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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳光宏
研究生(外文):CHEN GUANG HONG
論文名稱:微小流量壓縮器操作特徵試驗模組建置之研究
指導教授:賴正權
指導教授(外文):LAI
學位類別:碩士
校院名稱:國防大學中正理工學院
系所名稱:兵器系統工程研究所
學門:軍警國防安全學門
學類:軍事學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:103
中文關鍵詞:壓縮器性能特徵
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摘 要
本文主要的研究目的是在建置一個實驗測試模組,以供探討、分析氣渦輪引擎或航空發動機壓縮器操作性能之特徵。文中首先以基本的熱氣動力原理及氣流的質量、能量守恒原則推導出可用來描述壓縮器操作性能特徵的數學模式。然後針對此數學模式中所含的轉速、氣流量、溫度、壓縮比及絕熱效率等需要量測的參數,設計規劃及建置實驗測試模組,以利此等待測參數的量取。測試模組的本體為一平直的透明圓管與一個可變頻率的馬達(2 hp),在實驗量測時用馬達來驅動壓縮器,以取代實際引擎中之渦輪對壓縮器的作功。測試模組之測試段主要是一個小尺寸的單級軸流式壓縮器轉子與靜子葉片模型,在測試段的上下游則分別設置有溫度、壓力與流量等各類量測系統。為了簡化及系統化實驗量測之進行,本研究使用LabVIEW軟體自行開發以個人電腦為主的視窗化執行程式,以監控實驗之自動量測與數據擷取及後續數據處理等工作,接著進行各項量測與校驗及不準度分析,以說明測試模組的可用性。文中最後敘述了利用本測試模組產生壓縮器性能特徵圖(Compressor Map)的構想及初步實驗量測所得關於壓縮器操作性能特徵之結果,同時也提出可利用本實驗測試模組賡續進行的相關研究項目。
ABSTRACT
The main purpose of this thesis is to set up an experiment module for studying compressor operating characteristics. First, the mathematical model characterizing the compressor performance has been obtained according to the basic principle of thermodynamics and fundamental mass and energy conservation laws. Based on this mathematical model, the experiment module has been schemed and established for the measurement of rotor rotational speed, gas mass flow rate, compressor pressure ratio, temperature, and compressor efficiency etc. appearing in the model. The test section of the experiment module is a long straight circular pipe with a small model of single stage axial compressor rotor and stator blades built in it. This compressor is driven by a 2 hp motor. The instrumentation systems (sensors and devices) are located at the up-stream and down-stream of the test section. A PC-based program for automatic measurements and data acquisition and reduction has also been developed from this study by employing the commercial software, LabVIEW. Measurement verification and uncertainty estimation are also conducted to show that the experiment module is to be practical in use. Finally, some first-stage results of the compressor performance are presented and the possible further studies using this experiment module are suggested as well.
目 錄
誌謝 ii
摘要 iii
ABSTRACT iv
目錄 v
表錄 viii
圖錄 ix
符號說明 xii
1. 前言 1
1.1研究動機 1
1.2文獻回顧 2
1.3工作規劃 5
1.4論文架構 6
2. 理論基礎 8
2.1壓縮器操作原理 8
2.2壓縮器性能特徵 10
2.3特徵分析理論模型 12
3. 實驗設置 16
3.1設計構想及規格律定 16
3.2主要裝置介紹 19
3.2.1機台與本體系統 20
3.2.2實驗測試段 24
3.3量具與數據擷取系統 25
3.3.1轉速、扭力量測系統 25
3.3.2溫度量測系統 27
3.3.3壓力量測系統 28
3.3.4流量量測系統 30
3.3.5數據擷取系統 31
3.4測試調校與實驗程序 32
3.4.1初步測試與調校 33
3.4.2實驗步驟 35
4. 實驗監控軟體開發 37
4.1扭力量測 37
4.2溫度量測 41
4.3全壓量測 44
4.4差壓量測 47
4.5流量量測 49
4.6轉速控制 52
4.7系統整合程式開發設計 55
5. 量測與校驗 57
5.1流場品質檢驗 57
5.2進氣流量之測校 60
5.3氣流壓力之測校 61
5.4壓縮扭力之測校 64
5.5氣流溫度之測校 69
5.6量測不準確度分析 70
6. 結果與討論 71
6.1壓縮效率之計算與評估 71
6.2壓縮比、效率與微小流量之關係 73
6.3量測數據之迴歸分析與多項式整順結果 75
7. 結論 83
7.1試驗模組之建置 83
7.2量測技術之開發 84
7.3實驗量測監控與數據擷取及處理 84
7.4壓縮器操作特徵之初步結果 84
7.5後續研究之展望 85
參考文獻 86
附錄A 扭力量測執行程式 90
附錄B 溫度量測執行程式 93
附錄C 全壓量測執行程式 94
附錄D 差壓量測執行程式 97
附錄E 流量量測執行程式 98
附錄F 轉速控制執行程式 100
附錄G 整合監控執行程式 102
自傳 103
參 考 文 獻
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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