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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
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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。
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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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