The Joule–Thomson effect and the non-equilibrium thermodynamics of sliding nano-contact

Abstract

Dynamical systems, having the space-time-varying behavior, takes place in the range of processes. Especially interesting are those which affect the structure and properties complex materials during its formation because of thermal communication between the different parts of the system. One of the most important features of the study is the temperature behavior in the contact area under sliding interaction. This behavior results from the large contribution of the heat capacity to the entropy. We investigate the influence of the Joule-Thomson effect on the behavior and thermal characteristics of contact area formed by debris and lubricant between the sliding surfaces when they are brought into contact with one another in commutator-and-brush assembly as an example. The model reflecting the influence of the change in the third body temperature on the material properties, geometry of the debris and the surrounding environment is proposed. The result shows the strong correlations between Joule-Thomson effect and mechanical fluctuations of the wear particles that are responsible for the size of the contact area.

Evaluation of the Advanced Erosion Impacts on the Medium Motion Inside а Microelectrode

“…Последнее отношение в неявной форме через направление вектора нормальной составляющей силы F N показывает наличие влияния пространственной ориентации электрода и канала движения в нем потока среды охлаждения на формирование меры давления p при выносе потоком любой из частиц материала, которая образовалась в активной зоне эрозии [23][24][25]. Исследование влияния угла отклонения от горизонтали электрода и осевой траектории движения потока среды охлаждения внутри микроэлектрода в условиях действия сил земного притяжения указывает, например, при динамическом взаимодействии двух сред, на существование нелинейного поведения этого рода закономерностей [18,36,37].…”

“…Наноразмерные и молекулярные технологии вызвали высокий интерес к созданию отверстий и ниш малого размера методом электрической эрозии [13][14][15][16][17]. В технике и метрологии молекулярных технологий минимальный размер отверстий, раковин и щелей соизмерим с нанометровой мерой [14][15][16][18][19][20][21][22]. Качество полу-чаемых этим путем отверстий и ниш зависит: во-первых, от стабильности давления среды охлаждения на выходе электрода и, во-вторых, от степени засорения ее потока продуктами эрозии в активной зоне воздействия [23,24].…”

“…Таким образом, вычислением отношения перепада давления в отдельной поре, образованной действием эрозии потока, к величине перепада давления в канале электрода, по рассматриваемому методу, получаем в относи- Новое решение реализовано на базе известного подхода эквивалентирования процессов вкупе с применением основ теории подобия и известных методов оценки перепадов давления и расходов в трубопроводах и теплообменниках [24]. Но, в отличие от известных, учитывает аспекты движения потока среды в порождаемых им в слое внутренней поверхности материала канала электрода действием трения [11,[18][19][20][21]33], эрозии [21, 25-28, 31, 39], микропор эрозии (рис. 1), изменяющих свойства и условия движения среды охлаждения в электроде.…”