Untersuchungen zum Betriebsfeld eines Kolbenkompressors

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1 Fachbereich Maschinenbau Fachgebiet Kraft- u. Arbeitsmaschinen Fachgebietsleiter rof. Dr.-Ing. B. Sessert März 03 raktikum Kraft- und Arbeitsmaschinen Versuch 4 Untersuchungen zum Betriebsfeld eines Kolbenkomressors 0. BESCHREIBUNG: Die Kombination aus Versuchsmodul einstufiger Kolbenkomressor ET 53 und Universal Bremsund Antriebseinheit HM 365 ermöglicht die ausführliche Untersuchung einer Kolbenkraftmaschine. Beide Module sind fest verbunden und bilden als rüfstand eine Einheit. Der Antrieb erfolgt über einen Elektromotor mit Drehzahlregelung und einen Riementrieb. Motordrehzahl und Motorleistung werden registriert. Der Komressor selbst ist mit je Messstellen für Druck und Temeratur ausgerüstet. Der jeweilige Durchfluss wird indirekt gemessen über eine Venturidüse gemessen.. AUFGABENSTELLUNG:. In der Regel wird ein Komressor mit einer konstanten Drehzahl betriebenen. Dabei hängen Volumenstrom, Leistungsbedarf und Wirkungsgrad vom Gegendruck ab. Ermitte Sie diese Zusammenhänge für den zur Verfügung stehenden Kolbenkomressor bei einer Drehzahl von 700 U/min. Erläutern Sie die Ergebnisse und stellen Sie die entsrechenden Kennlinien dar.. Der Versuchsaufbau ermöglicht es, die Drehzahl des Komressors zu variieren. Wiederholen Sie die Messungen bei verschiedenen Drehzahlen (300, 500 und 900 U/min). Verwenden Sie dabei Arbeitsunkte mit dem jeweils gleichen Gegendruck. Bewerten Sie die Verschiebung der unter. ermittelten Kennlinien. Stellen Sie die die Abhängigkeit der Kenngrößen Volumenstrom, Leistung und Wirkungsgrad von der Drehzahl dar. Diskutieren Sie alle Ergebnisse..3 Notieren Sie für alle Messungen den Temeraturverlauf am Eingang und Ausgang des Komressors. Berechnen Sie die bei isentroer Betrachtung zu erwartende Temeraturerhöhung und vergleichen Sie diese mit der gemessenen.. VORKENNTNISSE: EAH Jena: Vorlesung Kraft- und Arbeitsmaschinen raktikum Kraft- und Arbeitsmaschinen, Untersuchungen zum Betriebsfeld eines Kolbenkomressors

2 3. HINWEISE ZUR VERSUCHSDURCHFÜHRUNG: Achtung: Durch Die Verdichtung können am Komressor Temeraturen bis 00 C auftreten. Bei einer Komressordrehzahl n K von 700 U/min wird mittels Auslassventil die Leckrate so eingestellt, dass der Ausgangsdruck für den jeweiligen Arbeitsunkt konstant bleibt. Wenn sich das Gleichgewicht eingestellt hat, können Eingangs- und Ausgangsdruck, der Volumenstrom, die verschiedenen Temeraturen sowie das Drehmoment des Motors notiert werden. Nach Ermittlung der isothermen bzw. isentroen Verdichtungsleistung V können der isotherme bzw. isentroe Gesamtwirkungsgrad η ges berechnet werden. Verdichtungsleistung (isotherme Verdichtung): dv dv dv 4 E V, isotherm Verdichtungsleistung (isentroe Verdichtung): = Isentroenexonent =,4 V, isentro dv dv 4 dv E Wirkungsgrad in %: ges V mech 00% Temeraturerhöhung (isentroe Verdichtung): T T (hier absolute Temeratur in K) Achtung: Am rüfstand werden die Drücke und relativ zum Umgebungsdruck angezeigt. Verwenden Sie bei der Messung und zur Berechnung den absoluten Druck. raktikum Kraft- und Arbeitsmaschinen, Untersuchungen zum Betriebsfeld eines Kolbenkomressors Seite von 5

3 4. MESSWERTE: Datum: Beobachter: n Komressor =.. U/min n Motor =.. U/min =.. bar Nr. M mech dv/ T T V,isotherm η isotherm V,isentro η isentro 3 n Komressor =.. U/min n Motor =.. U/min =.. bar Nr. M mech dv/ T T V,isotherm η isotherm V,isentro η isentro 3 n Komressor =.. U/min n Motor =.. U/min =.. bar Nr. M mech dv/ T T V,isotherm η isotherm V,isentro η isentro 3 Hinweis: für und nur die absoluten Druckangaben verwenden raktikum Kraft- und Arbeitsmaschinen, Untersuchungen zum Betriebsfeld eines Kolbenkomressors Seite 3 von 5

4 n Komressor =.. U/min n Motor =.. U/min =.. bar Nr. M mech dv/ T T V,isotherm η isotherm V,isentro η isentro 3 5. GERÄTE UND ZUBEHÖR: E-Motor: Drehstromasynchronmotor: -olig max. Leistung:, kw Nenndrehzahl: 840 U/min Kolbenkomressor: Nenndrehzahl: 980 U/min Effektive Liefermenge: 05 l/min max. Förderdruck: 0 bar Hubvolumen: 5 cm³ Riemengetriebe: n Motor =,8 n Komressor C mit Software der Firma gunt 6. LITERATUR: Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau H. Th. Wagner u.a.: Strömungs- und Kolbenmaschinen; Vieweg Verlag Vorlesung / Studienbriefe Kraft- und Arbeitsmaschinen raktikum Kraft- und Arbeitsmaschinen, Untersuchungen zum Betriebsfeld eines Kolbenkomressors Seite 4 von 5

5 7. ANHANG: Die folgenden Grafiken stellen verschiedene -V-Diagramme für isotherme und isentroe Verdichtung dar. Bildquelle: H. Th. Wagner u.a., Strömungs- und Kolbenmaschinen, S.83 f raktikum Kraft- und Arbeitsmaschinen, Untersuchungen zum Betriebsfeld eines Kolbenkomressors Seite 5 von 5