НАНОЖИДКОСТИ В СИСТЕМАХ ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ ПАР ТРЕНИЯ ТОРМОЗНЫХ УСТРОЙСТВ

Abstract

В материалах статьи приведены наножидкости, которые применяются в жидкостных системах охлаждения тормозных шкивов и дисков и изучения в них процессов теплопередачи. Также проиллюстрированы теплообменные процессы в системах с наножидкостями. Возникновение в дисперсных системах пространственных структур, образуемых макромолекулами, вызывает резкое повышение вязкости. Динамическая вязкость жидкости обусловлена, в первую очередь, молекулярным взаимодействием, ограничивающим подвижность молекул. В жидкости молекула может проникнуть в соседний слой лишь при возникновении в нем трещины, достаточной для внедрения в нее молекулы. Жидкость приходит в движение под действием объемных и поверхностных сил. Первые возникают в результате градиента плотности жидкости. Вторые обусловлены локальным изменением поверхностного натяжения жидкости, что связано, в основном, с возникновением неравномерного распределения объемной температуры или концентрации наночастиц на поверхности, что является, как правило, следствием изменения их термодинамического состояния в объеме жидкости, что влияет на увеличение интенсивности теплообмена. При этом необходимо иметь в виду, что максимальный эффект по увеличению интенсивности теплообмена достигается за счет роста угловой скорости металлических элементов трения, снабженных камерами различных объемов, заполненных нанотеплоносителями. При вращении составного тормозного шкива поверхностные силы преобладают над объемными силами, возникающими в нанотеплоносителях. Такое условие свойственно тонким горизонтальным слоям и пленкам жидкости, вблизи поверхности капель и пузырьков воздуха в жидкости. В свою очередь, отсутствие систематизированных теоретических и экспериментальных данных относительно коэффициентов теплоотдачи и термического сопротивления наножидкостей и их противоречивость при чрезвычайной практической востребованности способствует интенсификации усилий для получения таких данных. Сложность состоит в том, что определение коэффициентов теплопередачи является комплексной задачей, поскольку при этом необходимы значения динамической вязкости наножидкостей и их теплопроводности.

Наряду с фундаментальными проблемами описание процессов, явлений и эффектов, сопровождающих охлаждение наножидкостями, возможно широкое их применение в машиностроении.