Im hier beschriebenen Versuch geht es um die Untersuchung des Betriebsverhaltens eines einstufigen Vierzylinderkolbenkompressors, Typ JE 2200 der Maschinenfabrik M. Schneider. Der Kompressor wird durch einen Asynchronmotor über einen Riementrieb angetrieben. Der Motor treibt gleichzeitig einen Kühlluftventilator an.
Inhaltsverzeichnis
1 Versuchseinführung
2 Unerwartete Vorkommnisse
3 Ergebnisse
3.1 Messprotokolle
3.2 Diagramm Druckverlauf
3.3 Berechnung Pd/Ps
3.4 Pd/Ps Diagramm
3.5 Berechnung Behältervolumen
4 Schlussbetrachtung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit dient der experimentellen Untersuchung und Analyse des Betriebsverhaltens eines einstufigen Vierzylinderkolbenkompressors (Typ JE 2200), um dessen thermodynamische Kenndaten unter verschiedenen Lastbedingungen zu bestimmen.
- Analyse des Liefergrades in Abhängigkeit zum Druckverhältnis
- Ermittlung energetischer Wirkungsgrade (isotherm und isentrop)
- Experimentelle Bestimmung des Kessel- und Behältervolumens
- Untersuchung des Druckverlaufes im Schaltbetrieb
- Berechnung von Massenströmen und Füllungsgraden
Auszug aus dem Buch
4. Schlussbetrachtung
Wie zu erwarten sinkt der Wert des Liefergrades ʎ mit steigendem Druckverhältnis. Da der Liefergrad das Verhältnis zwischen effektivem Förderstrom und theoretischem Förderstrom angibt ist dementsprechend davon auszugehen dass der effektive Förderstrom mit steigendem Druckverhältnis sinkt. Durch den Liefergrad wird die Gesamtheit der Verluste, einschließlich des Totraumes ausgedrückt. Einflüsse auf den Liefergrad stellen neben den Druckverhältnissen das Zylindervolumen, bei kleinen Zylindern hat der Totraum einen größeren Anteil, sowie der Verschleiß eines Verdichters, z.B. undichte Arbeitsventile und zunehmendes Spiel zwischen Zylinder und Hubkolben, dar.
Der Isotherme sowie auch der Isentrope Wirkungsgrad steigen mit zunehmendem Druckverhältnis an. Der Isotherme Wirkungsgrad pendelt sich ab einem bestimmten Druckverhältnis ein und verläuft annähernd konstant, wohingegen der Isentrope Wirkungsgrad über den gesamten Verlauf ansteigt und von Anfang an höher liegt als der Isotherme Wirkungsgrad.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Versuchseinführung: Dieses Kapitel definiert den Versuchsgegenstand, einen einstufigen Vierzylinderkolbenkompressor vom Typ JE 2200, und beschreibt dessen Antriebskonfiguration.
2 Unerwartete Vorkommnisse: Hier wird bestätigt, dass der Versuch störungsfrei verlief, und es werden sicherheitstechnische Aspekte wie der erforderliche Gehörschutz in der Maschinenhalle thematisiert.
3 Ergebnisse: Dieser umfangreiche Abschnitt enthält die mathematischen Grundlagen, die Messreihen sowie die detaillierten Auswertungen zur Druckverlaufskurve und den Wirkungsgraden.
3.1 Messprotokolle: In diesem Kapitel werden die erfassten Messwerte für Luftdruck, Drehzahl, Stromaufnahme, Spannung und Leistungsdaten dokumentiert.
3.2 Diagramm Druckverlauf: Hier erfolgt die grafische Darstellung des Druckverhaltens im Kessel und am Kompressor bei unterschiedlichen Zeitintervallen.
3.3 Berechnung Pd/Ps: Dieses Kapitel widmet sich der Ermittlung der theoretischen Kennzahlen, die für das Druckverhältnis-Diagramm relevant sind.
3.4 Pd/Ps Diagramm: Darstellung und Interpretation der berechneten thermodynamischen Größen in Bezug auf verschiedene Druckverhältnisse.
3.5 Berechnung Behältervolumen: Abschließende Berechnungen zur Bestimmung des effektiven Kesselvolumens basierend auf den ermittelten Massenströmen.
4 Schlussbetrachtung: Das Fazit analysiert das Sinkverhalten des Liefergrades und vergleicht die Entwicklung des isothermen sowie isentropen Wirkungsgrades.
Schlüsselwörter
Hubkolbenkompressor, Betriebsverhalten, Liefergrad, Druckverhältnis, Isentroper Wirkungsgrad, Isothermer Wirkungsgrad, Massenstrom, Behältervolumen, Schaltbetrieb, Totraum, Verdichter, Vierzylinder, Thermodynamik, Messprotokoll, Leistungsaufnahme.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in diesem Praktikumsbericht grundsätzlich?
Der Bericht dokumentiert die Untersuchung des Betriebsverhaltens eines einstufigen Vierzylinderkolbenkompressors im Rahmen eines Hochschulpraktikums.
Welche zentralen Themenfelder werden bearbeitet?
Die Arbeit behandelt die experimentelle Ermittlung energetischer Wirkungsgrade, die Analyse des Liefergrades und die Berechnung des Kesselvolumens.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die thermodynamischen Zusammenhänge zwischen Druckverhältnis, Wirkungsgraden und Massenströmen bei einem spezifischen Kompressortyp zu quantifizieren.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Untersuchung basiert auf einer experimentellen Versuchsreihe mit Messungen zu physikalischen Parametern wie Druck, Drehzahl und Stromaufnahme, ausgewertet durch theoretische Formelansätze.
Was bildet den inhaltlichen Schwerpunkt des Hauptteils?
Der Hauptteil gliedert sich in die Dokumentation der Messprotokolle sowie die anschließende mathematische Auswertung der thermodynamischen Wirkungsgrade und des Behältervolumens.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit am besten?
Besonders prägend sind die Begriffe Liefergrad, isentroper Wirkungsgrad, Druckverhältnis und das PT1-Verhalten des Systems.
Welches spezifische Betriebsverhalten wird für das System beschrieben?
Der Versuch identifiziert ein PT1-Verhalten des Kompressors, welches das Ansprechverhalten und die Druckänderungen im System charakterisiert.
Was lässt sich über den Liefergrad des Kompressors aussagen?
Gemäß der Schlussbetrachtung nimmt der Liefergrad mit steigendem Druckverhältnis ab, was primär auf Verluste durch den Totraum und Verschleiß zurückzuführen ist.
- Arbeit zitieren
- Arne Von Berswordt (Autor:in), 2017, Betriebsverhalten eines einstufigen Vierzylinderkolbenkompressors. Versuch zum Thema Hubkolbenkompressor, München, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/1268199
