关于空气压缩机组容积流量测试方法的探讨

　　一、问题提出

　　空气压缩机组是工业应用中量大面广的通用机械设备，对其实行节能监测是非常有必要的。为此，国家技术监督局于1996年12月19日发布GB/T16665-1996《空气压缩机组及供气系统节能监测方法》。此标准的监测测试项目共有4项:1.压缩机排气温度;2.压缩机冷却水进水温度;3.压缩机冷却水进出水温差;4.空气压缩机组用电单耗。前3项的测试属于常规测试，不存在什么问题。第四项中的电气测试部分也属常规测试，其中的容积流量测试是本标准测试方式的核心问题，也是难点所在。本文就采用流量测量装置测量容积流量这一问题进行分析探讨。

　　二、容积流量测试存在的问题

　　目前在用的空气压缩机组主要是往复活塞式，节能监测标准正式以其机组作为主要监测对象。往复活塞式空气压缩机中，空气是依靠在气缸内做往复运动的活塞来进行压缩的，活塞经过一个工作循环，完成一次吸气和排气过程。所以在压缩机进气端和排气端管道空气的流动是随时间变化的间歇流。测量这种间歇流的流量，与测量不随时间变化的稳定流是不同的，要困难得多，应特别考虑一些问题。

　　现在来分析一下等截面管路内的间歇流，截面内某点的流速是截面内的位置和时间的函数。通过截面A的瞬时流速可用下式表达

　　在一个间歇流的循环周期中，层流和紊流往往交互产生。所以要准确测量间歇流的流量是一个比较困难的问题。现在使用的流量测量装置中，流量计有:节流流量计，层流式流量计，容积式流量计，边界层流量计，动压板流量计，超声波流量计等;流速计有:皮托管，热线风速仪，卡门涡街

流速仪，激光流速仪火花放电流速仪等。不管采用哪种流量测量装置，都应充分考虑到间歇流流动造成的测试误差。有效正确测量间歇流流量的方法一般来说有三种:(1)直接测量。用响应性好的流量计，实时、连续地测定瞬时流速(或流量)，然后通过积分运算，得出正确的流量值;(2)用容器将间歇流衰减以后进行测量;(3)对在间歇流状态下测得的流量值加以修正，得出正确的流量值。下面分别就这三种测试方法逐一进行分析。

　　三、直接测量

　　对空气压缩机组容积流量测试方法来说，最简单的方法就是在空气压缩机进口处测量。采用响应性好的流量计，实时、连续地测定瞬时流速(或流量)，然后通过积分运算，得出正确的流量值。在空气压缩机进口处安装一定长度的圆柱弧形集流器，采用热线风速仪进行多点测量，测出截面各点的时间平均流速，然后计算截面平均流速，从而得出容积流量。热线风速仪应采用响应速度快的恒温式热线风速仪。