RP енергетичний лексикон - тертя, тертя

Визначення: процес, при якому механічна енергія перетворюється в тепло

лексикон

Оригінальне створення: 25.09.2014; остання зміна: 14.03.2020

Сили тертя виникають, наприклад, коли тверді тіла рухаються одне проти одного із контактом на їх поверхнях або коли тверде тіло витягується через повітря або воду. Тертя також виникає при переміщенні газів або рідин по трубопроводах. Сили тертя гальмують макроскопічний рух тіл, завдяки чому механічна енергія перетворюється в тепло. Це приклад розсіювання.

Частина науки і техніки, яка займається явищами тертя, називається трибологією.

Різні види тертя

Залежно від ситуації існують різні типи тертя, наприклад такі:

  • Тертя твердого тіла (кулонівське тертя) виникає, коли тверді тіла стираються безпосередньо одне про одне.
  • Тертя рідини використовується, коли втрати енергії відбуваються всередині рідини, наприклад B. мастильна плівка.
  • Змішане тертя може також виникати в підшипниках, змащених маслом або жиром, особливо на низьких швидкостях. H. поєднання тертя твердого тіла (через контакт твердих частин) і тертя рідини. При більш високих швидкостях частка твердого тертя зникає, але тертя рідини стає сильнішим.
  • Тертя адгезивного шару виникає, коли між твердими тертями тертя є твердий шар мастила.
  • Статичне тертя відноситься до сил тертя, які виникають до тих пір, поки між телами тертя немає відносного руху. Наприклад, щоб привести ковзання в рух, спочатку потрібно подолати вище статичне тертя, тоді як нижче тертя ковзання виникає, коли рух вже на місці.

Втрати енергії через тертя

У зв'язку з енергією процеси тертя часто небажані, оскільки вони перетворюють високоякісну форму енергії (чисту ексергію) у форму енергії нижчої (менш придатної для використання) енергії. Чим сильніші сили тертя z. B. у транспортному засобі, що рухається, тим більше енергії приводу повинен постійно подавати двигун, щоб підтримувати швидкість транспортного засобу. Навіть там, де отримане тепло тертя все ще можна використовувати, перетворення високоякісної механічної енергії в тепло зазвичай призводить до загального збільшення споживання енергії.

Мінімізація сил тертя

З зазначених причин намагаються зробити сили тертя якомога слабшими. Для цієї мети, наприклад, використовуються мастильні матеріали (наприклад, мастило або мастило), які зменшують тертя в двигунах, шестернях і підшипниках, утворюючи тонку мастильну плівку. Мастило повинно мати досить високу в'язкість (в'язкість), щоб мати змогу створювати когерентну мастильну плівку; однак в'язкість також не повинна бути занадто високою, щоб тертя рідини стало занадто сильним.

Однією з проблем двигунів внутрішнього згоряння є те, що в’язкість мастила різко зменшується із збільшенням температури, і тому оптимальні умови можливі лише в малому діапазоні температур; зокрема, в'язкість масла значно перевищує необхідну відразу після холодного запуску, що є однією з причин збільшення витрати палива. (Навіть при температурі масла 20 ° C втрати на тертя в двигуні можуть бути вдвічі більшими, ніж при робочій температурі 90 ° C.) Сучасні мастильні масла (особливо деякі синтетичні масла) мають знижену температурну залежність в'язкості, що зменшує цю проблему.

Опір транспортних засобів, тобто H. Тертя зовнішнього повітря у транспортних засобах, що рухаються, можна зменшити, мінімізуючи площу поперечного перерізу, а також оптимізуючи коефіцієнт опору (коефіцієнт опору). Останнє значення залежить від геометричної форми зовнішньої оболонки автомобіля.

Подібним чином, коли корабель рухається, тертя зменшується, якщо його зміщення (що визначається його загальною масою) мінімізоване і форма корпусу корабля оптимізована.

Залежність від швидкості

Залежно від умов, сила тертя може залежати більш-менш від швидкості руху:

Стаття про опір руху автомобіля містить більше деталей та чисельний приклад для автомобіля.

Цільове використання тертя

У деяких випадках тертя застосовується цілеспрямовано, наприклад, у гальмах транспортних засобів. Однак недоліком тут є те, що кінетична енергія, спочатку подана двигуном, перетворюється на переважно марне тепло, яке може навіть мати руйнівний ефект (наприклад, через перегрів гальм). Тому інші способи гальмування без використання тертя є кращими. Це відбувається в рамках відновлення енергії гальмування (відновлення).

Запитання та коментарі читачів

Тут ви можете запропонувати запитання та коментарі для публікації та відповіді. Автор RP-Energie-Lexikon прийме рішення про прийняття за певними критеріями. По суті, справа в тому, що справа представляє широкий інтерес.

Якщо ви отримаєте тут допомогу, ви можете повернути послугу пожертвою, за допомогою якої ви підтримаєте подальший розвиток енергетичного словника.

Захист даних: Будь ласка, не вводьте тут жодних особистих даних. Ми все одно не публікували б їх і незабаром видалили б. Дивіться також нашу політику конфіденційності.

Якщо ви хочете отримати особистий відгук або пораду від автора, напишіть йому електронною поштою.

Подаючи заявку, ви даєте згоду на публікацію своїх записів тут відповідно до наших правил.

Якщо вам подобається цей веб-сайт, повідомте про це своїм друзям та колегам - e. Б. через соціальні мережі, натиснувши тут:

Ці кнопки спільного доступу налаштовані на захист даних!

Код для посилань на інших веб-сайтах

Якщо ви хочете розмістити посилання на цю статтю в іншому місці (наприклад, на вашому веб-сайті, у соціальних мережах, на дискусійних форумах або у Вікіпедії), ви можете знайти код тут. Такі посилання можуть, наприклад, В. бути дуже корисним для пояснень слів.

HTML посилання на цю статтю:

З попереднім переглядом зображення (див. Вікно безпосередньо над цим):

Якщо ви вважаєте за доцільне розмістити посилання у Вікіпедії, напр. B. у розділі "== Веб-посилання ==":

Запитання вікторини

Якщо ви оберете відповіді, а потім натисніть цю кнопку, ви отримаєте додаткові пояснення зліва.