整個壓縮機組的可靠性、壓縮功效

　　氣體壓縮(compression)機是石油和化工等領域重要的流體機械之一，其中閥片和填料密封(seal)等部件是壓縮機最關鍵的易損部件，其質量和使用性能決定了整個壓縮機組(unit)的可靠性、壓縮功效和維護修理周期。昆山空壓機保養(yǎng)冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫，再進入后冷器對排氣進行冷卻，另一路冷卻水進水管道經(jīng)過主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進行冷卻。高聚物基復合材料(Material)具有良好的自潤滑能力、優(yōu)異的耐磨性和強的耐腐蝕(preservative)能力，因此高聚物部件在壓縮機中的應用已越來越受到重視。但是，受摩擦(friction)溫升的影響，這類部件的強度和耐磨性往往下降，從而影響其使用性能和壽命，為此，研究（research)和預測(predict)高聚物部件的摩擦溫升及其影響因素對研制開發(fā)不同配方的復合材料摩擦部件、提高部件可靠性和增加使用壽命具有重要的實際意義。
　　鑒于上述研究目的，這里采用摩擦學領域(field)常用的銷-盤摩擦副作為研究對象，來分析(Analyse)材料性能和工作條件對復合材料摩擦部件溫升的影響。國內外的研究人員曾對單相材料組成的銷-盤摩擦副的溫升進行過分析研究。Kar等和Yevtushenko等研究了金屬材料銷的一維溫度分布了摩擦熱流分配系數(shù)的解析式，但沒有考慮（consider)圓盤的對流換熱效應(effect)。對塑料（結構:合成樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、色料)銷的溫度場進行了穩(wěn)態(tài)與非穩(wěn)態(tài)分析，但沒有研究摩擦熱流分配系數(shù)的計算方法(method)以及復合材料組成所產(chǎn)生的影響?；谝环N新的對流換熱系數(shù)計算方法并綜合上述有關計算方法，本文分析了高聚物銷的摩擦溫升問題，研究了銷在遭受溫度突變時不同導熱(Heat conduction)模型所預測的溫度場變化規(guī)律。
　　為了使問題更加易于處理而不失去其實際意義，做出如下假設：（1）銷的整個摩擦(friction)端面均與盤周均勻接觸(contact)。昆山空壓機是回轉容積式壓縮機，在其中兩個帶有螺旋型齒輪的轉子相互嚙合，使兩個轉子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。
　?。?）在銷盤的接觸區(qū)內，摩擦熱流是勻強的，且為單方向即只沿銷軸方向傳導
　?。?）材料(Material)是均勻（jūn yún)致密的，其各處熱導率相等。
　?。?）與整體摩擦熱相比，磨屑帶走的熱量(Heat)很小，可忽略不計。昆山空壓機保養(yǎng)冷卻水通過管道進入空壓機中間冷卻器對一級壓縮排出的氣體進行冷卻降溫，再進入后冷器對排氣進行冷卻，另一路冷卻水進水管道經(jīng)過主電機上部的兩組換熱器冷卻電機繞組，還有一路對油冷卻器進行冷卻。
　　（5）遠離接觸區(qū)的銷端面溫度（temperature)為室溫(temperature)。
　?。?）摩擦表面不發(fā)生相變
　　對端面溫升的預測比數(shù)值方法更精確(accurate)，而遠離摩擦界面的地方由于熱邊界條件設立的局限性，兩種方法的預測結果與實驗（experiment)值之間產(chǎn)生了一定偏差。昆山空壓機維修是更換全部磨損的零件，空壓機轉1000個小時或一年后，要更換濾芯，在多灰塵地區(qū)，則更換時間間隔要縮短。濾清器維修時必須停機，檢查壓縮機所有部件，排除壓縮機所有故障。昆山空壓機維修軸承跑外圈一般是因為配合的精度不夠以及外圈定位方式設計不合理造成的。并非所有機頭都按這個時間進行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 
　　拋物線型導熱(Heat conduction)模型(model)，設銷-盤摩擦(friction)界面溫度（temperature)為Tw，并引入無量綱參數(shù)θ=（T-T2，給出銷的一維非穩(wěn)態(tài)拋物線型導熱模型的無量綱形式如下這是一個拋物型偏微分方程，采用隱式差分格式是無條件穩(wěn)定的，總可以得到穩(wěn)定而可靠的解。將銷沿軸向(Axial)十等份，應用Gauss-Seidal迭(dié)代法進行求解，其中邊界條件為：對i=10，由上式可得到它們之間的關系為：計算結果在拋物線型導熱控制（control)模型下，邊界溫度擾動是以純擴散形式向材料內部傳播的，材料中間部分在開始時的溫升幅度很?。划斶吔鐪囟劝l(fā)生變化時，內部各點的溫度也開始變化，且當時間足夠長時，材料內部溫度達到平衡(balance)。
　　雙曲型導熱模型由給出雙曲型導熱模型如下：同樣地，采用隱式差分格式化為差分格式，則雙曲型導熱模型的全隱式方程為：求解方法仍采用Gauss-Seidal迭(dié)代法（邊界條件同拋物線模型）。計算結果如圖3所示。
　　從圖3可以看出，由于雙曲型導熱(Heat conduction)模型是一種波動方程，因此在此模型下，材料(Material)內部溫度（temperature)的變化規(guī)律（rhythmical)與傅立葉導熱方程有很大不同：當材料的邊界上有一個溫度擾動時，該溫度擾動是以衰減的溫度波動形式逐漸由邊界向材料內部傳遞的，但是對高聚物來說，由于其具有與金屬材料同樣很短的松弛時間，熱容較生物材料和多孔材料小很多，所以溫度擾動的衰減速度(speed)很慢。
　　雙曲型導熱模型(model)和拋物線型導熱模型對高聚物運動部件摩擦溫升或溫度場的預測(predict)效果(xiàoguǒ)是一樣的，盡管在不同模型下開始時刻的溫度變化規(guī)律（rhythmical)完全不同，但時間足夠大時兩種模型會得到同樣的結果，即達到溫度平衡。
　　結論（1）對壓縮機用高聚物復合材料部件的一維穩(wěn)態(tài)溫度（temperature)場進行了解析求解和數(shù)值求解，給出了新的熱流分配系數(shù)計算方法，計算結果與實驗數(shù)據(jù)有很好的一致性。
　?。?）比較了雙曲型導熱模型和常規(guī)拋物線(Parabola)型導熱模型對高聚物摩擦部件非穩(wěn)態(tài)溫度（temperature)場的影響(influence)規(guī)律（rhythmical)，認為在部件在遭受溫度突變或高強熱流作用時，后者預測精度完全可以滿足工程實際要求