Индицирование ступени поршневого компрессора (Лабораторная работа № 1)

Лабораторная работа № 1

«Индицирование ступени поршневого компрессора»

Индицирование – экспериментальная запись изменения давления в любой произвольно выбранной рабочей камере (поршневой компрессор, поршневой детандер, двигатель внутреннего сгорания и т.п.).

Работа будет проводиться на лабораторном компрессоре ЭК-16. Продольный и поперечный разрез этого компрессора изображен на рис. 1.

Рис. 1. Продольный и поперечный разрез компрессора ЭК-16.

Схема лабораторной установки показана на рис. 2.

Рис. 2. а. Схема лабораторного стенда

1. Коленчатый вал; 2. Поршень 1 ступени; 3. Шатуны; 4. Поршень 2 ступени; 5. Всасывающий клапан 1 ступени; 6. Нагнетательный клапан 1 ступени; 7. Всасывающий клапан 2 ступени; 8. Нагнетательный клапан 2 ступени; 9. Поршневые кольца; 10. Датчик давления; 11. Редуктор; 12. Баллон; 13. Записывающее устройство; 14. Индикатор положения поршня.

Рис. 2. б. Элементы схемы лабораторного стенда

13.1. Плунжер; 13.2. Пружина; 13.3. Цилиндр плунжерной пары; 13.4. Барабан с термочувствительной бумагой; 13.5. Игла. Э1 – электроконтакт 1; Э2 – электроконтакт 2; М – мембрана; ТП – тиратронный преобразователь.

Принцип работы схемы лабораторной установки. Порядок проведения работы.

На барабан 13.4 надевается термочувствительная бумага, на которой вырисовывается индикаторная диаграмма, показанная на рис. 3

Рис. 3. Развернутая индикаторная диаграмма.

Для снятия такой диаграммы используется электромеханический индикатор МАИ-2. Основной элемент – датчик давления 10. Он состоит из мембраны М, жестко соединенной по периферии. По обе стороны от мембраны есть 2 электроконтакта Э1 и Э2 на минимально возможном расстоянии от мембраны М. Зазор между электроконтактами и мембраной – 0,02-0,03 мм. В свободном состоянии мембрана электроизолирована. Как только на мембрану будет действовать давление – она изогнется. Есть линия газа, в которую входит баллон 12, редуктор 11 и вентили В-1 и В-2. В баллоне находится воздух под давлением. На вход датчика давления 10 измерительной схемы подается давление от баллона, заведомо большее, чем максимально возможное давление в цикле. При подаче давления мембрана изогнется и будет замкнута электрическая цепь МАИ-2. Тиратронный преобразователь ТП нужен для выработки электрического сигнала в момент замыкания или размыкания контактов на мембране (только в момент замыкания или размыкания).

Для записи диаграммы служит записывающее устройства ЗУ 13. Оно состоит из барабана с термочувствительной бумагой 13.4. Барабан имеет определенную длину и диаметр. Диаметр подобран таким образом, чтобы длина его окружности была равна 360 мм, т.е. чтобы 1 мм на диаграмме был равен 1⁰ угла поворота коленчатого вала 1. По длине барабана откладывается давление Барабан соединен с плунжерной парой, состоящей из цилиндра 13.3 и плунжера (поршня) 13.1, поджатого пружиной 13.2. Пружина поддирается таким образом, что использовать всю длину барабана. Поршень плунжерной пары соединен с электроизолированной иглой 13.5, на которую подается напряжение 20 000 В в момент замыкания или размыкания электроконтактов Э1 и Э2 на датчике давления 10. В этот момент проскакивает искра (маленькая молнию) и оставляет след на термочувствительной бумаге в виде точки.

Порядок:

1. Поршень 4 выставляется в верхнюю мертвую точку ВМТ при совмещении индикатора положения поршня 14 с рисками на маховике КВ 1. Включается пробой искры. При ручном продвижении иглы 13.5 на термочувствительной бумаге вырисовывается линия ВМТ. Она будет параллельна оси барабана.

2. Запускается компрессор. На датчик давления, равно как и на плунжерную пару подается одинаковое давление, равное 1 атм (0 ати). Поршень плунжерной пары отодвигается вместе с иглой на определенное расстояние. Включается «тарировка». На термочувствительной бумаге вырисовывается линия атмосферного давления.

3. На датчик давления, равно как и на плунжерную пару подается одинаковое давление, равное 5 атм (4 ати). Поршень плунжерной пары отодвигается вместе с иглой на определенное расстояние. Включается «тарировка». На термочувствительной бумаге вырисовывается линия, соответствующая давлению 4 ати. Это необходимо для определения масштаба диаграммы.

4. На датчик давления, равно как и на плунжерную пару подается одинаковое давление, заведомо большее чем максимальное давление в цикле. Поршень плунжерной пары отодвигается вместе с иглой на определенное расстояние. Включается «диаграмма». На термочувствительной бумаге при каждом замыкании или размыкании электроконтактов на датчике давления будет пробиваться искра. Замыкание или размыкание будет происходить в тот момент, когда давление в цикле будет превышать давление, поданное на вход датчика давления. Постепенно снижая давление на входе в датчик до 0 ати (при помощи В-2) получается индикаторная диаграмма