Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Irreversibility of Friction and Wear Processes

Sadowski Jan

Tribologia

|

2020

|

nr 5

51--60

EN

Ways of energy dissipation by friction are analysed from a thermodynamic perspective. The non-equilibrium and irreversibility of processes in tribological systems are found to be sufficient conditions for Energy dissipation. M. Planck’s currently prevailing opinion that mechanical work can be converted into heat without limitations, e.g., by means of heat, is demonstrated not to apply to the friction of solids subject to wear. Ranges of work conversion into friction heat are determined. The generation of tribological wear particles is dependent on work of mechanical dissipation and its components – surface and volume work. A friction pair or its fragments, where energy is directly dissipated, are treated as open thermodynamic systems. The processes in place are described with the first law of thermodynamics equation. The effect of friction heat and the work of mechanical dissipation on variations of internal energy, enthalpy, and energy transferred to the environment as heat are defined. These dependences should be addressed when planning and interpreting tribological tests.

PL

W artykule zanalizowano sposoby rozpraszania energii przez tarcie z punktu widzenia termodynamiki. Stwierdzono, że nierównowaga i nieodwracalność procesów zachodzących w układach tribologicznych jest warunkiem wystarczającym do wystąpienia rozpraszania energii. Wykazano, że obwiązująca współcześnie opinia M. Plancka, że pracę mechaniczną można zamienić na ciepło bez ograniczeń, np. przez tarcie, nie dotyczy przypadków tarcia ciał stałych podlegających zużywaniu. Ustalono zakresy zamiany pracy na ciepło tarcia. Powstawanie cząstek zużycia tribologicznego uzależniono od pracy dyssypacji mechanicznej i jej elementów składowych – pracy powierzchniowej i objętościowej. Para cierna lub jej fragment, w którym rozpraszanie energii następuje bezpośrednio, potraktowano jako otwarty system termodynamiczny. Zachodzące procesy opisane zostały równaniem pierwszej zasady termodynamiki. Określono wpływ ciepła tarcia i pracy mechanicznej dyssypacji na zmiany energii wewnętrznej, entalpii i energii przekazywanej do otoczenia na sposób ciepła. Te zależności należy wziąć pod uwagę przy planowaniu testów tribologicznych i ich interpretowaniu.

2

Theoretical analysis of temperature rising for chilled water in the long distance transport pipelines in coal mine

Yudong Qi, Weimin Cheng, Song Xin

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 4

785--796

EN

In order to provide sufficient cooling capacity for working and heading faces of the coal mine, chilled water is often transported a long distance along pipelines in deep mine, which inevitably results in its temperature rising owing to heat transfer through pipe wall and the friction heat for flow resistance. Through theoretical models for temperature increasing of the chilled water were built. It is pointed out that the temperature rising of the chilled water should be considered as a result of the synergy effects of the heat transfer and the friction heat, but theoretical analysis shows that within engineering permitting error range, the temperature increasing can be regarded as the sum caused by heat transfer and fraction heat respectively, and the calculation is simplified. The calculation analysis of the above two methods was made by taking two type of pipe whose diameters are De273 × 7 mm and De377 × 10 mm, with 15 km length in coal mine as an example, which shows that the error between the two methods is not over 0.04°C within the allowable error range. Aims at the commonly used chilled water diameter pipe, it is proposed that if the specific frictional head loss is limited between 100 Pa/m and 400 Pa/m, the proportion of the frictional temperature rising is about 24%~81% of the total, and it will increase with high flow velocity and the thin of the pipe. As a result, the friction temperature rising must not be ignored and should be paid enough attention in calculation of the chilled water temperature rising along pipe.

PL

W celu zapewnienia odpowiedniego chłodzenia dla urządzeń górniczych wykorzystywanych do prac wydobywczych i urządzeń do drążenia tuneli w kopalni konieczny jest transport ochłodzonej wody rurociągami, nierzadko na znaczne odległości w obrębie kopalni podziemnej. Transport rurociągami nieuchronnie prowadzi do wzrostu temperatury wody wskutek wymiany ciepła poprzez ścianki rurociągu i wskutek tarcia związanego z oporem przepływu. Opracowane zostały modele teoretyczne wzrostu temperatury wody ochładzanej; na ich podstawie wskazano, że wzrost temperatury wody rozpatrywać należy jako oddziaływanie efektu synergii pomiędzy wymianą ciepła i ciepłem tarcia. Analiza teoretyczna wykazuje jednak, że przy poziomie błędu dopuszczalnego w praktyce inżynierskiej, wzrost temperatury wody traktować można jako zwykłą sumę wpływu wymiany ciepła i ciepła tarcia, tym samym znacznie upraszczając procedurę obliczeniową. Weryfikację wyników obliczeń otrzymanych w oparciu o dwie wymienione metody prze-prowadzono poprzez zbadanie przepływu wody w kopalni węgla, rurociągiem o długości 15 km złożonym z dwóch rodzajów rur, o wymiarach De 273 × 7 mm i De 377 × 10 mm. Wykazano, że różnica wyników uzyskanych dla obydwu metod nie przekraczała 0.04°C, przy założonym dopuszczalnym poziomie błędu. W odniesieniu do typowych rodzajów rur używanych do przesyłania wody ochłodzonej proponuje się ograniczenie dopuszczalnego spadku ciśnienia w przewodzie w granicach 100 Pa/m-400 Pa/m. Udział wzrostu temperatury wskutek oddziaływania sił tarcia waha się w granicach 24%-81% i rośnie wraz ze wzrostem prędkości przepływu i ze zmniejszaniem grubości ścianek rury. Jest więc rzeczą oczywistą, że wzrost temperatury wody wskutek oddziaływania sił tarcia nie może być pomijany i winien zostać odpowiednio uwzględniony przy obliczeniach wzrostu temperatury wody w rurociągu.

3

Thermal phenomena in the friction process of the TG15 - hard anodic coating couple

Służałek G., Posmyk A., Skoneczny W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 3

1497--1502

EN

The paper presents a one-dimensional model of heat conduction in a couple consisting of a cylinder made of a sliding plastic material, TG15, and a cuboid made of alloy AW 6061 coated with a hard anodic coating, where the couple is heated with the heat generated during friction. TG15 is a composite material based on polytetrafluoroethylene (PTFE) with a 15% graphite filler, used for piston rings in oil-free air-compressors. Measurement of temperature in the friction zone is extremely important for the understanding and analysis of the phenomena occurring therein. It is practically impossible to introduce a temperature sensor in such a place. Therefore, the interaction taking place in such a couple was modelled using numerical methods. In order to simplify and accelerate the calculations, a one-dimensional model and constant thermophysical parameters of the materials participating in friction were adopted. To solve the proposed model, the finite difference method was used (FDM). The resultant system of equations was solved by means of an explicit scheme.

4

The diagnosis of marine gas turbine engine LM 2500 on the basis of oil contaminants research

Mironiuk W.

Problemy Eksploatacji

|

2008

|

nr 2

195-204

EN

During the operation a gas turbine engine, a more modest method of research is brought into effect. One of the basic methods of estimating the technical condition of gas turbine engines is oil analysis. The x-ray method of radioisotope fluorescence was used to estimate the technical condition of gas turbine engines based on oil research. This method has also been satisfactorily used in aircraft engine diagnosis. This paper presents the method of diagnosis of the bearings of marine gas turbines based on studies on the mechanical contamination in oil. The results of oil mechanical contaminant research vs. time of engine work are presented. Based on experiments, the resulting analytical function that makes calculating the diagnosis measure of the gas turbine engine bearings system was worked out.

PL

W eksploatacji okrętowych silników turbinowych powszechnie wprowadzane są coraz nowsze metody badań diagnostycznych. Jednak jedną z podstawowych metod nadzoru stanu technicznego silników są analizy olejowe. W badaniach diagnostycznych silników turbinowych na podstawie zanieczyszczeń metalicznych w oleju zastosowano, wcześniej wdrożoną w lotnictwie wojskowym, metodę rentgenowskiej fluorescencji radioizotopowej XRF. Metoda ta stanowi użyteczne narzędzie w ocenie stanu technicznego układów mechanicznych silnika. W artykule przedstawiono krótki opis metodyki badań diagnozowania stanu technicznego okrętowych turbinowych silników spalinowych na podstawie badań pierwiastków Fe i Cu w oleju. Otrzymane wyniki badań ekspertmentalnych przedstawiono w postaci linii trendu wybranych pierwiastków w funkcji czasu pracy silnika. Ponadto zaprezentowano, opracowany na podstawie badań oleju, parametr diagnostyczny łożysk silnika.

5

Possibilities To Bearings Diagnosis Of The Gas Turbine Engine Lm2500 On The Basis Of Oil Research On

Mironiuk W.

Journal of Polish CIMAC

|

2007

|

Vol. 2, no 2

347-354

EN

While operation a gas turbine engine more modest method of research are brought into effect. But one of a basic method of estimate a technical condition of gas turbine engines bearing is oil analysis. To estimate a technical condition of gas turbine engines bearing systems on the basis of oil research on, an x-ray method of radio-isotope fluorescence was used. This method has been also satisfactorily used in aircraft engine diagnosis. This paper presents the method of diagnosis bearings of marine gas turbines on the basis of studies of mechanical contamination in oil. Results of mechanical contamination research in oil vs time of engine work are presented. On the basis of experiments results the analytical function that makes calculating the future value of a process possible was chosen.

6

Concept for interpretation and assessment of slide bearings operation in diesel engines in probabilistic approach

Girtler J.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 4

83-89

EN

The paper provides a proposal of interpretation that valuates operations, which (just like operation of Hamilton and Maupertius shown in the classical mechanics and operation resulting from changes of body momentum) is considered as a physical quantity with: joule-second [joule x second] as a unit of measure. It presents suggestion of a quantitative interpretation of operation of a slide journal bearing, in which energetic interactions proceed at determined time. It has been here motivated that when the suggested interpretation for slide bearing operation in which energy conversions proceed, is accepted the operation can be a carrier of information about states of the systems so, it can become a diagnostic signal. Moreover, an original method of operation analysis and assessment for a slide journal bearing has been herein presented with regards to its reliability and safety. Possibilities of applying this method for the process of taking the rational operating decisions have been shown, too. The homogeneous process of Poison has been applied in order to prove usability of operation in such interpretation. This process has enabled construction of a model of the course of getting-worse operation for a bearing while the operation time goes by. Therefore, the model is a random process of homogenous and independent gains in energy lost due to friction and slide bearing wear.

7

Operation of slide journal bearings in unsteady energetic description.

Girtler J.

Zagadnienia Eksploatacji Maszyn

|

2004

|

Vol. 39, nr 1

7-17

EN

The paper includes a proposal of interpretation that valuates operations, which (just like operation of Hamilton and Maupertius showed in classical mechanics and operation resulting from changes of body momentum) is considered as a physical quantity with a unit of measure: joulesecond (joule x second). Original method of analysis and estimation of slide journal bearing operation has been also presented with regards to its reliability and safety. The homogeneous process of Poison has been applied in order to substantiate the usability of such interpreted operation. This process has enabled constructing a model of run of getting-worse bearing operation with the operation time going by. Thus, the model is a random process of homogeneous and independent gains in energy lost due to friction and bearing wear.

PL

W artykule zaproponowano interpretację wartościującą działania, które (podobnie jak przedstawione w mechanice klasycznej działania Hamiltona i Maupertiusa oraz działanie wynikające ze zmiany pędu ciała) są rozpatrywane jako wielkość fizyczna o jednostce miary zwanej dżulosekundą [dżul x sekunda]. Przedstawiono propozycję ilościowej interpretacji działania dowolnego poprzecznego łożyska ślizgowego, w którym zachodzą oddziaływania energetyczne w określonym czasie. Uzasadniono, że w przypadku przyjęcia zaproponowanej interpretacji działania poprzecznych łożysk ślizgowych, w których następują przemiany energetyczne, działanie może być nośnikiem informacji o stanie tych łożysk, a więc - sygnałem diagnostycznym. Przedstawiono oryginalną metodę analizy i oceny działania łożyska ślizgowego z uwzględnieniem jego niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonowania. Przedstawione zostały także możliwości zastosowania tej metody w procesie podejmowania decyzji. Do uzasadnienia przydatności tak interpretowanego działania zastosowano jednorodny proces Poissona. Proces ten umożliwił skonstruowanie modelu przebiegu pogarszania się działania łożyska z upływem czasu jego funkcjonowania. Modelem tym jest więc proces losowy o jednorodnych i niezależnych przyrostach energii traconej z powodu tarcia oraz wskutek zużycia łożyska.

8

Metoda energetyczno-czasowa oceny działania poprzecznych łożysk ślizgowych

Girtler J.

Tribologia

|

2002

|

nr 1

215-226

PL

W artykule zaproponowano interpretację wartościującą działania, które (podobnie jak przedstawione mechanice klasycznej działania Hamiltona i Maupertiusa oraz działanie wynikające ze zmiany pędu ciała) jest rozpatrywane jako wielkość fizyczna o jednostce miary zwanej dżulosekundą [dżul x sekunda]. Przedstawiono oryginalną metodę analizy i oceny działania łożyska ślizgowego z uwzględnieniem jego niezawodności i bezpieczeństwa funkcjonowania. Do uzasadnienia przydatności tak interpretowanego działania zastosowano iednorodny proces Poissona. Proces ten umożliwił skonstruowanie modelu przebiegu pogarszania się działania łożyska z upływem czasu jego funkcjonowania. Modelem tym jest więc proces losowy o jednorodnych i niezależnych przyrostach energii traconej z powodu tarcia oraz wskutek zużycia łożyska.

EN

The paper presents the suggestion of the quantitative interpretation of operation, which (just like in physics: the operations of Hamilton and Maupertius and the operation issuing from the changes of body momentum) is considered as a physical quantity of the unit of measure: named a joule-second [joule x second]. It has been also showed that the interpretation of work can be considered as the reliability index, and in special cases - as the safety index of bearing's work. To give the grounds for such usability of mentioned bearing's work, the homogeneous process of Poisson has been applied. This process has enabled constructing the model of a run of getting worse (decreasing) work of a bearing with the lapse of work time. Thus, such the model is a random process of homogeneous and independent gains in grows of loss energy as the result of friction in the bearing and of using it in determined time.

9

A model of thermoelastic dynamic contact in conditions of frictional heat and wear

Olesiak Z.S., Pyryev Y.A.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

1998

|

nr 2

305-320

EN

We have constructed and investigated a model of thermoelastic contact of solids with inretia forces taken into account, in conditions of frictional heat and mechanical wear. It has been assumed that a layer is in a relative motion with respect to a wall. During the motion the gap between the layer and the wall changes due to heat expansion of the layer. The influence of material constants, velocity and parameters of the model on the contact characteristic have been investigated. The solution to the problem has been reduced to a system of the Volterra-Hammerstein non-linear integral equations, which in turn has been solved by means of the developed algorithm. The numerical solutions have been presented in diagrams.

PL

Sformułowaliśmy i zbadaliśmy pewien model kontaktu ciał sprężystych przy uwzględnieniu sił bezwładności w warunkach wydzielania ciepła tarcia i mechanicznego zużycia materiału. W rozpatrywanym zagadnieniu blok materiału i sprężysta warstwa znajdują się w ruchu względnym. Odstęp między poruszającymi się ciałami zmienia się w skutek rozszerzalności cieplnej warstwy. Zbadany został wpływ stałych materiałowych, prędkości względnej i parametrów modelu na charakterystyki kontaktu. Rozwiązanie układu równań różniczkowych cząstkowych, opisujących rozpatrywane zagadnienie, zostało zredukowane do układu nieliniowych równań całkowych Volterry-Hammersteina. Rozwiązanie liczbowe otrzymaliśmy z pomocą zaproponowanego algorytmu. Zostały one przedstawione w postaci wykresów.