Analysis of the Range of the Specific Heat of Tribological Wear Products

• Autorzy: Maciąg Maria

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0013.6561

Warianty tytułu

PL

Analiza zakresu wartości ciepła właściwego powstających produktów zużycia tribologicznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper continues a discussion of specific heat cp’ of wear product material at the time of the products’ generation which was initiated in [L. 2]. The very high values of this quantity found on the basis of the laws of mass and energy conservation have inspired further analyses to possibly validate the results. System quantities C and D [L. 2] have played central roles in earlier modelling of the friction and wear of solids. They are determined for a certain range of the temperature of a macroscopic contact of solids Θ and serve the purpose of a merely approximate estimation of minimum cp’. An attempt at determining real values of cp’ for specific Θ without taking C and D into consideration has been undertaken in this study. The discussion was based on the energy balance equation for the stationary friction process which is associated with wear. The significance of friction parameters, the physical properties of a material subject to friction, and some characteristics of the tribological system have been emphasised. The analysis is also designed to determine maximum heat, cp’max, and a range of its variations, cp’min - cp’max. The resultant analytical dependences that characterise friction and its effects are illustrated with examples of selected experiments [L. 10], which were originally designed to estimate values of cp’ [L. 2]. The evaluation of cp’ discovers negligible differences between cp’ and cp’min. Important information has additionally been acquired about the values of the flash temperature, Θo, and its relations to temperature D. No regular impact of on the specific heat of wear products has been determined.

PL

Niniejsza praca jest kontynuacją rozważań o cieple właściwym cp’ materiału produktów zużycia w momencie ich powstawania rozpoczętych w publikacji [L. 2]. Stwierdzone na podstawie zasad zachowania masy i energii bardzo duże wartości tej wielkości są inspiracją do przeprowadzenia dalszych analiz w celu ewentualnego potwierdzenia słuszności uzyskanych wyników. W dotychczasowym sposobie modelowania tarcia i zużywania ciał stałych główną rolę spełniły wielkości systemowe C i D [L. 2]. Są one wyznaczane dla pewnego zakresu temperatury styku makroskopowego ciał Θ i służą tylko przybliżonej ocenie minimalnej wartości cp’. W niniejszej pracy została podjęta próba wyznaczenia realnej wartości ciepła właściwego cp’ dla konkretnej wartości temperatury Θ bez uwzględniania wielkości C i D. Rozważania oparto na równaniu bilansu energii dla przypadku stacjonarnego procesu tarcia, któremu towarzyszy zużywanie. Podkreślono znaczenie parametrów tarcia, własności fizycznych materiału podlegającego zużywaniu oraz niektórych cech systemu tribologicznego. Celem rozważań jest także wyznaczenie maksymalnej wartości ciepła cp’max i ustalenie zakresu zmienności jego wartości cp’min – cp’max. Uzyskane zależności analityczne, charakteryzujące tarcie i jego skutki zilustrowano na przykładach wybranych badań eksperymentalnych [L. 10], które posłużyły pierwotnie do oceny wartości ciepła właściwego cp’ [L. 2]. Ocena wartości ciepła właściwego cp’ pozwala stwierdzić znikome różnice między cp’ i cp’min. Ponadto uzyskano ważne informacje o wartościach temperatury błysku Θo i jej relacji w odniesieniu do temperatury D. Nie stwierdzono regularnego wpływu temperatury Θ na ciepło właściwe powstających produktów zużycia.

Słowa kluczowe

EN

specific heat; friction; wear; energy balance; development of results

PL

ciepło właściwe; tarcie; zużycie; bilans energetyczny; opracowywanie wyników

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2019
• Tom: nr 5
• Strony: 51--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Maciąg Maria

• Kazimierz Pulaski University of Technology and Humanities in Radom, Malczewskiego 20a Street, 26-600 Radom, Poland

Bibliografia

• 1. Maciąg M.: “Thermodynamic Model of the Metallic Friction Process”, ASME J. Tribol., 132(3), 2010, pp. 1–7.
• 2. Maciąg M.: “Specific Heat of Tribological War Debris Material”, ASME J. Tribol., 137(3), 2015, pp. 1–6.
• 3. Sadowski J.: “Cooling Effeckt in Tribological Wear”, Tribologie und Schmierungstechnik, 4, 2014, pp. 57–63.
• 4. Thissen P. A., Meyer K., Heinicke G.: Fundamentals of Tribochemistry, Akademie-Verlag, Berlin, 1967, p. 194.
• 5. Sadowski J.: “On Balancing Energy in the Friction Process of Solids Bodies”, Tribologie und Schmierungstechnik, 6, 2009, pp. 27–31. 469.
• 6. Abdel-Aal H. A.: Discussion: “Specific Heat of Tribological Wear Debris Material” (Maciąg, M., 2015, ASME J. Tribol., 137(3), p. 031601. ASME J. Tribol., 138(1), 2016, p. 016001-1.
• 7. Maciąg M.: Closure to “Discussion of ‘Specific Heat of Tribological Wear Debris Material”, ASME J. Tribol., 138(1), 2016, p. 016001-1.
• 8. Sadowski J.: “Thermodynamic Theory of Friction and Wear”, Tribologie und Schmierungstechnik, 6, 2002, pp. 41–47. 467.
• 9. Sadowski, J.: “Friction and Wear a Cause and Effect of Energy Dissipation”, Tribologie und Schmierungstechnik, 1, 2011, pp. 27–41. 468.
• 10. Sadowski, J., Żurowski, W.: “Thermodynamic Aspects of Metals’ Wear-Resistance”, Tribologie und Schmierungstechnik, 3, 1992, pp. 152–159.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).