Pytanie:
Dlaczego olej jest używany jako środek smarny w generatorach prądu, podczas gdy woda jest najbardziej dostępnym, najtańszym i dostępnym środkiem smarnym?
Sam B
2019-11-18 02:18:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Niższa lepkość wody zmniejsza tarcie. Poza tym woda przenosi ciepło znacznie lepiej niż oleje. Dlaczego więc nie użyć wody jako środka smarnego w turbinach wiatrowych lub wodnych, zwłaszcza w urządzeniach pracujących w oceanie…

Wydaje się, że jest to doskonały materiał. Jest to najbardziej rozpowszechniona ciecz na Ziemi i nie powoduje szkód ekologicznych.

Woda morska jest słona, co zwiększa problemy z korozją, chyba że ją oczyścisz ...
Myślę, że moje pytanie dotyczące fizyki może Cię zainteresować: https://physics.stackexchange.com/questions/259501/why-is-oil-a-better-lubricant-than-water
Jak myślisz, dlaczego niższa lepkość byłaby dobra w smarze do łożysk? :)
@Luaan Mniejsze tarcie!
Odkurzacz nie ma tarcia. Dlaczego nie używamy łożysk próżniowych? : P (zabawne, faktycznie to robimy - ale są raczej wyjątkowe).
Właściwości chemiczne wody będącej prawie uniwersalnym rozpuszczalnikiem, który może również łatwo stać się kwasem lub utleniaczem, a także odparować lub zamarznąć w większości temperatur roboczych, sprawiają, że nie jest ona idealnym środkiem smarnym w większości długotrwałych zastosowań.
Jeśli woda działa dobrze jako smar, to dlaczego nie możemy jej wlewać do naszych silników samochodowych itp.? Pomyśl o konsekwencjach tego, przyjacielu.
Cztery odpowiedzi:
Sam Farjamirad
2019-11-18 02:40:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Głównym celem smarowania jest utrzymanie dwóch powierzchni prawie od siebie.

Woda ma niską lepkość w porównaniu do smarów na bazie oleju, co oznacza, że ​​tworzy cieńszy film (grubość warstwy elektrohydrodynamicznej) pomiędzy dwie powierzchnie; im cieńsza warstwa, tym większa szansa na bezpośredni kontakt fizyczny między częściami.

Zatem wyższa lepkość może być tutaj przydatna. Inną rzeczą dotyczącą wody jest to, że jej lepkość nie zwiększa się pod wpływem ciśnienia, w przeciwieństwie do smarów na bazie oleju, jak zwykle obie powierzchnie pracują pod ciśnieniem.

Oleje są lepszymi tłumikami drgań niż woda.

Jak @SolarMike wspomniał w komentarzach, woda jest wyjątkowo korozyjna i może również rozpuszczać wiele destrukcyjnych pierwiastków.

Dzięki efektowi kapilarnemu cząsteczki wody mogą wnikać w mikropęknięcia na / pod powierzchnią części. Tam, z powodu ekstremalnego ciśnienia, cząsteczki te mogą rozkładać się na wodór i tlen i wytwarzać ciśnienie w pęknięciach, co prowadzi do propagacji pęknięć i awarii. Zjawisko to nazywane jest kruchością wodoru.

Woda zapewnia również bardzo dobre środowisko dla grzybów i innych żywych mikroorganizmów, które rozkładają się i zmieniają pH wody, zwykle jest to przesunięcie w kierunku środowiska kwaśnego, co z kolei również powoduje korozję stali.

Kruchość wodoru nie jest związana z propagacją pęknięć, ponieważ wodór nie ma powodu pozostawać w pęknięciu. Tworzy pęknięcia, które nie są otwarte na powierzchni, wewnątrz materiału. To jest dla mnie wręcz straszne.
@SamFarjamirad czy masz źródło rozkładu H2O pod wysokim ciśnieniem? Nigdy nie słyszałem o takim efekcie i uważam za bardzo zaskakujące, że taki efekt istnieje, ale jeśli tak, chciałbym autorytatywnego potwierdzenia. (Ogólnie martwiłbym się bardziej o rodnik tlenowy niż kruchość wodorową w tej sytuacji, ale z drugiej strony nie mam wystarczającej wiedzy na temat dynamiki fizycznej i chemicznej pod wysokim ciśnieniem, aby być pewnym).
@toolforger Z koncepcją natknąłem się w rozdziale zatytułowanym tribologia, kiedy chodziłem do college'u, myślę, że kurs dotyczył mechaniki pękania. Nie mam żadnego wglądu w zjawisko fizyczne. Lepiej pytaj w stosie Fizyki.
Kruchość wodorowa @SamFarjamirad jest dobrze znanym efektem. Kwestionuję rozkład H2O; jeśli nie masz odniesienia, prawdopodobnie powinieneś usunąć je ze swojej odpowiedzi.
Ponadto woda rozszerza się, gdy zamarza.
@toolforger Ponieważ pytanie w ogóle nie dotyczy tego zjawiska, nie widzę powodu, aby je usuwać. Materiały elektrokatalityczne o dużej aktywności (niektóre rodzaje stali) w połączeniu z ciśnieniem powodują rozszczepianie wody. Znowu pytanie nie dotyczy tego, jak to się dzieje. Może OP ma tu coś do powiedzenia.
@SimonRichter Układy dynamiczne wymagają smarowania, ponieważ woda płynie i nigdy nie zamarza, w generatorach wiatrowych i wodnych części generatorów ślizgają się dość szybko na sobie, więc smar nagrzewa się, czasami nawet do kilkudziesięciu stopni. Może również powodować problemy w zastosowaniach specjalnych.
@SamFarjamirad Powodem usunięcia może być to, że zawiera on _nieprawidłowe_ informacje, podczas gdy nie są one nawet wymagane. Szybkie wyszukiwanie wydaje się sugerować, że wysokie ciśnienie faktycznie _ zapobiega_ rozkładowi; podczas gdy ciepło i niskie ciśnienie są w rzeczywistości bardziej prawdopodobne, że je powodują.
@SamFarjamirad Wow ... dużo agresywnej odpowiedzi? Twoja odpowiedź nie wspomina o elektrokatalizatorach. Nie rozumiem, dlaczego mnie atakujesz, że mówię rzeczy, których brakuje w twojej odpowiedzi. W szczególności kwestionuję twierdzenie, że zwiększone ciśnienie prowadzi do rozkładu; ponieważ z tego, co rozumiem, jest odwrotnie. Nie rozumiem, dlaczego miałbyś przejść do ofensywy zamiast tylko wspierać podane przez Ciebie informacje.
Nie sądzę też, żeby to była dokładna charakterystyka kruchości wodorowej. Opisałeś zjawisko z kilkoma etapami, z których żaden nie jest powodowany przez wchłanianie wodoru lub kruchość (rodzaj osłabienia).
@JMac Trudno jest rozszyfrować ton w tekście! Mój komentarz nie był miły Zgadzam się, ale nie byłem agresywny! Wierzę w wolność słowa, która jest łamana, jeden z moderatorów usunął mój komentarz. Jeśli uważasz, że odpowiedź jest błędna, odrzuć ją, nie każ mi usuwać odpowiedzi.
@SamFarjamirad Nie poleciłem ci usuwać odpowiedzi ... jak w ogóle. Zwróciłem uwagę, że część tej odpowiedzi wydaje się nieobsługiwana i że nie była potrzebna. Nie rozumiem, dlaczego miałbyś to zachować w odpowiedzi, jeśli nie możesz znaleźć żadnych źródeł, które by to potwierdziły. Również wolność słowa nie ma tutaj znaczenia. To jest strona prywatna, wolność słowa nie ma zastosowania.
blacksmith37
2019-11-18 03:32:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Woda morska to najgorsza rzecz na świecie, jaką można umieścić w metalowym urządzeniu mechanicznym. Jak zauważono, korozja byłaby straszna; różne metale, prądy błądzące itp. Przekładnie turbin wiatrowych są wyjątkowo wymagającym zastosowaniem; Potrzebne są smary EP (do ekstremalnych ciśnień) z grafitem i / lub siarkowodorem molibdenowym itp. Jestem pewien, że głównym problemem, z którym borykają się inżynierowie maszyn wiatrowych do zastosowań morskich, jest uszczelnianie systemów smarowania, aby nie dopuścić do zasolenia i wilgoci. Nie najmniejszym problemem jest to, że woda ma niewielkie właściwości smarne lub ich brak, takie jak wytrzymałość filmu.

* Aqua regia * byłaby gorsza ...
@MartinBonnersupportsMonica Moja intuicja natychmiast znalazła kwas solny. Jasne, woda królewska szybko niszczy powierzchnię. Ale kwas solny sprawia, że ​​wszelkie powierzchnie, na które jego opary, mogą korodować, jeśli to możliwe. Powoli, ale niewiele lepiej. Jeśli powierzchnie są złożone, znacznie gorzej.
Medievalist
2019-11-19 22:05:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Świetne pytanie! Woda absolutnie jest używana jako środek smarny w niektórych systemach wytwarzania energii. Na przykład wiele turbin typu Francisa wykorzystuje wodę zasilającą jako główny smar i chłodziwo dolnego łożyska głównego. (W starych turbinach Loeffel łożysko to było zwykle wykonane z drewna lignum vitae i mogło wytrzymać do 100 lat przy prawie ciągłym użytkowaniu). Dobra inżynieria wykorzystuje tanią dostępność wody, gdy tylko ma to zastosowanie.

Jednak woda zamarza i rozszerza się, rozrywając silniki, więc nie nadaje się do każdego zastosowania. Jest to wystarczający codzienny problem, że samochody są projektowane z „korkami mrozowymi” i blokującymi portami grzejników i zazwyczaj używają toksycznych i nieprzyjaznych dla środowiska środków przeciw zamarzaniu w swoich układach płynu chłodzącego. Jeśli twój generator zawiedzie w zimne dni, nie chcesz, aby zamarzł, zanim będziesz mógł go naprawić.

(Zaślepka zamarzająca, zwana także wtyczką Welch, to zaślepka otworu rdzenia wykonana celowo na tyle słaby, że ulegnie awarii, zanim blok pęknie z powodu zamarzniętego chłodziwa. Otwory rdzenia pozostają w procesie odlewania bloku.)

I chociaż absolutnie czysta woda jest izolatorem elektrycznym w laboratorium, w prawdziwym życiu jest nie, ponieważ nawet najmniejsza ilość zanieczyszczeń sprawia, że ​​woda jest doskonałym przewodnikiem elektrycznym. Z drugiej strony oleje mają zwykle stale niską przewodność, dopóki nie zostaną tak obciążone metalowymi zanieczyszczeniami, że utracą smarność. Jeśli w generatorze dojdzie do wycieku oleju, olej nie zapewni ścieżki przewodzącej do naprawy techników i innych części systemu.

I wreszcie, jak już inni zauważyli, woda jest bardzo korozyjna, zwłaszcza woda morska. Ponieważ rdza rozszerza się do pięciu razy większej niż stal, z której pochodzi, nie można użyć w wodzie żadnego z tanich stopów żelaza, co dość szybko podnosi koszty materiałów.

Oleje naftowe to doskonały środek smarny, który można wielokrotnie oczyszczać i poddawać recyklingowi. Przynajmniej już w 1915 roku inteligentni ludzie pisali, że spalanie paliw, takich jak ropa naftowa, jest zbrodniczym marnotrawstwem fantastycznie cennego i ograniczonego zasobu; okrada przyszłe pokolenia, aby zmienić nasz wspólny skarb w atmosferyczne trucizny. Fajnie jest widzieć, jak ludzie tacy jak ty myślą o takich rzeczach!

Świetna uwaga na temat izolacji, zapomniałem o tym w moim poście. @SamB
Warto również wspomnieć o niskim punkcie wrzenia wody.
@axsvl77, tak, bardzo prawda. Nie jest to problem w turbinach o dużym natężeniu przepływu, ale z pewnością duży problem w układach zamkniętych.
Harper - Reinstate Monica
2019-11-19 21:44:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Smarowność to cecha materiału

Przyjrzyj się trudnościom, jakie napotkali przy usuwaniu siarki z oleju napędowego. Siarka była dodawana (lub nie usuwana) w celu zwiększenia smarności oleju napędowego, poprawienia swobody ruchu pomp wtryskowych. Brak tego jest utrapieniem dla starszych silników wysokoprężnych, których pompy są od niego zależne. Paliwo jest zasadniczo takie samo pod innymi względami, ale dla tego współczynnika smarności. Można to łatwo przywrócić przy zaledwie 2% biodiesla.

Mamy więc tutaj te dwa płyny, mineralny olej napędowy i biodiesel - oba wydają się być tym samym. Ale jeden jest „zgrabny”, a drugi nie. Tą właściwością jest smarowność i właśnie tego potrzebujesz w oleju smarowym.

Woda nie ma.



To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...