КРЕКІНГ-ПРОЦЕС ПРИ ЕЛЕКТРОТЕРМОМЕХАНІЧНІЙ ФРИКЦІЙНІЙ ВЗАЄМОДІЇ В ПАРАХ ТЕРТЯ (ЧАСТИНА 2)
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(97).16956Ключові слова:
випробувальний стенд, пара тертя, фрикційний контакт, міжконтактний об'єм, щілинний ефект, крекінг-процесАнотація
Встановлено, що рушійною силою ендо- та екзотермічних хімічних реакцій, що відбуваються у верхньому шарі полімерної накладки, а також окислювально-відновлювальних процесів на плямах контактів мікровиступів металополімерних пар тертя є хімічні потенціали, що виникають при електротермомеханічній фрикційній взаємодії робочої поверхні металевого елемента тертя з верхнім шаром електроліту і нижнього шару електроліту з поверхнею кювета накладки. Результати досліджень дозволили встановити і прогнозувати наступне: електрони, що утворюються в електроліті, сильно орієнтовані і їх ефективний дипольний момент великий, що призводить до інверсії множини струмів за схемою «полімер-метал»; трибоадсорбований газ адсорбує робочою поверхнею металу, після чого відбуваються його хімічні перетворення; при швидкості трибосорбції та трибореакції одного порядку хімічна реакція зміщується у бік робочої поверхні металевого елемента тертя; зміна ступеня дисперсності та компактності фаз, що виникає у верхньому шарі полімерної накладки, що містять аморфні та склоподібні речовини, істотно впливає на їх хімічну активність; при цьому необхідно враховувати зміну енергії Гіббса; зміна енергії Гіббса поверхневого шару полімерної накладки пов'язана з його температурою та тепломісткістю, які впливають на напрямок зміщення рівноваги хімічної реакції. У результаті дослідження термокінетичної взаємодії плям контактів мікровиступів робочих поверхонь при терті в різних середовищах і впливу різних факторів на крекінг-процес у верхніх шарах накладок встановлено наступне: ефекти іонної адсорбції істотно різняться при суто електростатичній або так званій специфічній (обумовленої ковалентною взаємодією з металом) адсорбції. Її граничним випадком є адсорбція з повним переносом заряду і переходом іона до складу атома; збільшення поверхневої температури сприяє зростанню об’єму виходу продуктів ендо-термічних реакцій з верхнього шару полімерної накладки, а також константи рівноваги, що супроводжується виділенням теплоти. При цьому відповідно до принципу рухомої рівноваги Вант-Гоффа відбувається пружно-пластична деформація мікровиступів робочої поверхні металевого елемента тертя. Зниження поверхневої температури пар тертя сприяє інтенсифікації екзотермічної реакції з дисоціацією іонів поверхневого шару полімерної накладки; збільшення питомих навантажень у парі тертя призводить до зменшення виходу газоподібних продуктів, у тому числі ненасичених карбонів, що з'єднуються з воднем, з їх міжконтактного зазору; при цьому питомі навантаження в парах тертя безпосередньо залежать від їхнього коефіцієнта взаємного перекриття; для досягнення максимального ступеня перебігу реакції перетворення необхідний надлишок вихідних речовин; при цьому якщо витрата одного з них з експлуатаційних міркувань обмежена, то зростання вихідної концентрації інших реагентів збільшує кількість молей продуктів, що утворюються, і тим самим ступінь протікання реакції.
Посилання
GOST 10851-94. Izdeliya friktsionnyye iz retinaksa. Tekhnicheskiye usloviya. – M.: Iz-vo standartov, 1995. – 18 s.
A. s. 137765 SSSR, MKI G01N 3/56. Sposob kontrolya iznashivaniya poverkhnostey treniya / I. M. Bogatchuk, V. YA. Belousov, M. I. Burda i dr.; zayavitel' i patentoobladatel' Ivano-Frankovskiy institut nefti i gaza. - №3848200/25-28; zayavl. 28.01.85; opubl. 29.08.88, Byul. №8. – 2 s.
Kombalov V. S. Metody i sredstva ispytaniy na treniye i iznos kon-struktsionnykh i smazochnykh materialov: spravochnik / Pod red. K. V. Frolova, Ye. A. Marchenko. – M.: mashinostroyeniye, 2008. – 334 s, S. 93-97, ris. 1.21 i 1.22.
Smirnov L. I. Diffuziya i zakonomernosti povedeniya vodorodnoy podsistemy v sistemakh «metall-vodorod»: avtoref. diss. dokt. tekhn. nauk. 01.04.07 – fizika kondensirovannogo sostoyaniya. M.: 2003. 36 s.
Zinov'yev Ye. V. Fiziko-khimicheskaya mekhanika treniya i otsenka asbofriktsionnykh materialov / Ye. V. Zinov'yev, A. V. Chichinadze, - M.: Nauka, 1978. – 203 s.
Sokolov V. I. Raspredeleniye davleniya szhimayemoy i neszhimayemoy zhidkosti v ploskom styke po napravleniyu yeye raskhoda / V. I. Sokolov // Mezhvuz. sbornik Kalinin. Gos. un-t. – 1979. – S. 133 – 141.
Bakli D. Poverkhnostnyye yavleniya pri adgezii i friktsionnom vzaimodeystvii / D. Bakli. – M.:. Mashinostroyeniye, 1986. – 360 s.
Kragel'skiy I. V. Osnovy rascheta na treniye i iznos / I. V. Kragel'skiy, M. N. Dobychin, V. S. Kombalov. – M.: Mashinostroyeniye, 1977. – 526 s.
Pokusayev V. V. Issledovaniye raskhoda vozdukha cherez kontakt tochechnykh poverkhnostey / V. V. Pokusayev // Sb. «Kontaktnyye vzaimodeystviya tverdykh tel». Kalinin. gos. un-t., 1982. – S. 22 – 27.
Georgiyevskiy G. A. Vliyaniye razlichnykh ingradiyentov na friktsionnyye svoystva plastmass / G. A. Georgiyevskiy // Sb. «treniye i iznos v mashinakh». – Izd-vo AN SSSR, 1962. – Vyp. 16. – S. 121 – 150.
Akhnazarova S. L. Metody optimizatsii eksperimenta v khimicheskoy tekhnologii / S. L. Akhnazarova, V. V. Kaferov. – M.: Vysshaya shkola, 1985. – 327 s.
Kovyrshin O. N. Khronika izucheniya vliyaniya gazovoy sredy na treniye / O. N. Kovyrshin // Sreda i treniye v mekhanizmakh. – Taganrog, 1974. – Vyp. 1. –S. 125 – 131.
Patent na vinakhíd Ukraí̈ni 126018. G01N 3/56. Sposíb doslídzhennya protsesív tribokrekíngu píd chas friktsíynoí̈ vzaêmodíí̈ v metalopolímernikh parakh tertya ta pristríy dlya yogo zdíysnennya / O. Í. Vol'chenko, D. O. Vol'chenko, M. Y. Burda ta ín.: vlasnik Ívano-Frankívs'kiy natsíonal'niy tekhníchniy uníversitet nafti í gazu, №201809783; opubl. 05.08.2022. Byul. №31. – 15 s.
