[发明专利]一种超精密气体静压节流器能效测量方法

说明书

本发明公开了一种超精密气体静压节流器能效测量方法，本发明通过测量并记录流入气体静压节流器的压缩空气的流量、温度、压强；气体静压节流器的工作时间、承载力，在此基础上引入压缩因子、平均摩尔质量、真实气体密度，使测量的压缩空气更接近于其真实状态，大大提高了测量的精度，本发明弥补了超精密气体静压节流器能效测量方法的不足问题，可实现对不同气体静压节流器能效的测量。

技术领域

本发明涉及节流器能效测量方法领域，具体地说是一种超精密气体静压节流器能效测量方法。

背景技术

在润滑技术领域，气体润滑可以用在比润滑油和润滑脂更高或更低的温度下来润滑轴承，摩擦系数很低，轴承的稳定性很高。采用微米级厚度压缩空气膜来润滑支撑运动部件并具有承载效力的空气静压节流器，由于在高运动定位精度、摩擦小、使用寿命长、低污染等性能方面都实现了相当大的改进，空气静压节流器目前已广泛应用于各个行业。例如纺织业、电子及半导体、计量学及超精密制造工艺。

对于气体静压节流器，以往的测量研究多集中于其承载力特性、气膜刚度特性、气膜压力分布和气膜温度分布等静态特性，缺少对其能耗特性、能效特性的测量研究，不利于气体静压节流器的研究生产、能源的有效利用、节能减排政策的实施。

为解决存在的上述问题，有必要采用新型的超精密气体静压节流器能效测量方法。

发明内容

本发明针对现有技术及处理方法的不足，提供了一种超精密气体静压节流器能效测量方法，解决了气体静压节流器能源利用问题，弥补了气体静压节流器能效测量方法的不足，同时成本较低，效率较高，性价比较高。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种超精密气体静压节流器能效测量方法，包括以下步骤：

步骤一：安装气体静压节流器并设定气源压强p_s、气膜厚度h，测量次数H；

步骤二：在气体静压节流器工作的同时，分别测量流入的压缩空气的流量Q_i、温度T_i、气压p_i、气体静压节流器的承载力F_i、工作时间t，i表示测量序号，i＝1,2,…,H；

步骤三：分别计算步骤二中流量、温度、气压、承载力的平均值，作为实际流入气体静压节流器的压缩空气流量Q、温度T、进气压强p、实际气体静压节流器的承载力F，如下：

其中：H为气体静压节流器工作过程中测量的流量、温度、承载力次数，也就是步骤一中设定的测量次数；

步骤四：根据步骤三中的进气压强p、温度T，计算空气的压强对比参数p_r、温度对比参数T_r，如下：

其中：p_c、T_c为气体的临界参数，对于空气，p_c＝3.766MPa、T_c＝-140.5℃；

步骤五：根据空气各成分的体积分数α_i、摩尔质量M_i计算压缩空气的平均摩尔质量M；根据步骤四中的空气对比参数p_r、T_r，依据普遍化压缩因子图得到压缩因子Z，再结合步骤三中的温度T、进气压强p，计算流入气体静压节流器的压缩空气真实摩尔体积V_m,real，如下：