[发明专利]基于能量转换的轴功率测量装置及测量方法

权利要求书

1.基于能量转换的轴功率测量装置，其特征在于，包括一个保温室(4)，保温室(4)由白钢容器与顶部的法兰盘内圈焊接而成，保温室(4)内部盛装有液体工质(5)，保温室(4)上部通过螺栓装有一个可盖住法兰盘上表面的圆盘形的盲板(9)，盲板(9)圆心处开有沉孔(10)，沉孔(10)包括上部的沉头部分和下部的过孔部分，沉孔(10)的沉头部分固定有轴承(2)，转动轴(1)与轴承(2)配合并穿过沉孔(10)的过孔部分伸入到保温室(4)内的液体工质(5)中，转动轴(1)前端固定安装有风扇扇叶(6)，转动轴(1)后端通过联轴器与待测轴连接，盲板(9)上以沉孔(10)的圆心为圆心、大于沉孔(10)半径且小于盲板(9)半径的长度为半径的圆周上等距离分布有6个通孔(11)，6个热电偶(7)分别穿过6个通孔(11)伸入到保温室(4)内的液体工质(5)中，6个热电偶(7)从上而下穿出通孔(11)下表面的长度，按逆时针方向，依次为保温室(4)高度的并用密封胶密封通孔(11)与热电偶(7)之间的缝隙，每条热电偶(7)的数据输出端与多点温度记录仪(8)的数据输入端连接。

2.根据权利要求1所述的基于能量转换的轴功率测量装置，其特征在于，所述的保温室(4)的外表面包裹有保温材料制成的保温层(3)。

3.使用权利要求1所述的基于能量转换的轴功率测量装置的测量方法，其特征在于，步骤如下：

第一步、将转动轴(1)后端与待测轴通过相应规格型号的联轴器相连；

第二步、使待测轴转动，待测轴通过联轴器带动转动轴(1)转动，转动轴(1)带动前端风扇扇叶(6)转动，风扇扇叶(6)开始搅拌保温室(4)内的液体工质(5)，待测轴的旋转机械能通过转动轴(1)和风扇扇叶(6)转化成液体工质(5)的热力学能；

第三步、开始温度测量，将多点温度记录仪(8)显示的六个测量点的温度求和取平均值记录下来，用平均温度代表此时刻液体工质(5)的实际温度，液体工质(5)初始平均温度记为T₀，然后每相隔6秒为一个测量时间点记录一次液体工质(5)的平均温度，共计记录10分钟，每个时间测量点对应的温度平均值分别记为T₁，T₂…T₁₀₀，则T₀，T₁，T₂…T₁₀₀共有101组数据；

第四步、绘制曲线，按照T₀-T₁₀₀这101组温度平均值数据绘制平均温度—时间变化曲线，选取其中平均温度上升速率平稳的曲线段，即平均温度变化曲线呈一条斜直线段，记所选取曲线段始端的时间测量点对应的平均温度值记为T_a，末端的时间测量点对应的平均温度值记为T_b，a和b均为整数，且0≤a≤b≤100，则选取曲线段平均温度变化量△T＝T_b-T_a，所选取曲线段的时间段长度t＝6×(b-a)；

第五步、进行计算，计算待测轴的轴功率时满足如下关系：

P=Wt=Qt=cmΔTt]]>

其中，P为待测轴的轴功率，单位kW；c为保温室(4)内的液体工质(5)的比热容，单位kJ/(kg·K)；m为保温室(4)内的液体工质(5)的质量，单位kg；△T为所选时间段内的液体工质(5)平均温度变化量，单位K；t为所选曲线段的时间长度，单位s。