本周五实验报告本 - 副本

1实验二振动系统固有频率的测试实验报告实验日期：指导教师：同组人员：一、实验目的1、学习振动系统固有频率的测试方法；2、学习共振动法测试振动固有频率的原理与方法二、实验装置简图图11、简支梁2、加速度传感器3、接触式激振器三、实验原理1、幅值判别法在激振功率输出不变的情况下，由低到高调节激振器的激振频率，通过示波器可以观察到在某一频率下，任一振动量（位移、速度、加速度）幅值迅速增加，这就是机械振动系统的某阶固有频率。这种方法简单易行，但在阻尼较大的情况下，不同的测量方法得出的共振频率稍有差别，不同类型的振动量对振幅变化敏感程度不一样，这样对于一种类型的传感器在某阶频率时不够敏感。2、相位判别法相位判别法时根据共振时特殊的相位值以及共振前后相位变化规律所提出来的一种共振判别法。在简谐力激振的情况下，用相位法来判定共振是一种较为敏感的方法，而且共振时的频率就是系统的无阻尼固有频率，可以排除阻尼因素的影响。激振信号为：tFFsin位移信号为：txxsin0速度信号为：txvcos0加速度信号为：txasin021）位移判别共振将激振信号输入到采集仪的第一通道（即X轴），位移传感器输出信号或通过振教仪积分档输出量为位移的信号输入到第二通道（即Y轴），此时两通道的信号分别为：2激振信号为：tFFsin位移信号为：txxsin0共振时，n，2，X轴信号和Y轴信号的相位差为2，根据莉萨如图原理可知，屏幕上的图形将是一个正椭圆。当略大于n或略小于n时，图像都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过程如图2所示。因此图像由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。nnn图2用位移判别共振的莉萨如图形2）速度判别共振将激振信号输入到采集仪的第一通道，速度传感器输出信号或通过振教仪积分档输出量为速度的信号输入到第二通道（即Y轴），此时两通道的信号分别为：激振信号为：tFFsin速度信号为：txvcos0共振时，n，2，X轴信号和Y轴信号的相位差为2，根据莉萨如图原理可知，屏幕上的图形将是一条直线。当略大于n或略小于n时，图像都将由直线变为椭圆，其变化过程如图3所示。因此图像由斜椭圆变为直线的频率就是振动体的固有频率。nnn图3用速度判别共振的莉萨如图形3）加速度判别共振将激振信号输入到采集仪的第一通道，加速度传感器输出信号输入到第二通道（即Y轴），此时两通道的信号分别为：3激振信号为：tFFsin加速度信号为：txasin02共振时，n，2，X轴信号和Y轴信号的相位差为2，根据莉萨如图原理可知，屏幕上的图形将是一个正椭圆。当略大于n或略小于n时，图像都将由正椭圆变为斜椭圆，其变化过程如图4所示。因此图像由斜椭圆变为正椭圆的频率就是振动体的固有频率。nnn图4用加速度判别共振的莉萨如图形四、实验步骤（一）幅值判别法1、将接触式激振器固定在支架基座上，并保证激振器顶杆对简支梁有一定的预压力（不要超过顶杆上的红线标志），将激振器接口连接在振教仪背面功率输出B输出插座。把加速度传感器放置在简支梁上，输出信号接到振教仪前面板（编号14）通道1加速度传感器输入接口，将（编号1）功能选择开关拨至“加速度计”的“a加速度”处。2、打开振教仪电源开关（编号7），再打开信号采集处理分析仪前面板上电源开关（编号3）预热20分钟。3、然后将振教仪测量/灵敏度调节选择开关（编号12）拨到灵敏度适调，用螺丝刀转动灵敏度调节电位器（编号13）输入传感器灵敏度值。例如加速度传感器的灵敏度为4.86PC/ms-2，那么就转动灵敏度调节电位器把显示器（编号2）中的数字调节为48.6。调节完毕后把选择开关拨回到“测量”。4、打开电脑点击桌面上CoinvDasp2005工程版软件快捷图标进入软件主界面，点击工具栏上“示波采样”按钮打开“信号示波和采样窗口”。在信号示波和采样窗口左侧选中“波形”和“工程单位”选项。5、点击窗口上部“设置”按钮打开DASP采样参数设置窗口设置参数。6、点击窗口上部“示波”按钮显示振动波形。7、将振教仪背面板上的功率输出A/功率输出B选择开关（编号6）拨至B，然后调节前面板上输出频率调节电位器（编号22、23）调节激振器的频率，由零开始逐渐升高，观察示波器中波形变化（此时可以调节振教仪上“输出增益”旋钮或在“设置”中改变程控倍数以获得适合波形，但注意不要过载），记录振幅最大时的振动频率。继续升高频率可得到高阶振频。4（二）相位判别法1、将激励信号源输出端“信号波形监视”接入采集仪第一通道（X轴），加速度传感器输出信号经振教仪后接入采集仪第二通道（Y轴）。加速度传感器放在距离梁端1/3处。2、用DASP2005软件“双通道”中的莉萨如图示波，调节激振器的频率，观察图像的变化情况，分别用振教仪“加速度计”的a、v、d档进行测量，观察图像，根据共振时各物理量的判别法原理，来确定共振频率。3、可通过振教仪“输出增益”旋钮调节传感器测试通道信号的大小，调节“波形监视调节”旋钮调节信号源输出信号的幅值大小。五、实验数据频率(Hz)测试方法第一阶频率第二阶频率第三阶频率幅值判别相位判别法图像位移速度加速度5实验十二离心泵性能测试实验报告实验日期：指导教师：同组人员：一、实验目的学习离心泵特性曲线（Q－H曲线，Q－N曲线，和Q－η曲线）的测定方法。一、实验设备器材二、实验原理利用泵I相应阀门的开、闭和调节，形成泵I的单泵工作回路，在I出阀门11的一定开度下，测量一组相应的压力表12、真空压力表9和孔板流量计7的压差计（图中未标出）的读数6（或利用计量水箱和秒表来测量相应的流量），由此测得这个工况下泵的扬程H和流量Q；并利用电工率表15读出电机的输入功率Nm，由此可得出泵的相应实功率N。在多个工况（阀门11的不同开度）下可分别测得每个工况的流量Q、扬程H和实用功率N等数据，从而可经计算并绘制出泵的Q－H、Q－N、和Q－η等特性曲线。1、扬程H的测试和计算：H=M+V+Z+22212vvg-式中：M－压力表12读数[Mpa]，换算成水柱高（0.1MPa＝10.2m水柱），[m]V－真空压力表9读数[Mpa]，换算成水柱高，[m]Z－压力表12与真空压力表9接出点之间的高度，[m]υ1，υ2－泵的进、出口流速。一般，进口和出口的管径相同，d2=d1,υ1=υ2,所以222102vvg-=由此：H=M+V+Z2、流量Q的测试和计算利用孔板流量计测量Q=CDKh[M3/S]式中：h－U流量计压差计压差读数，从U型管上读取：[m]；K=gddd2.)(114122[sm/5.2]CD－流量系数（排出系数）2d－孔径5.32mm，1d－管径40mm流量系数CD需要经过试验来标定。CD值与直径比2d/1d有关，并与雷诺数有关。但是由试验知，当流过孔口的雷诺数Re＝d2u2ρ/μ大于3000以后，CD值不随2d/1d而变，由于本实验装置已经满足这个条件，因此CD取0.61。所以有：7hKQ61.0[m3/s]3、泵的轴功率（即泵的输入功率）N和泵效率的测试和计算。离心泵综合试验台的试验泵I在运行时的有效功率N的测定，是通过电功率表测定泵的驱动电机的输入电功率mN，再将此mN乘以电机效率m就是电机的输出功率，即泵的轴功率N，因此：mmNN[KW]而泵在一定的工况下的效率：NgQH1000式中，－流体密度，3mKgg—重力加速度Q－泵的体积流量[m3/s]H－泵的扬程[m]N－在此工况下的轴功率三、实验步骤1、试验前准备将水箱充满水，关闭阀门3，10，14，打开阀门4，11，16。2、进行试验1）、开动泵I，使泵I系统运转，此时关闭阀门11，为空载状态，测读压力表12读数M，真空压力表9读数V。和电工率表读数mN2）、待运行稳定后，开阀门11至最大，再测读M、V、孔板流量计压差值h和电工率表读数mN。3）、将上二次读数大致分为七等分，逐次调节阀门11，减少出水阀开度，重复上述步骤测读各相应工况的M、V、h和mN。直到阀门11完全关闭。将8组数据记录下来；4）、逐次调节阀门11，增加出水阀开度，重复上述步骤测读各相应工况的M、V、h和mN。直到阀门11完全打开。同样将8组数据记录下来；3、关闭电源，结束试验，清理现场。8四、实验数据流量减小过程：NoM(Mpa)V(Mpa)H(M+V+Z)(m)Nm(KW)N(KW)h(m)Q(m3/s)备注12345678流量增加过程：NoM(Mpa)V(Mpa)H(M+V+Z)(m)Nm(KW)N(KW)h(m)Q(m3/s)备注123456789Z=(m)流量计系数K＝m5.2/sCD＝五、计算过程举例10六、泵性能曲线图泵特性曲线图一泵特性曲线图二11实验十三压缩机指示功率和排气量的测定实验日期：指导教师：同组人员：一、实验目的了解和掌握压缩机示功图和排气量的测量方法，并直观地观察压缩机实际压缩过程，分析压缩机工作情况。二、实验装置与实验原理：实验的主要设备是南京压缩机厂制造的无十字头双列两级式单作用水冷式压缩机一台，压缩机基本参数如下：额定排气量：1.5min/3m额定排气压力：0.7MPa（表压）额定转速：500转/分行程：S＝114mm气缸直径：153mm润滑方式：飞溅式压缩机轴功率：11KW电机功率：11KW(由压缩机决定)一级气缸相对余隙容积，接传感器的一个为6％压缩机是由曲柄连杆机构运转的，连杆直接与活塞相连接，没有十字头，连杆大头为对分式，曲柄是双曲拐的、夹角互为180°。曲柄安装在两个滑动轴承上，压缩机的运动机构及气缸均用击溅方式进行润滑。压缩机机身与一级气缸外套铸成整体，在上部镶有两只相同的钢套，即为一级气缸，具有共同的水夹套。而二只二级气缸则分别制造，具有单独的水套，并排安装在机身的顶部，冷却水经一级气缸冷却后分别通往两只二级气缸夹套，然后排出。空气自大气进入压缩机，经第一级压缩后，在一级冷却器中冷却，并经油水分离器分离气体中的润滑油和水滴，一级冷却器是列管水冷式。而二级冷却器是蛇管式结构，安装在机身内。压缩机的排气管接储气罐（见实验装置图），储气罐为直径Φ400，高1000㎜，壁厚12㎜的中压容器，容器顶部有0.8MPa的安全阀及压力表各一个，储气罐出口连接有压力调节阀，以调节压缩机的出口压力。2．压缩机的排气测定装置在储气罐出口的压力调节阀后设有一套排气量测定装置，即喷嘴流量计，装置设计按照TH18－59“化工通用机械专业标准，空气压缩机排气量测定方法”（详见“活塞式压缩机设计”706页）。装置由减压箱、喷嘴、测压管及测温管所组成，减压箱内有多孔小板及井字形隔板所组成的气体与流体装置，喷嘴由青铜或黄铜制造，孔径尺寸为19.05毫米。19.05毫米适用范围为1.009～2.018米3/分，121．压力表2.安全阀3.储气罐4.节流阀5.减压阀6.测温管7.测压管8.喷嘴9.U型管压差计10.电机11.皮带轮12.压缩机13排气阀14.冷却水阀15.变频调速器U型液位计（或差压传感器）与测压装置连通，用以测定喷嘴前后的压差。计算压缩机实际排气量由下式计算100281053.1128TPHTCDV（3米/分）式中：V－压缩机排气量（3米/分）C－喷嘴系数（查表）13H－喷嘴前后的压力差（毫米水柱）D－喷嘴直径（毫米）0P－大气压力（2/cmkg）0T－压缩机吸入气体的绝对温度（K）1T－喷嘴前气体的绝对温度（K）3．示功图（PV）图的测试装置压缩机的一个一级气缸顶部开孔，通过接头连接压电式压力传感器，测试气缸内气体的瞬间压力P。压缩机飞轮上装有键相器，通过光电转速器，测试压缩机的瞬间曲柄转角α。由下面公式确定活塞位移x，)]2cos1(4)cos1[(rx式中，x－活塞位移，r－曲柄半径，－曲轴半径与连杆长度l的比值，α－曲柄转角。体积V为位移x与气缸截面积A的乘积x