Граничное трение в жидкой фазе. Термодинамический анализ граничного трения в жидкости, страница 5

В уравнении (1) величины E_aи E_мзависят как от структуры молекул, образующих раствор, так и от химической природы поверхности адсорбента. Следовательно, выбирая адсорбенты соответствующего химического строения, можно добиться увеличения разности E_a – E_м , чтобы усилить избирательность адсорбции  присадки  из раствора. Величина Е_р определяется только структурой молекул растворенного вещества и растворителя. Поэтому снижать величину Е_р при адсорбции присадки из масел возможно, лишь создавая условия, при которых сольватация молекул присадки минимальна.

Когановский показал [28], что зависимость адсорбции органических веществ из водного раствора на активированном угле может быть описана уравнением, которое по форме совпадает с уравнением Дубинина-Радушкевича и имеет лишь один параметр.

(23)

Здесь C_m/ C — отношение предельной концентрации вещества к его текущей концентрации в растворе; E— характеристическая энергия адсорбции. Поскольку парциальное давление в газовой фазе компонента жидкого идеального раствора описывается уравнением Рауля

p_g=p_sC.

уравнение (23) можно представить в виде

(24)

Зависимость давления насыщенного пара стеариновой кислоты от температуры имеет вид

                                         (25)                                                   

Зависимость растворимости стеариновой кислоты в вазелиновом масле от температуры представлена на рис.11.

С учетом изложенного противодавление можно найти как

                                  (26)                                                                         

 Учитывая, что ширина бороздки на шайбе составляла 0,19 мм, а диаметр шарика был 8 мм, нагрузка на шарик - 0,134 Н, было принято, что нормальное давление на контакте составляет 462 МПа.

Для проверки адекватности предложенной модели был сделан оценочный расчет зависимости коэффициента трения от температуры в вазелиновом масле, содержащем 0,1 мас.% стеариновой кислоты при достижении равновесия. К сожалению, в температурном методе не было предусмотрено измерение коэффициентов трения при страгивании. А температура заедания резко увеличивается при увеличении скорости скольжения. Повышение критической температуры с увеличением скорости связано с тем, что созданная после нарушения контакта  повышенная концентрация присадки не успевает уменьшиться при возвращении контакта в исходное состояние до равновесных значений вследствие низких значений коэффициента диффузии  в жидкостях. Расчетная зависимость была сопоставлена с экспериментальной зависимостью, приведенной в [25]. Расчет интеграла проводили в программе Mathcad 12. При расчете интеграла в нижнем пределе нуль заменили на малые значения, стремящиеся к нулю. Оказалось, что при этом интеграл принимает конечное значение. На рис. 12 представлены рассчитанная с использованием уравнения (26) и экспериментально найденные зависимости

. Рис.5.11 Зависимость растворимости стеариновой кислоты в вазелиновом ма сле от температуры

Рис.5.12 Зависимость коэффициента трения от температуры в системе вазелиновое масло + 0,1% стеариновой кислоты: 1 – расчетная, 2 – экспериментальная при скорости 0,262 мм/с; 3 – экспериментальная при скорости 20 мм/с.

коэффициента трения от температуры. Расчетная температура заедания оказалась равной 50⁰С. Расчет проводился для условия равновесных условий. На рис. 5.7 представлена зависимость критической температуры от скорости скольжения. Учитывая, что расчет проводился для условий равновесия, можно считать, что расчетные значения практически совпадают с экспериментальными. Это свидетельствует об адекватности предложенной модели.