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活塞式制冷压缩机PV图测试系统研究

作 者: 陈楠
导 师: 沈希
学 校: 浙江工业大学
专 业: 机械电子工程
关键词: PV图 压力脉动 舌簧阀 高速采集 DMA方式
分类号: TB652
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 51次
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内容摘要


活塞式制冷压缩机PV图是研究制冷压缩机运行性能以及进行状态检测的重要工具,准确地采集气缸内压力信号并对其进行统计或热力学分析,是对小型制冷压缩机产品设计、优化改进的重要基础。本文以计算机高速数据采集技术为基础,研究了可以同时采集冰箱活塞式制冷压缩机吸气腔、排气腔以及气缸内部压缩腔3处压力脉动的多通道模拟量测试系统,对于研究和评价制冷压缩机工作过程,提高压缩机制冷性能有着重要的意义。本文主要研究内容和成果包括:(1)研究活塞式制冷压缩机的实际工作循环,将实际循环与理论循环比较、分析,分析了压缩机吸、排气过程中气缸内部存在明显的压力脉动现象。(2)阐述了压力脉动形成的原因,描述簧片阀的组成部分和动态特性,介绍了压缩机工作时舌簧阀的流量、运动以及工作过程的微分方程,从而说明气阀对压力脉动具有重要的影响。(3)针对压力脉动及阀片动态特性的研究内容,提出小型制冷压缩机气缸内PV图测试系统的实验方案,并确定数据采集系统的硬件部分,包括选择数据采集工具和传感器等。(4)设计数据采集系统相应的软件部分,实现压力、位置信号的高速DMA方式采集,并进行数据保存和数据处理。(5)搭建了开式制冷压缩机PV图测试平台,验证测试方案的可行性;同时利用小波分析技术,对采集得到的压力信号进行滤波及去噪处理,得到可靠的实验结果。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章 绪论  10-17
  1.1 课题的背景及意义  10-11
  1.2 课题的研究现状与发展  11-15
  1.3 课题研究的主要内容  15-17
第2章 制冷压缩机PV 图实验的理论分析  17-42
  2.1 引言  17
  2.2 制冷压缩机的组成部分及工作过程  17-25
    2.2.1 制冷压缩机的组成部分  17-18
    2.2.2 制冷压缩机的理论工作过程  18-19
    2.2.3 影响压缩机实际工作的因素  19-23
    2.2.4 制冷压缩机的实际工作过程  23-25
  2.3 吸排气过程压力脉动的形成机理  25-30
    2.3.1 吸排气过程的流动阻力损失  25-26
    2.3.2 压力脉动的形成原因  26-29
    2.3.3 气阀运动引起的脉动和回流损失  29-30
  2.4 簧片阀动态特性的研究  30-34
    2.4.1 簧片阀的结构和工作过程  30-33
    2.4.2 影响簧片阀运动的主要因素  33-34
  2.5 排气阀运动数学模型的建立  34-41
    2.5.1 气缸容积与曲柄转角的数学模型  34-36
    2.5.2 排气阀流动微分方程的建立  36-38
    2.5.3 排气阀的运动微分方程  38-40
    2.5.4 吸、排气舌簧阀工作过程微分方程组  40-41
  2.6 本章小结  41-42
第3章 测试系统研究及其实现  42-55
  3.1 引言  42
  3.2 制冷压缩机PV 图测试系统的总体设计  42-44
    3.2.1 PV 图测试系统的实验装置  42-43
    3.2.2 测试系统的硬件组成  43-44
  3.3 数据采集系统的硬件实现  44-51
    3.3.1 数据采集卡的选取  44-45
    3.3.2 压力传感器的选取  45-47
    3.3.3 活塞位置传感器的选择  47-51
  3.4 系统实现的关键问题  51-54
    3.4.1 气缸内部取压问题  51-52
    3.4.2 压力信号与位置信号的同步问题  52-53
    3.4.3 活塞止点的鉴别  53
    3.4.4 采集信号处理问题  53-54
  3.5 本章小结  54-55
第4章 PV 图测试系统的软件设计  55-68
  4.1 引言  55
  4.2 测试系统的软件设计要求  55-56
    4.2.1 系统软件设计总体要求  55-56
    4.2.2 软件开发工具  56
  4.3 数据采集的软件实现过程  56-66
    4.3.1 PCI-1715U 采集卡的使用介绍  56-58
    4.3.2 关于FIFO 的使用  58-59
    4.3.3 动态链接库技术  59-60
    4.3.4 数据采集的编程实现  60-65
    4.3.5 软件中多线程技术的实现  65-66
  4.4 数据保存与查询  66-67
  4.5 本章小结  67-68
第5章 实验结果与分析  68-77
  5.1 引言  68
  5.2 实验平台的搭建  68-69
  5.3 实验结果处理与分析  69-76
    5.3.1 实验结果的可靠性分析  69-70
    5.3.2 信号处理与分析  70-74
    5.3.3 实验数据处理结果  74-76
  5.4 本章小结  76-77
第6章 总结与展望  77-79
  6.1 论文结论  77-78
  6.2 研究展望  78-79
参考文献  79-81
致谢  81-82
攻读学位期间参加的科研项目和成果  82

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 制冷工程 > 制冷机械和设备 > 压缩机
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