同压缩过程的内部效率：ηin,Pol=inPolPPηin,T=inTPPηf机械效率—内部功率与压缩机联轴器（或传动齿轮联轴器）处的有效功率之比：ηf=einPP=fininPPP+ηe有效效率气体功率与压缩机联轴器（或传动齿轮联轴器）处的有效功率之比：ηe==ePPηinηf由脚注标明不同压缩过程的有效效率：ηe,Pol=ePolPPηe,T=eTPPρ气体质量密度kg/m3ρ=ZRTp对于理想气体，Z=1.0μ动力粘度Pa·s—v运动粘度m2/sv=υμJB/T3165－19996表1（完）符号量单位说明α流量系数—节流元件孔板、文丘里管或喷嘴流量系数（见GB/T2624）ϕ相对湿度——ε膨胀系数—节流元件孔板、文丘里管或喷嘴膨胀系数（见GB/T2624）β缩口直径比—孔板、文丘里管或喷嘴的缩口直径比β=d/Dξ损失系数—试验管路或整流器损失系数表2脚注符号脚注含义说明1进气口通常指压缩机进气法兰处。如果在进气法兰前直接装有属于压缩机的吸气节流装置，则节流装置前面的截面为进气口。多段（缸）中间冷却压缩机，进行分段（缸）无冷却试验时，各段（缸）进气法兰处横截面为进气口。中间加气压缩机以主气流（加气段前的段出口气流）与加气混合后的横截面为加气段进气口2出气口通常指压缩机出气法兰处。若压缩机出口装有属于压缩机的冷却器时，则冷却器出口截面为压缩机出气口。多段（缸）中间冷却压缩机进行分段（缸）无冷却试验时，各段（缸）出气法兰处横截面为出气口。中间抽气压缩机以抽出段出口横截面为出气口Ⅰ，Ⅱ…jⅠ段，Ⅱ段，…j段压缩机分段序号a大气状态或静焓cd冷凝co换算d动力的ds设计e有效的f摩擦G干气体in内部L泄漏M算术平均p等压JB/T3165－19997表2（完）脚注符号脚注含义说明P管路Pol多变Sat饱和T等温Te试验W水oil油up上游V蒸汽υ等容el电的α机壳表面的4试验装置和仪器按照同压缩机连接所组成的试验系统（称试验台）不同，可分为开式和闭式两类试验台。4.1开式试验台开式试验台是以空气为试验气体，由试验管路、流量测量管路及节流阀等组成，根据试验管路与压缩机进、出气口连接方式不同又可分为进气、出气和进出气三种试验装置。4.1.1进气试验装置（适合于排气用的压缩机）：在压缩机进气口端面连接试验管路，而出气口端开向大气（见图1、图2）。若图2示意的压缩机进气室的进气口为水平方向时，则试验装置应按图1方式布置。4.1.2出气试验装置（适用于供压送气体的压缩机）：进气口端面开向大气，而出气口端面与试验管路相连接（见图3和图4）。4.1.3进、出气试验装置（适用于单级或多级压缩机和中间冷却压缩机分段试验）：压缩机进气口和出气口均连接试验管路（见图5和图6）。4.2闭式试验台闭式试验是用空气以外的其它气体作为试验气体，由试验管路、流量测量管路、连接管、节流阀、冷却器和供气装置等组成。分为单路和多路闭式两种试验装置。4.2.1单路闭式试验装置（见图7）：适用于从单进气到单出气的单级或多级无冷却压缩机试验，以及外接中间冷却的压缩机分段试验。外接中间冷却器压缩机做整机试验时亦可用图7的装置。若须测量中间段性能参数时，根据中间冷却器前后管路实际情况来布置测点的位置。4.2.2多路闭式试验装置（见图8、图9）。JB/T3165－19998图1图2JB/T3165－19999图3图4JB/T3165－199910图5图6JB/T3165－199911图7图8JB/T3165－199912图9注:图1~图9中图注序号名称:1—压缩机；2—井字形整流器；3—温度计；4—动压管；5—压力计；6—多孔形整流器；7—多孔板；8—螺阀；9—差压计;10—进气喷嘴；11—闸阀；12—进气集流器；13—节流元件；14—充气和放气阀；15—安全阀；16—冷却器；17—泄水罐JB/T3165－1999134.3试验管路试验管路一律采用圆管，其尺寸、形状及表面要求应符合下述规定。4.3.1进气和出气试验管路的截面积，应尽可能分别与压缩机进、出口法兰端面的面积相同。若不同时，应另用锥形接头连接。4.3.1.1进气试验管路用收敛锥形接头，其两截面面积比不超过1.0~1.3。4.3.1.2出气试验管路用收敛或扩散形接头，其两截面面积比不超过0.7~1.3。4.3.1.3锥形接头外形尺寸见GB/T1236中的规定。4.3.2进、出气试验管路的内壁面应是平整、无尘垢和无起皮的光洁管壁，管路长度应分别符合图1至图9的规定。4.3.3进、出气试验管路上应分别设有供测量静压和温度的测量孔。4.3.3.1测量静压的孔：在管路指定的同一截面壁上，沿圆周方向均布钻4个孔。该孔须垂直于管壁，管与孔交界的内壁面周围须平滑，无毛刺，不致产生堵塞。根据气体的具体情况，孔的直径应尽量小，其最大不得超过3mm。4.3.3.2测量温度的孔：在管路指定的同一截面壁上，沿圆周方向均布钻4个孔，每个孔与测静压的孔等距错开45°。4.3.4静压测量点的动压大于升压5%时，应在静压孔下游截面上沿圆周方向间隔90°位置钻2个孔，供安装动压管用。4.4整流器和多孔板4.4.1整定管路内气流用的整流器分井字形和多孔形两种，其外形尺寸见GB/T1236的规定。4.4.2多孔板多孔板上的孔数应不少于500个/m2，并且在整个板上的孔数不得少于50个，其孔的总面积与管路截面积之比，由下式确定：PhAA=pDqVΔ51P2P11ρρ式中：Ah——多孔板开孔的总面积，m2；Δp——取管路动压的2倍。4.5流量测量管路4.5.1流量测量管路的内壁面应是平整、无尘垢和无起皮的光洁管壁。管路中装流量测量节流元件。4.5.2节流元件（孔板、文丘里管或喷嘴）的结构尺寸规定见GB/T2624。4.5.3进气试验和进、出气试验，采用进口端面喷嘴（进口集流器），安装在试验管路进气口端面上（见图1、图2、图5和图6）。其结构尺寸见GB/T1236的有关规定。4.5.4出气试验和闭式试验，采用合适的孔板、文丘里管或喷嘴（GB/T2624）。安装在两个横截面积不变的圆形直管之间，其两直管最短长度见图3、图4、图7、图8和图9的规定。4.6节流阀4.6.1进气试验和进、出气试验的进气管路上采用叶片调节阀或蝶阀。尽可能不用闸阀，若必须采用时，应加长试验管路的总长度，保证闸阀后面的气流均匀稳定。4.6.2出气试验、闭式试验和进、出气试验的出气管路上采用蝶阀或闸阀。JB/T3165－1999144.7试验布置4.7.1开式试验4.7.1.1压缩机进气口端（包括进气试验管路的进气口端面）应布置在室内，不受自然风力的影响。进气周围空间以试验管路直径中心计，在1.5倍直径的范围内不得有障碍物。并应有适当防护 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ，防止异物吸入损坏压缩机。当压缩机进气口为轴向进气，又无集流器时，应在进气口前端装集流器，以利气流均匀平稳地流向压缩机进气口。4.7.1.2压缩机出气口端（包括试验管路的出气口端）可以通向室外，出气端以试验管路直径中心计，至少在5倍直径轴向距离内不得有障碍物。4.7.2闭式试验根据试验场地具体情况，通过连接管将试验管路、流量测量管路、冷却器、节流阀等连成闭式系统。应尽量在进气试验管路前和流量试验管路前少用弯管。4.8流量测量仪器4.8.1本标准推荐采用流量测量节流元件（孔板、文丘里管和喷嘴）上、下游取压口的差压来确定流量。4.8.2孔板、文丘里管和喷嘴结构尺寸的规定见GB/T2624，进口集流器结构尺寸的规定见GB/T1236。4.8.3计量孔板、文丘里管和喷嘴上、下游取压口差压的仪表，根据所测差压大小按表3选择。表3差压Δp范围kPa名称或型式承受压力范围kPa最小刻度精度%≤1.500~2.500微压计稍高于大气压0.1Pa±0.11.500~20.000U形管水柱压力计200.00010Pa±0.220.000~200.000U形管水银压力计136Pa≥20.000差压传感器和二次仪表4000.000最大量程的0.5%±0.5注：表3~表7中的精度是仪表最大误差与仪表最大读数之比的百分数，也叫仪表的精度等级。4.9压力测量仪器4.9.1静压4.9.1.1采用管路壁面静压孔测量气流静压，静压孔的加工应符合4.3.3规定。4.9.1.2计量静压的二次仪表，根据所测量压力大小按表4选择。表4压力pe范围kPa名称或型式最小刻度精度%＜20.000U形管水柱压力计＞20.000~＜200.000U形管水银压力计1.0Pa±0.2＞140.000精密压力表＞100.000压力传感器和二次仪表最大量程的0.5%±0.5JB/T3165－1999154.9.2动压4.9.2.1采用动压管测量气流动压。4.9.2.2动压管结构尺寸见GB/T1236的规定。4.9.2.3计量动压二次仪表，根据所测压力大小按表3选择。4.9.3大气压：采用最大误差不超过40Pa水银柱气压计测量大气压力。4.10温度测量仪器使用水银玻璃温度计、电阻温度计、热电偶等测量气体温度，并应符合表5的规定。表5名称最小刻度℃精度%水银玻璃温度计0.1~0.2电阻温度计热电偶0.1±0.54.11转速测量仪器使用机械转速表、数字式转速仪和闪频式转速仪测量转速，并应符合表6规定。表6名称最小刻度精度%备注机械转速表最大量程的0.5%±0.5用于3600r/min以下数字式转速仪闪频式转速仪1r/min±0.24.12功率测量仪表按下述方法选择合适的仪表。4.12.1电测法：使用高精度试验室用电气仪表，应符合表7规定。表7名称最小刻度精度%电流表电压表±0.5功率因数表功率表最大量程的0.5%±1.04.12.2热平衡法：使用温度计并应符合表5规定。4.12.3扭力测功法：使用数字式扭矩测量仪（包括扭力检测器和扭矩测量仪），精度为0.5%。4.13仪器校正4.13.1差压、压力、温度、转速和功率仪表等应按规定定期进行计量检定。凡不符合表3至表7中规JB/T3165－199916定精度的仪表不得使用。4.13.2所使用的主要仪表（如压力、温度、转速）在试验前应保证仪表的精度等级。在试验过程中和试验后对易发生变化的仪表，应重新进行校验，其误差值不得超过仪表的精度等级。若超过时应将此记录数据废弃，并写入试验报告中。此外，若每一单项参数有1/2数量的仪表超过其精度等级时，应重做试验。4.13.3动压管、孔板、文丘里管和喷嘴等均应进行结构尺寸和表面粗糙度检查。凡符合标准规定的，不必再进行计量检定。5试验规则5.1性能试验必须测量的项目如下：a）进口压力；b）出口压力；c）进口温度；d）出口温度；e）流量；f）主轴转速；g）气体成分和性质；h）轴功率；i）喘振点；j）冷却条件和热交换器的性能。5.2试验类型的选择试验前应根据压缩机的设计运转条件，适当选择下述两种试验类型。5.2.1第一种类型第一种类型试验，是用于设计气体、设计运转条件与试验气体及试验运转条件相同，或运转条件不超出表8和表9的范围。表8试验运转条件与设计运转条件允许偏差（第一种类型试验）测量值符号单位偏差量%进气压力p1Pa±5进气温度T1K±8气体质量密度ρkg/m3±2转速Nr/min±2流量qVm3/min±4冷却流体温度差—℃±5冷却流体流量GWkg/h±3注1偏差量是指试验条件量与设计条件量的偏差的百分比。压力、温度分别为绝对压力、绝对温度。2进气压力、进气温度、气体质量密度综合偏差值，不得使进气密度偏差大于±8%。3温度差等于气体进口温度减去冷却流体进口温度。JB/T3165－199917表9试验运转过程中的测量允许波动量（用于第一、二种类型试验）测量值符号单位波动量%进气压力p1Pa±2进气温度T1K±0.5出气压力p2Pa±2孔板、文丘里管或喷嘴压差ΔpPa±2孔板、文丘里管或喷嘴前温度TupK±0.5主轴转速Nr/min±0.5电动机输入功率PelkW±1试验气体质量密度ρkg/m3±0.25冷却水进口温度tW1℃±1.5冷却水流量GWkg/h±2电源电压—V±2注1进气温度、进气压力的波动量分别是平均绝对温度、平均绝对压力的百分数。冷却水温度的波动量是以平均温度（℃）为基准的。2进气温度、冷却水进口温度的波动量不适用于以热平衡或热交换器方法进行的功率的测量。5.2.2第二种类型第二种类型试验是由于气体成分不同或功率不足，除第一种类型之外的下列相似试验。5.2.2.1试验气体与设计气体相同，但运转条件与设计条件不同的试验。5.2.2.2试验气体与设计气体不同，但运转条件与设计条件相同的试验。5.2.2.3试验气体和运转条件都与设计不同的试验。5.2.2.4第二种类型试验必须保证试验与设计条件不能超过表10所限定的各参数偏差值。表10试验运转条件与设计运转条件之间参数允许偏差值（用于第二种类型试验）相对于设计值的试验范围%测量值符号minmax容积比qV1/qV295105流量转速比qV1/N96104设计压缩机马赫数0~0.8Mau50105设计压缩机马赫数＞0.8Mau95105设计压缩机雷诺数＜200000Reu90105离心式压缩机设计压缩机雷诺数＞200000Reu101）200设计压缩机雷诺数＜100000Reu90105轴流式压缩机设计压缩机雷诺数＞100000Reu102）200机械损失在试验条件下不得超过总轴功率的10%1）试验时的最小允许压缩机雷诺数Reu=180000。2）试验时的最小允许压缩机雷诺数Reu=90000。JB/T3165－1999185.2.3试验中间抽、加气压缩机时，假定有两个中间气流qVⅠ、qVⅡ，那么试验条件的容积比qV1/qVⅠ、qV1/qVⅡ、qV2/qVⅠ、qV2/qVⅡ、qVⅠ/qVⅡ、qV1/qV2都必须满足表10的范围。5.3试验运转条件的确定5.3.1试验转速5.3.1.1第一种类型试验转速等于设计转速。5.3.1.2第二种类型试验转速通常按下述公式确定：NTe=NdssmmmppMZTmppMZTdds12TeMds1dsTeTe12dsMTe1Te11−−………………………（1）或NTe=Ndsds112dsTeds1ds1Te112TedsTe1Te11111−−−−−−nnnnppnnMZTppnnMZT式中：Te11ds21Te12Te12mVVqqZZpp−=……………………………………（2）m=−MPolpMM13144.8XCZη…………………………………………（3）TePol,η=dsPol,η…………………………………………………………（4）n=lg（p2/p1）/lg（υ1/υ2）若气体的性质在表11限度内，n和m值按理想气体的关系由式（5）确定：Pol111η−==−kkmnn………………………………………（5）表11试验气体和设计气体的气体性质与理想气体允许的偏差度最大偏差系数最小偏差系数压力比kνmax/kνmin最大比值XYXY1.41.120.2791.071–0.3440.92521.100.1671.034–0.1750.96441.090.0711.017–0.0730.98281.080.0501.011–0.0410.988161.070.0331.008–0.0310.991321.060.0281.006–0.0250.993注：kυmax/kυmin为试验运转状态下或设计运转状态下范围内的最大和最小kυ值之比。5.3.1.3由式（1）算出的试验转速，其压缩机马赫数和压缩机雷诺数应限制在表10范围内。若超出时，应重新选择试验气体，以使压缩机马赫数和压缩机雷诺数达到表10要求。5.3.1.4压缩机马赫数比由式（6）计算：JB/T3165－199919()()dsTe111Teds111dsTedsu,Teu,MTZkMTZkNNMaMaυυ=……………………………………（6）5.3.1.5压缩机雷诺数比由式（7）计算：()()()()Te11ds11ds1Te1dsTedsTeTZTZMpMpNNReReµµ=………………………………（7）5.3.2试验气体5.3.2.1第一种类型的试验气体即是设计气体。5.3.2.2第二种类型，应是由式（1）算出的试验转速在任何情况下都以不能超过设计安全极限值为前提，按下述原则确定试验气体。5.3.2.2.1试验气体的分子量MTe应尽可能与设计气体相等或大于设计气体的分子量。5.3.2.2.2试验气体的绝热指数尽可能与设计气体相等。若与设计气体的绝热指数相差值超过1%时，应按多变压缩处理。对于冷却压缩机应分段做无冷却试验。5.3.2.2.3选择的试验气体的物性参数应是已知的。通常使用氮气、氦气、二氧化碳和等气体为试验气体。5.3.3进气状态5.3.3.1第一种类型试验，进气状态和设计状态相同。对于冷却压缩机而言，其冷却条件和进口温度比亦相同。5.3.3.2第二种类型试验的进气状态5.3.3.2.1开式试验5.3.3.2.1.1通常试验时以现场的大气压力和大气温度为进气状态。5.3.3.2.1.2对于冷却压缩机的冷却段进口气体温度与压缩机进口气体温度之比和设计规定值不同时，应对各冷却段分段测量。5.3.3.2.1.3试验大功率压缩机时，可以降低进气压力进行试验，但必须遵守表10的规定。5.3.3.2.2闭式试验5.3.32.2.1根据试验台冷却条件和环境状况预计压缩机的进气温度。但是必须保证试验气体在过热状态，若采用热平衡计算功率时，最少应有10℃的过热。应保证压缩机出口温度不超过材料的热应力极限。5.3.3.2.2.2试验冷却压缩机时和5.3.3.2.1.2规定相同。5.3.3.2.2.3确定压缩机试验时的进口压力，最低极限应符合表10的规定。5.4温度测量5.4.1感温元件应直接插入气流中，必须用防护套时，在应力允许情况下，防护套壁应尽可能薄。5.4.2水银玻璃温度计的护套底部，应放入透平油淹没温度计的水银头。5.4.3温度计插入气流深度不得小于150mm；若测量小直径管路内气流温度时，可面对气流倾斜安装温度计。5.4.4周围大气和管路中气流温度相差过大时，应将测点附近管路加绝热措施。5.4.5使用水银玻璃温度计测量温度时，所测温度和周围温度差大于50℃时，暴露在大气中的温度计汞柱高度应按式（8）修正：tTe=t+lr（t–tM）…………………………………………（8）JB/T3165－199920式中：tTe——实际气流温度；t——温度计实测温度；tM——露出的温度计杆身的平均温度；l——按温标露出的汞柱高的度数；r——温度计液体近似膨胀系数（玻璃水银温度计r=1/6300）。5.4.6测量压缩机进、出口气体温度时，应在进、出口管路的同一截面上分四个不同位置测量。用同一截面四点温度的测量值的算术平均值作为该截面的平均温度。四个测温仪表所测温度之差超过2.0℃时，应查明原因。5.4.7气流速度低于40m/s时，所测温度可不进行温度恢复系数校正，近似地视为总温。当气流速度超过40m/s时，应进行温度恢复系数校正。5.4.8压缩机出口敞开于大气试验时（图1和图2），四个测温仪表必须固定在出口法兰上，以不同深度插入气流中，测量压缩机的出口温度。5.4.9压缩机进口敞开于大气试验时（图3和图4），以进口法兰附近实际上气流速度为零的区域中测得的大气温度为压缩机进口温度。5.4.10中间加气型压缩机的加气级进口温度不易直接测定，通常分别测量加气上游级出口温度和加气温度。以此两股气流各自温度混合确定加气级进口温度（见表13）。5.5压力测量5.5.1静压的测量5.5.1.1在管路同一测量截面壁上的静压孔接头，应分别单独和四个计压仪表相连接，四点静压的算术平均值作为该截面的平均静压。四点静压测量读数超过平均压力1.0%时应查明原因。5.5.1.2任一单独静压点所测的压力和同一截面四点所测得的静压平均值相差不大于绝对压力的1.0%时，可以将同一截面四点静压搜集到一个共同的环中和压力表相连，测量平均静压。搜集环的有效横截面积不小于任一静压引出孔截面积的四倍。5.5.2动压的测量5.5.2.1用动压管测量动压时，动压管支杆必须垂直管壁，动压管的管嘴面对而且平行气流方向进行各测点测量（见图10）。测点位置和点数按表12的规定。图10JB/T3165－199921表12风管直径mm1502002503004005006007008009001000r124324047677995110126142158r241556982110137164192219247274r3537189106141177212247283319354r46384105126168210250293335376420测点半径mmr57296120142190238285332380432474测点环数5纵横向总测点数205.5.2.2用动压管测得同一截面上的各测点动压，按式（9）计算平均动压：pd=2dd2d1+++npppnΛ………………………………（9）式中：1，2，…，n——测点序数。5.5.2.3若动压小于升压5%时，可由容积流量与管路横截面面积之比得平均流速。用式（10）计算：pd=222602CAqVρρ=………………………………………（10）5.5.3大气压力的测量5.5.3.1气压计应安置在试验地点内不受任何高温物体传热影响的稳固地方，并防止阳光直射和大气对流的影响。5.5.3.2试验过程中，应每隔30min测量1次。5.6流量测量5.6.1流量测量装置的选择和测量方法见GB/T2624。5.6.2在压缩机的进口或出口管路上测量的流量，应考虑到压缩机轴端部位漏出或漏入气体量，以及中间冷却器冷凝放出的流体，并以此进行修正，这些泄漏流量不能直接测量时，可使用计算值。若泄漏流量不超过总流量1.0%，不考虑所测流量的修正。5.7转速测量5.7.1根据压缩机的结构选择合适的转速仪表。尽可能直接测量压缩机主轴转速。若压缩机有齿轮增速传动装置，亦可测定原动机的转速再用齿轮增速比求主轴转速。5.7.2若使用同步电动机驱动压缩机时，可根据电动机的极数和电源频率确定其转速。5.7.3测量转速时，应能够使测量转速仪表指示转速的波动值。5.8功率测量5.8.1扭矩法5.8.1.1扭矩检测器装在压缩机联轴器（或增速器联轴器）之间，直接测量轴扭矩。压缩机有效功率按式（11）计算：Pe=9550NF……………………………………………（11）JB/T3165－1999225.8.1.2安装扭矩检测器时，应保证与压缩机连接同心以避免振动所引起的测量误差。5.8.1.3压缩机试验时的扭矩低于扭矩仪1/3量程时，不能使用扭矩法测量轴功率。5.8.2电测法5.8.2.1直接测量电流、电压、功率因数（或功率）等参数，按电工计算公式求电动机的输入功率，并减去电动机的各种损失（或乘以电动机的效率）得电动机输给压缩机轴功率。5.8.2.2使用的电动机额定功率不准大于压缩机轴功率的2倍。5.8.2.3使用的电动机应有明确的电动机效率曲线或各种损失数值。5.8.2.4电动机与压缩机之间有增速器时，增速器损失功率可以用测量润滑油的油量和温升求得。油量用油量计测量。5.8.2.5测量交流电动机功率的电表必须是手提式的，这些电表必须和容量适合的精密互感器相匹配。互感器的比值应使电表读数在表盘刻度范围1/3以上工作。5.8.3热平衡法5.8.3.1由流量，进、出口气体温升，机壳上的热损失，轴承和密封摩擦损失以及轴封泄漏损失等测量值确定压缩机轴功率，并按式（12）计算：Pe=ηP+Pa+Pf+PL………………………………………（12）5.8.3.2测量压缩机进、出口温升和质量流量确定气体功率。5.8.3.3机械损失功率5.8.3.3.1滑动轴承：测量轴承进、出口润滑油温升和油量确定摩擦损失功率。5.8.3.3.2滚动轴承：采用下述两种方法之一：a）将工作轮卸下，用相应于工作轮重量的配重环，装在主轴上运转，测量轴承机械损失功率；b）用理论计算方法求机械损失功率。5.8.3.3.3测量增速器齿轮摩擦损失功率的方法与5.8.3.3.1相同。测量增速器壳体表面热损失功率的方法和5.8.3.4相同。5.8.3.3.4测量油密封进、出口油温升和油量，确定密封摩擦损失功率。当采用机械密封时，机械密封热损失应当考虑在机械损失内。5.8.3.4测量机壳表面和所属管路与大气温差平均值，确定热传递损失功率。热表面的不同位置温差变化较大时，应把表面分成几部分，分别测量每部分表面中间温度为每部分平均温度，从而得出全部表面近似综合平均温度。5.8.3.5轴封泄漏损失不易测量时，可用计算值。当泄漏量小于1.0%时可忽略不计。5.8.4在闭式试验台上试验压缩机时，亦可采用测量冷却器进、出口水温和水量确定压缩机轴功率，并按式（13）计算：Pe=()41W2WWpW106×−ttqcm+Pa+Pf+PL………………………………（13）5.8.4.1用于冷却器冷却的流体压力、流体温度应稳定，并保证流量的波动在20%以下，温度偏差不大于温升的1.0%。5.8.4.2测量冷却水流量仪表，最好使用孔板或喷嘴，以便指示出波动变化，所使用的计压仪表至少能读出压差的0.5%。JB/T3165－1999235.8.4.3调节冷却水流量应使水的温升不小于10℃。5.8.4.4冷却器进、出口水温测量位置应采用2个以上多点测量来确定平均值。5.9试验气体测量5.9.1开式试验：用空气作为试验气体。5.9.1.1试验不冷却压缩机时，当大气温度在0~40℃之间时，可以不测量空气的湿度，气体常数取R=288.5J/（kg·K）。5.9.1.2试验冷却压缩机时，使用干湿球温度计测量大气湿度。5.9.2闭式试验：使用空气以外的安全气体。5.9.2.1试验前应准确知道试验气体的物性参数（气体常数R，绝热指数Cp/Cυ，可压缩性系数Z、蒸汽压力等）的数据或图表。5.9.2.2试验前，用试验室分析仪表进行管路取样成分分析。在闭式管路中残留空气比例应小于5%以下，与试验气体混合后分子量不大于试验气体的1%。5.9.2.3试验过程中气体成分容易变化时，应定时记录各测量项目参数量，同时取样分析。5.10工况测量5.10.1压缩机性能试验之前，压缩机应调整到由5.2和5.3所确定的试验条件下运转，经检查证明机械运转和全部仪表工作正常后，再进行各工况的测量。5.10.2每一工况测量之前，应以2~3min相等间隔的时间连续取10组以上的读数，其中读数与其平均数之比不应超过表9所规定的范围视为平衡。再同时取各仪表的平均读数。当采用热平衡法测功率时，必须在试验前以同样间隔时间，1h之内连续取10组温度读数，其中温升的偏移不超过该温升的2%视为平衡。再同时取各仪表的平均读数。5.10.3应从大流量至小流量至少5种工况测量。这些试验工况所包含的范围，应不小于图11所示的范围。即试验曲线应包含两个工况，其一个工况的能量头应等于设计工况的能量头，另一个工况的流量应等于设计工况的流量。图115.10.4设计工况以外其它的工况试验，可均以设计工况不超出表10的限度确定的试验转速下试验，不必按各工况相似试验。5.10.5喘振流量工况测量是根据转速、进口压力和进气温度等基本保持一定，逐渐减小流量时，所产JB/T3165－199924生的压力不稳定或脉动来确定的。测量的可靠性应由读数的可重复性所证明。由于喘振流量点的流动极不稳定，给压缩机运行带来一定的危险性，在真正发生喘振的流量点进行准确测量是不允许的。故规定将最小流量工况视为喘振工况。注：最小流量是尽量靠近喘振流量的最小稳定流量。6试验结果的计算6.1测试数据处理方法测试数据的处理应根据压缩机在不同试验台上的试验，分别按表13所列公式进行计算。表13开式试验试验方法试验计算项目进气试验进、出气试验出气试验闭式试验进气口ρ1=p1/RT1ρ1=ρaρ1=p1/Z1RT1出气口ρ2=p2/RT2ρ2=p2/RT2ρ2=p2/Z2RT2流量计上游ρup=ρaρup=pup/RTupρup=pup/ZupRTup质量密度大气ρa=pa/RTa进口端面喷嘴qma=65.98D2pΔaρ—质量流量中间节流元件—qmup=66.643αεd2pΔupρ流量进气口容积流量qV1=qma/ρ1qV1=1cdLupΔΔρmmmqqq+∑+进气口pd1=21a172001Aqmρ0pd1=21up172001Aqmρ动压出气口pd2=22a272001Aqmρ当动压大于升压5%时，其动压值采用实测值pd2=22up272001Aqmρ当动压大于升压5%时，其动压值采用实测值p1=pa–（|pe1|+Δ1）+pd1p1=pap1=pa+pe1–Δ1+pd1若pe为负压时，p1=pa–（|pe1|+Δ1）+pd1进气口Δ1=ξ整pd1+ξ管pd1（L1/D1）当pd1/p1＜0.2时，Δ1=0L1——测压点与进气口法兰间的距离；ξ整=0.1；ξ管=0.025绝对全压出气口p2=pa+pd2p2=pa+pe2+Δ2+pd2Δ2=ξ管pd2（L2/D2）当pd2/p2＜0.2时，Δ2=0L2——测压点与出气口法兰间的距离压力压力比p2/p1多变Wm，Pol=−1121mppmRTm=1212lglgppTTWm，Pol=fppmRTZm−1121Mm=1212lglgppTT比压缩功等温Wm，T=RTln12ppWm，（T）=ZMRT1ln12ppJB/T3165－199925表13（完）开式试验试验方法试验计算项目进气试验进、出气试验出气试验闭式试验等温PT=qV1ρ1Wm，T/60000气体功率多变PPol=qV1ρ1Wm，pol/60000滚动轴承滚动轴承见5.8.3.3规定机械损失热平衡法Pf=[cpΣqm（t2–t1）]oil/60000机壳散热损失Pα=αΣSα（tα–ta）/1000α=14W/（m2·K）轴封外泄漏损失PL=ΔqmLΔhL/60000热平衡法Pin=[（h2–h1）qV1ρ1+GWcpW（tW2–tW1）]/60000+PL+Pα扭矩法Pin=9550NF–Pf内功率电测法Pin=Pelηel–Pf功率轴功率Pe=Pin+Pf多变ηin,Pol=PPol/Pin内效率等温ηin,T=PT/Pin多变ηe,Pol=PPol/Pe效率有效效率等温ηe,T=PT/Pe注1本表中压力和温度均为绝对总压力和绝对总温度。2气流速度小于40m/s时，温度恢复系数忽略不计。3中间加气压缩机的加气级进口温度（混合气温）计算公式为：T1=′+′′+222GGTGTGiii式中：Gi—加气气体质量流量；G2′—加气前段出口质量流量；Ti—加气气体绝对总温；T2′—加气前段出口绝对总温。4轴封外泄漏量和冷凝量外溢小于总流量的1%时忽略不计。5试验压缩机无中间冷却器和出口冷却器时，用热平衡法计算功率，公式中GWcpW（tW2–tW1）=06.1.1利用经过修正的测量平均值计算各单项参数。6.1.2开式试验的试验数据可按理想气体处理。6.1.3中间冷却压缩机的各冷却段进口温度与压缩机出口温度之比，试验时与设计不同时，不能使用表13等温过程计算，应分段测量按多变过程计算。6.2试验结果的换算6.2.1试验结果换算公式列于表14，主要换算量是：JB/T3165－199926a）进口容积流量qV1；b）压力比p2/p1；c）联轴器上的功率Pe=Pin+Pf。表14压缩过程换算项目多变压缩等温压缩进口容积流量qV1,co=qV1,TeTedsNN比压缩功Wm,Pol,co=Wm,Pol,Te2TedsNNWm,T,co=Wm,T,Te2TedsNN压力比co12pp=()()co11ds1McoPol,mmfRTZWm+mco=+dsM,TePol,dspMM14.8314XCZη对于理想气体：co12pp=()()co111ds11coPolm,−+−nnRTZWnnco1−nn=Te1−nnTe1−kkds1−kkTe1−nn=Te12Te12lglgTTppco12pp=()()2Tedsds1Te1Te12NNZRTZRTpp温度比coco12co12mppTT=对于理想气体：()co112coco12nnppTT−=Pe,co=()())1Tedsf3TedsTeL,Te,ocPol,ds1co1Polm,00060βαηρ+++NNPNNPPqWVPe,co=()co,Tds1co1T,m00060ηρVqW+（Pα,Te+PL,Te）×)1Tedsf3Tedsβ+NNPNN功率Pe,co=Pin)1Tedsf3Tedsβ+NNPNN1）滑动轴承浮环密封通常取指数β=2.5。当机械损失功率相对于轴功率很小时取指数β=3。6.2.2机械损失功率不受压缩过程的影响，因此，气体功率和机械功率应分别换算。6.2.3机械损失主要发生在轴承、齿轮和密封等中，通常用热平衡法测量的，最好应为各单项换算后JB/T3165－199927的总和。6.2.4对于冷却压缩机试验时的进口状态与设计不同时，中间冷却器不能按设计条件下工作，因此无法评定冷却器的功能，必要时应单独检验其功能。6.2.5通常可认为内效率ηin,Te=ηin,co，若必须考虑雷诺数变化偏大的影响时，可由订货协议书中规定的效率换算。6.2.6无冷却压缩机和中间冷却的压缩机试验结果的性能换算按表14所列公式计算。7试验报告7.1试验报告内容a）压缩机设计条件参数表（见表15）；b）试验结果汇总表（见表16）；c）试验结果的计算与换算（见表13和表14）；d）试验性能曲线图；e）试验布置简图；f）试验过程中的问题记录书；g）试验结果分析。表15设计条件项目单位设计值项目单位设计值（体积）%压力p1,dsPa（体积）%温度T1,dsK（体积）%进气条件相对湿度ϕds%设计气体气体常数RJ/（kg·K）压力p2,ds—绝热指数kds—出气温度T2,dsK压缩性系数Zds—气体功率Pin,dskW偏差系数Xds—机械功率Pf,dskW偏差系数Yds—功率轴功率（Pe,ds）kW主轴转速Ndsr/min进口气压p1,Ⅰ,dsPa质量流量qm,dskg/min冷却段出口气温T1,Ⅰ,dsK容积流量qV1,dsm3/min进口水温T1,W,dsK进口轴封泄流Δqm1,dskg/min出口水温T2,W,dsK流量出口轴封泄流Δqm2,dskg/min冷却段冷却器水量GW,dskg/h第一级叶轮出口宽度b2m第一级叶轮外圆直径Dimpm进口法兰D1m压缩机（段）出口法兰D2mJB/T3165－199928表16试验结果汇总表1）压缩机型式规格驱动机型式制造编号功率试验类型试验台电动机功率效率压缩机进口D1=m；A1m2出口D2m；A2m2机壳外表面面积Sαm2试验气体节流元件D=m；d=m；β=试验工况序号12345时间转速r/min温度℃压力Pa干球温度℃大气条件湿球温度℃压力Pa进气口（不冷却段）温度℃压力Pa出气口（不冷却段）温度℃上游压力Pa上游温度℃流量压差Pa进口kg/h轴端2）漏气出口kg/h℃℃机壳外表面散热℃压力Pa进气口温度℃压力Pa冷却段出气口温度℃进口水温℃出口水温℃冷却