Radial Compressor Test Data Processing with Real Gas Equation of State

Abstract

V článku je popsán výpočet charakteristik radiálního kompresoru z naměřených dat. Měřené veličiny jako teploty, tlaky, relativní vlhkost pracovního plynu, otáčky hřídele a točivý moment se zpracovávají tak, aby se získaly absolutní a bezrozměrné parametry daného stroje. Metodika je zobecněna na experimentální i produkční stroje s možností použití jakékoli vhodné stavové rovnice. K tomuto účelu se používá nově vytvořený modulární a konfigurovatelný kód. Ten využívá postupy normy ASME pro kompresorové měření stupňů, sekcí a celých strojů. Jsou popsány teoretické základy a struktura programu. Je implementována stavová rovnice Benedict-Webb-Rubin pro reálné plyny. Zahrnuty jsou vlhkost plynů, měřené průtoků clonami, mechanické ztráty ložisek a měření točivého momentu. Jsou zpracovány různé případy korekce měřicích bodů s ohledem na vysokou rychlost a nebo rotaci na základě celkových a statických parametrů stavu. Polytropická komprese a přesnost vyhodnocení polytropické účinnosti jsou diskutovány z hlediska různých korekcí reálných plynů. Je vysvětlen převod výsledků na porovnávací stavy.

In the paper, a calculation of radial compressor characteristics from measured data is dealt with. The measured quantities as temperatures, pressures, working gas relative humidity, shaft rotational speed and torque are processed to obtain absolute and dimensionless parameters of the given machine. The methodology is generalized to both experimental and production machines and it deals with incorporation of any suitable equation of state. A modular and configurable in-house code is used for this purpose. It adopts the ASME performance test code for compressors scheme of measuring stations, stages, sections and machines. The theoretical background and the structure of the program are described. Benedict-Webb-Rubin equation of state for real gases is implemented. Gas humidity, orifice flowmeter, bearings mechanical losses and torquemeter measurements are covered. Various cases of measuring station calculations considering high speed and/or rotational flow based on total and static state parameters are elaborated. Polytrophic compression and the accuracy of evaluation of polytrophic efficiency are discussed in terms of various real gas corrections. Conversion of the results to comparable form is explained