Untersuchungen über die Adhäsion und die Reibung der Bodenarten an Holz und Eisen

Für die Bearbeitbarkeit der der landwirthschaftlichen Kultur unterworfenen Bodenarten sind verschiedene Umstände maßgebend. Als solche kommen hauptsächlich die Kohäreszenz, das Volumgewicht der Böden, sowie die Adhäsion und Reibung derselben an den Ackerwerkzeugen in Betracht. Ueber erstere beiden Eigenschaften liegen ausführlichere Untersuchungen von H. Puchner und E. Wollny vor, während die Adhäsion des Erdreichs an Holz und Eisen bisher nur eine oberflächliche Bearbeitung erfahren hat, und die Reibung der Ackererde, an den Werkzeugen überhaupt nicht bestimmt wurde. Es schien mir daher angezeigt, durch das Experiment die Momente näher festzustellen, welche bei Beurtheilung der beiden zuletzt erwähnten Eigenschaften besonders berücksichtigt werden müssen

The Viscosity and Thermal Conductivity Coefficients of Dilute Neon, Krypton, and Xenon

Viscosity and thermoconductivity coefficients of dilute neon, krypton, and xeno

Fundamentals of lubricated friction in deep drawing of zinc coated sheet metal considering contacting surface morphology and chemistry

Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit dem tribologischen System beim Tiefziehen, das sich aus verzinktem Stahlblech, Werkzeugstahl und flüssigem Schmierstoff bei Raumtemperatur zusammensetzt. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt insbesondere auf dem Zusammenhang zwischen dem Reib- und Verschleißverhalten des Tribosystems und der Zusammensetzung und der Topologie der Kontaktflächen. Die Beschreibung des Tribosystems basiert auf der Annahme, dass die Reibung und der Verschleiß durch Adhäsion und Furchung entstehen. Die Untersuchungen folgen einem modularen experimentellen Rahmen, der tribologische Versuche, Oberflächenanalysen und mechanisches Testen verbindet. Die Arbeit beginnt mit einer umfangreichen Übersicht des Stands der Technik, in der die wichtigsten Ansätze bezüglich der Charakterisierung von Reibung und Verschleiß, der Theorie des Reibmechanismus, die bestehenden Reibungsmodellierungsverfahren und das Konzept des dritten Körpers betrachtet werden. Es folgt die Beschreibung der angewendeten Vorgehensweise und der für die Untersuchung genutzten Materialien. Im Hauptteil der Dissertation werden die Ergebnisse der Versuche vorgestellt. Zunächst wird der Einfluss der Oberflächentopologie auf die Reibung betrachtet. Hierbei hängt die Topographie der Werkzeugoberfläche im Wesentlichen von der Art und der Genauigkeit des Endbearbeitungsprozesses ab. Die Ausgestaltung der Blechoberfläche wird durch das dem Walzprozess folgende Dressieren bestimmt. Anhand der Untersuchungen konnten die wesentlichen Eigenschaften der Kontaktoberflächen, die das Reibverhalten des Tribosystems beeinflussen, ermittelt werden. Es wurden Bleche von einem Coil mit stufenweise unterschiedlichen Dressiergraden in Streifenzieh- und Stiftscheibeversuchen untersucht, wobei Werkzeuge mit unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheiten eingesetzt wurden. Ein wichtiger Teil der Arbeit stellt die anschließende Ermittlung des Anteils der Oberflächenstruktur am Reib- und Verschleißverhalten des Tribosystems dar. Bei einem Vergleich zweier unterschiedlicher Arten von Zinkbeschichtung, nämlich der reinen Zinkbeschichtung und der Zink-Magnesium-Beschichtung konnte beobachtet werden, dass eine Änderung der chemischen Zusammensetzung der Beschichtung einen erheblichen Unterschied im Verhalten des jeweiligen Tribosystems zur Folge hat. Diese Erkenntnis ermöglicht weitere Einsichten hinsichtlich des Hauptmechanismus der Reibung beim Tiefziehen

Estimated Viscosities and Thermal Conductivities of Gases at High Temperatures

Viscosities and thermal conductivities, suitable for heat-transfer calculations, were estimated for about 200 gases in the ground state from 100 to 5000 K and 1-atmosphere pressure. Free radicals were included, but excited states and ions were not. Calculations for the transport coefficients were based upon the Lennard-Jones (12-6) potential for all gases. This potential was selected because: (1) It is one of the most realistic models available and (2) intermolecular force constants can be estimated from physical properties or by other techniques when experimental data are not available; such methods for estimating force constants are not as readily available for other potentials. When experimental viscosity data were available, they were used to obtain the force constants; otherwise the constants were estimated. These constants were then used to calculate both the viscosities and thermal conductivities tabulated in this report. For thermal conductivities of polyatomic gases an Eucken-type correction was made to correct for exchange between internal and translational energies. Though this correction may be rather poor at low temperatures, it becomes more satisfactory with increasing temperature. It was not possible to obtain force constants from experimental thermal conductivity data except for the inert atoms, because most conductivity data are available at low temperatures only (200 to 400 K), the temperature range where the Eucken correction is probably most in error. However, if the same set of force constants is used for both viscosity and thermal conductivity, there is a large degree of cancellation of error when these properties are used in heat-transfer equations such as the Dittus-Boelter equation. It is therefore concluded that the properties tabulated in this report are suitable for heat-transfer calculations of gaseous systems

Scaling relations in large-Prandtl-number natural thermal convection

In this study we follow Grossmann and Lohse, Phys. Rev. Lett. 86 (2001), who derived various scalings regimes for the dependence of the Nusselt number $Nu$ and the Reynolds number $Re$ on the Rayleigh number $Ra$ and the Prandtl number $Pr$. We focus on theoretical arguments as well as on numerical simulations for the case of large-$Pr$ natural thermal convection. Based on an analysis of self-similarity of the boundary layer equations, we derive that in this case the limiting large-$Pr$ boundary-layer dominated regime is I$_\infty^<$, introduced and defined in [1], with the scaling relations $Nu\sim Pr^0\,Ra^{1/3}$ and $Re\sim Pr^{-1}\,Ra^{2/3}$. Our direct numerical simulations for $Ra$ from $10^4$ to $10^9$ and $Pr$ from 0.1 to 200 show that the regime I$_\infty^<$ is almost indistinguishable from the regime III$_\infty$, where the kinetic dissipation is bulk-dominated. With increasing $Ra$, the scaling relations undergo a transition to those in IV$_u$ of reference [1], where the thermal dissipation is determined by its bulk contribution

Boundary layers and resistance on liquid motion with only slight friction

The laws of fluid motion are examined systematically for the case where friction is assumed to be very slight. Calculations are carried out with the appropriate differential equation and practical investigations are illustrated

Free Boundary Formulation for BVPs on a Semi-Infinite Interval and Non-Iterative Transformation Methods

This paper is concerned with two examples on the application of the free boundary formulation to BVPs on a semi-infinite interval. In both cases we are able to provide the exact solution of both the BVP and its free boundary formulation. Therefore, these problems can be used as benchmarks for the numerical methods applied to BVPs on a semi-infinite interval and to free BVPs. Moreover, we emphasize how for two classes of free BVPs, we can define non-iterative initial value methods, whereas BVPs are usually solved iteratively. These non-iterative methods can be deduced within Lie's group invariance theory. Then, we show how to apply the non-iterative methods to the two introduced free boundary formulations in order to obtain meaningful numerical results. Finally, we indicate several problems from the literature where our non-iterative transformation methods can be applied.Comment: 30 pages, 7 figures, 4 table