RP Energy Lexicon - Friction, Friction

Definiție: un proces în care energia mecanică este transformată în căldură

Creație originală: 25.09.2014; ultima modificare: 14.03.2020

Forțele de frecare (forțele de frecare) apar, de exemplu, atunci când corpurile solide se mișcă unul împotriva celuilalt cu contactul pe suprafețele lor sau când un corp solid este tras prin aer sau apă. Fricțiunea apare și atunci când gazele sau lichidele sunt deplasate prin conducte. Forțele de frecare inhibă mișcarea macroscopică a corpurilor, prin care energia mecanică este transformată în căldură. Este un exemplu de disipare.

Partea științei și tehnologiei care se ocupă de fenomenele de frecare se numește tribologie.

Diferite tipuri de frecare

În funcție de situație, există diferite tipuri de frecare, de exemplu următoarele:

Fricțiunea corpului solid (fricțiunea Coulomb) apare atunci când corpurile solide se freacă direct unul pe altul.
Fricțiunea fluidului este utilizată atunci când pierderile de energie apar în interiorul unui fluid, de ex. B. o peliculă de ulei lubrifiant.
Frecția mixtă poate apărea și la rulmenții lubrifiați cu ulei sau grăsime, în special la viteze mici. H. o combinație de frecare solidă a corpului (prin contactul părților solide) și frecare fluidă. La viteze mai mari, proporția de frecare solidă dispare, dar fricțiunea fluidului devine mai puternică.
Fricțiunea stratului adeziv apare atunci când există un strat solid de lubrifiant între corpurile solide de frecare.
Fricțiunea statică descrie forțele de frecare care apar atâta timp cât nu există o mișcare relativă între corpurile de frecare. Pentru a seta o alunecare în mișcare, de exemplu, fricțiunea statică mai mare trebuie mai întâi depășită, în timp ce fricțiunea de alunecare mai mică are loc atunci când mișcarea este deja în poziție.

Pierderi de energie prin frecare

În legătură cu energia, procesele de frecare sunt adesea nedorite deoarece transformă o formă de energie de înaltă calitate (exergie pură) într-o formă de energie de valoare mai mică (mai puțin utilizabilă). Cu cât forțele de frecare sunt mai puternice z. B. într-un vehicul în mișcare, cu atât motorul trebuie să furnizeze mai multă energie pentru a menține viteza vehiculului. Chiar și acolo unde căldura rezultată prin frecare poate fi încă utilizată, conversia energiei mecanice de înaltă calitate în căldură are ca rezultat, de obicei, o creștere generală a consumului de energie.

Minimizarea forțelor de frecare

Din motivele menționate, se încearcă ca forțele de frecare să fie cât mai slabe posibil. În acest scop, de exemplu, se utilizează lubrifianți (cum ar fi ulei lubrifiant sau grăsime), care reduc fricțiunea la motoare, angrenaje și rulmenți prin formarea unei pelicule subțiri, lubrifiante. Lubrifiantul trebuie să aibă o vâscozitate (vâscozitate) suficient de mare pentru a putea construi o peliculă de lubrifiere coerentă; totuși, vâscozitatea nu trebuie să fie prea mare, astfel încât fricțiunea fluidului să devină prea puternică.

O problemă cu motoarele cu ardere internă este că vâscozitatea uleiului de lubrifiere scade brusc odată cu creșterea temperaturii și, prin urmare, condițiile optime sunt posibile numai într-un interval mic de temperatură; în special, vâscozitatea uleiului este semnificativ mai mare decât este necesar imediat după o pornire la rece, care este unul dintre motivele pentru consumul crescut de combustibil. (Chiar și la o temperatură a uleiului de 20 ° C, pierderile de frecare din motor pot fi de două ori mai mari decât la o temperatură de funcționare de 90 ° C.) La urma urmei, uleiurile lubrifiante moderne (în special anumite uleiuri sintetice) au o dependență redusă a temperaturii de vâscozitate, ceea ce reduce această problemă.

Tragerea vehiculelor, adică H. Fricțiunea în aerul exterior al vehiculelor aflate în mișcare poate fi redusă prin minimizarea suprafeței secțiunii transversale și, de asemenea, prin optimizarea coeficientului de rezistență (coeficient de rezistență). Această din urmă valoare depinde de forma geometrică a carcasei exterioare a vehiculului.

În mod similar, atunci când o navă se deplasează, frecarea este redusă dacă deplasarea sa (determinată de masa sa totală) este redusă la minimum și forma corpului navei este optimizată.

Dependența de viteză

În funcție de condiții, rezistența la frecare poate depinde mai mult sau mai puțin de viteza unei mișcări:

Articolul despre rezistența la conducere a unui vehicul conține mai multe detalii și un exemplu numeric pentru o mașină.

Utilizarea țintită a fricțiunii

În unele cazuri, frecarea este utilizată într-o manieră specifică, de exemplu la frânarea vehiculelor. Cu toate acestea, dezavantajul este că energia cinetică furnizată inițial de un motor este transformată în căldură în cea mai mare parte inutilă, care poate avea chiar un efect perturbator (de exemplu prin supraîncălzirea frânelor). Prin urmare, sunt preferabile alte metode de frânare fără utilizarea fricțiunii. Acest lucru se întâmplă ca parte a recuperării energiei de frânare (recuperare).

Întrebări și comentarii de la cititori

Aici puteți sugera întrebări și comentarii pentru publicare și răspuns. Autorul RP-Energie-Lexikon va decide acceptarea conform anumitor criterii. În esență, ideea este că problema prezintă un interes larg.

Dacă primiți ajutor aici, s-ar putea să doriți să vă întoarceți favoarea cu o donație cu care susțineți dezvoltarea în continuare a dicționarului energetic.

Protecția datelor: Vă rugăm să nu introduceți aici date personale. Nu le-am publica oricum și le-am șterge în curând. Consultați și politica noastră de confidențialitate.

Dacă doriți feedback personal sau sfaturi din partea autorului, vă rugăm să îi scrieți prin e-mail.

Prin trimiterea vă dați consimțământul de a publica intrările dvs. aici în conformitate cu regulile noastre.

Dacă vă place acest site web, vă rugăm să informați prietenii și colegii - e. B. prin intermediul rețelelor sociale făcând clic aici:

Aceste butoane de partajare sunt configurate într-o manieră prietenoasă pentru protecția datelor!

Cod pentru linkuri de pe alte site-uri web

Dacă doriți să plasați un link către acest articol în altă parte (de exemplu, pe site-ul dvs., pe rețelele sociale, pe forumurile de discuții sau pe Wikipedia), puteți găsi codul aici. Astfel de legături pot fi B. să fie foarte util pentru explicații de cuvinte.

Link HTML către acest articol:

Cu o imagine de previzualizare (vezi caseta direct deasupra):

Dacă credeți că este potrivit să puneți un link pe Wikipedia, de ex. B. sub „== Weblinks ==”:

O întrebare la test

Dacă selectați răspunsuri și apoi apăsați acest buton, veți primi explicații suplimentare în stânga.