С помощью упомянутого способа можно также оценить дополнительные потери мощности, такие как потери подшипников, масляных насосов и потерь на уплотнениях. Эти потери мощности изменяют входной и выходной крутящий момент редукторов; поэтому необходим новый трибологический расчет. Если точность итерационного процесса приемлема, процедура расчета может быть остановлена ​​и решения могут быть устранены.

Сравнение измерения и моделирования. Во время эксперимента входные и выходные моменты и скорости были обнаружены в разных условиях эксплуатации. Симулированная кривая эффективности очень хорошо согласуется с измеренными значениями, поэтому разработанный метод моделирования может быть использован в качестве надежного метода расчета для определения эффективности червячных передач.

Рисунок 6 Сравнение измеренной и смоделированной эффективности анализируемого редуктора. Представленный физически обоснованный метод расчета для определения эффективности червячных редукторов имеет исключительное преимущество по сравнению с обычными эмпирическими уравнениями. В то время как последние дифференцируются только между зависимыми от нагрузки и без нагрузки потерями мощности, представленный метод расчета также разделяется между источниками потерь мощности. Это позволяет инженерам не только оценить общую потерю мощности, но и лучше понять каждый источник потерь мощности.

Таким образом, можно оптимизировать редукторы и уменьшить потери. Рисунок 7 Компоненты потери мощности червячного привода выше положения зацепления. В зависимости от положения сетки потеря мощности трения зубов сильно изменяется, как изменение коэффициента трения зубов на рисунке. Его среднее значение составляет ок. в три раза выше, чем вторая по величине потеря мощности - сумма потерь мощности четырех подшипников. Это также в три раза выше в исследуемой рабочей точке, чем потери масла. Наименьшая доля имеет сумму потерь мощности трех валов.

Для дальнейшего анализа источников энергии потери мощности были разделены на две группы в зависимости от места их генерации. На рисунке 8 показаны потери мощности на входе и на выходном валу. Это также показывает, что потери мощности на выходном валу можно игнорировать по сравнению с потерями входного вала. Кроме того, легко узнаваемый ноль-зависимый характер размораживания масла и потери мощности уплотнения вала. Высокое значение потерь мощности подшипника можно объяснить высокой осевой силовой составляющей силы реакции подшипника и высокой скоростью вращения червя.

В исследуемом случае червь полностью погружен в отстойник; поэтому потери от обжатия были соответственно высокими, тогда как зубцы колеса были слегка погружены в масляный картер. Рисунок 8 Компоненты потери мощности червячных передач приводятся на вход и выходной вал выше положения зацепления.

Это краткое исследование показывает потенциал для повышения эффективности червячных передач благодаря уменьшению потерь мощности трения зубов и уменьшению потерь мощности подшипника червяком. Первая из них возможна благодаря оптимизации геометрии шестерни, уменьшению шероховатости поверхности и правильной смазке. Что касается второго, может оказаться полезным хорошая концепция подшипников.

Сравнение между измеренной и смоделированной эффективностью исследуемого редуктора показало очень хорошее соответствие. Это означает, что описанный комплексный метод расчета может достоверно прогнозировать эффективность червячных передач. Эта симуляция также подходит для анализа каждого компонента потерь шестеренок и, следовательно, может помочь инженерам оптимизировать решения для дисков.

Его текущие научные интересы включают трибологию червячных приводов, подшипников и уплотнений вала. В настоящее время Мадьяр обучает машинные элементы и инженерную трибологию. Бернд Зауэр имеет степень доктора технических наук в техническом университете Берлина. Его текущие научные интересы включают динамику и трибологию подшипников, уплотнений и цепных приводов.

Энтропию часто неправильно понимают как своего рода «беспорядок». После введения объяснения ограниченной эффективности паровых двигателей этот термин также используется сегодня во многих других дисциплинах. Вряд ли какое-либо понятие физики так часто используется вне физики - и поэтому часто отклоняется от своего фактического значения - как энтропия. Термин, безусловно, имеет узко определенный смысл. Австрийский физик Людвиг Болцманн поставил конкретное определение этой физической величины во второй половине книги.

Он сосредоточился на микроскопическом поведении жидкости, то есть газа или жидкости. Он понимал беспорядочное движение атомов или молекул в виде тепла, что имело решающее значение для его определения. В замкнутой системе с фиксированным объемом и фиксированным числом частиц, указывает Больцманн, энтропия пропорциональна логарифму числа микросостояний в системе. Под микросостояниями он понимал все возможности того, как могут устроены молекулы или атомы клетчатой ​​жидкости. Его формула определяет энтропию как меру «свободы расположения» молекул и атомов: по мере увеличения количества проглатываемых микросостояний увеличивается энтропия.

Если имеется меньше способов, которыми могут располагаться частицы жидкости, энтропия меньше. Формулу Больцмана часто интерпретируют как энтропию, синонимом «беспорядка». Однако эта упрощенная картина легко вводит в заблуждение. Примером этого является пена в ванной: когда пузыри лопнут, а поверхность воды станет гладкой, кажется, что беспорядок удаляется. Энтропия этого не делает! Фактически, он даже возрастает, потому что после разрыва пены потенциальное пространство для размещения молекул жидкости больше не ограничено внешними оболочками пузырьков - поэтому количество проглатываемых микросостояний увеличилось.

Определение Больцмана позволяет нам понять одну сторону этого термина, но энтропия также имеет другую макроскопическую сторону, обнаруженную немецким физиком Рудольфом Клаузиусом несколько лет назад. В 19 веке паровой двигатель был изобретен, классический тепловой двигатель. Тепловые двигатели преобразуют разницу температур в механическую работу. В то время физики пытались понять принципы, которым подчиняются эти машины. Исследователи обнаружили с раздражением, что только несколько процентов тепловой энергии могут быть преобразованы в механическую энергию.

Остальное было как-то потеряно - без понимания причины. Теория термодинамики, казалось, не имела физической концепции, которая учитывала бы разную валентность энергии и ограничивала возможность преобразования тепловой энергии в механическую. Решение получило форму энтропии. На рубеже веков Клаузиус ввел этот термин как термодинамическую величину и определил его как макроскопическую меру свойства, ограничивающего удобство использования энергии.

Согласно Клаузиусу, изменение энтропии системы зависит от входного тепла и преобладающей температуры. Энтропия всегда передается вместе с теплом, поэтому его вывод. Кроме того, Клаузиус утверждает, что энтропия в замкнутых системах, в отличие от энергии, не является сохраняющейся величиной. Эта реализация вошла в физику как второй закон термодинамики.

«В замкнутой системе энтропия никогда не уменьшается». Поэтому энтропия всегда увеличивается или остается постоянной. Таким образом, в физику замкнутых систем вводится временная стрелка, поскольку с ростом энтропии термодинамические процессы в замкнутых системах необратимы.

Процесс был бы обратимым, если бы энтропия оставалась постоянной. Но это теоретически возможно. Все реальные процессы необратимы. По словам Больцмана, можно также сказать: количество возможных микросостояний увеличивается в любое время. Эта микроскопическая интерпретация расширяет термодинамически-макроскопическую интерпретацию Клаузиуса. Энтропия наконец решила тайну исчезнувшей энергии в тепловых двигателях. Часть тепловой энергии постоянно ускользает от механической юзабилити и снова высвобождается, потому что энтропия в закрытых системах не должна уменьшаться.

Поскольку результаты Клаузиуса и Больцмана, энтропия также вошла в другие области физики. Даже за пределами физики они были заняты, по крайней мере, как математическая концепция. С таким размером он охарактеризовал потерю информации в передачах по телефонной линии.

Энтропия также играет роль в химии и биологии: в некоторых открытых системах могут образовываться новые структуры, если энтропия выходит наружу. Это должны быть так называемые диссипативные системы, в которых энергия преобразуется в тепловую энергию. Эта теория формирования структуры исходит от бельгийского физика Илья Пригожина. На сегодняшний день публикуются публикации, которые добавляют новые аспекты в физическую сферу концепции.

Почему эффективность тепловых двигателей ограничена? Рудольф Клаузиус решил эту загадку, представив концепцию энтропии. Физик рассматривал цикл идеализированного теплового двигателя, чередующегося расширения и сжатия в изотермических и изэнтропических условиях. Объединив сохранение энергии со вторым законом термодинамики, следующее неравенство для эффективности приводит к этому так называемому процессу Карно.

Таким образом, максимальная достижимая эффективность теплового двигателя ограничена термодинамическими законами. Пример. Если машина работает от 100 до 200 градусов Цельсия, максимальная достижимая эффективность составляет около 21 процента. Из сохранения энергии и второго закона термодинамики могут быть получены две другие полезные идеи: тепло может только изменяться от холодного до теплого тела при работе - холодильники и тепловые насосы нуждаются в энергоснабжении. Во-вторых, вы не можете выполнять работу с резервуаром с постоянной температурой.

Это всегда требует потока тепла между резервуарами различной температуры. Термин энтропия - это новое образование Рудольфа Клаузиуса из греческих слов и переведенное означает «конверсионный контент». Формула утверждает, что энтропия всегда передается вместе с теплом.

Определение энтропии Больцмана основано на понимании тепла как неупорядоченного движения атомов или молекул. Под микросостоянием понимаются возможности того, как могут быть расположены молекулы или атомы клетчатой ​​жидкости. Эта стоимость может быть отражена в конечной цене автомобиля и приносит пользу потребителю, который в конечном итоге платит меньше за автомобиль, который его использует.