Збільшення тертя у потоці Тейлора-Куетта під час використання натрій карбоксиметилцелюлози

The results of experimental investigations of the influence of the rotor eccentricity on the stator and the influence of the carboxymethyl cellulose solutions on the friction coefficient in the hydraulic brake with the control braking torque are presented. Hydraulic brakes are used in bench studies, because they are simple in design, have high energy intensity and can regulate the load and rotation of the shaft. When using hydraulic brakes, the power developed by the engine under study is spent on overcoming the forces of the hydrodynamic resistance of the friction of the rotor in the working fluid, heating it and converted into heat energy. In the experimental stand, the annular gap between the rotor with a diameter of 113 mm and a stator with a diameter of 142 mm was filled with water and aqueous solutions of carboxymethyl cellulose with the addition of sodium bicarbonate for stabilization. Mass concentrations of carboxymethyl cellulose were taken equal to 0.5; 1.0; 2.0; 4.0 %, sodium bicarbonate – 0.2 % by weight of solution. The annular gap between the surfaces of the cylinders, which corresponded to their coaxial location, was transformed into a closed confuser-diffuser with a change in the position of the outer cylinder. It was also found that with increasing of angular velocity, the difference between the dimensionless torque for water and the aqueous solutions of carboxymethyl cellulose increases with a relative width of the gap equal to 1.0. The dependence of the coefficient of friction on the Reynolds number, on the width of the gap between the rotor and stator and on the concentration of aqueous solutions of carboxymethyl cellulose was found. As the Reynolds number increases, a decrease in the coefficient of friction for the investigated concentrations of solutions of carboxymethyl cellulose is observed. At constant values of the Reynolds number with an increase in the concentration of studied solutions of carboxymethyl cellulose, an increase in the coefficient of friction compared with water was obtained. With a decrease in the gap width, an increase in the friction coefficient was obtained for all the studied concentrations of carboxymethyl cellulose solutions. The obtained results indicate the possibility of adjusting the brake torque of the hydraulic brake by changing the eccentricity between the rotor and the stator and can be used in the design of the hydraulic brakes with the adjustable brake torque.Представлено результати експериментальних досліджень впливу ексцентриситету ротора відносно статора та розчинів карбоксиметилцелюлози на коефіцієнт тертя в гідрогальмі з регулювальним гальмівним моментом. Кільцевий проміжок між ротором із діаметром 113 мм і статором із діаметром 142 мм заповнювали водними розчинами карбоксиметилцелюлози з додаванням гідрокарбонату натрію для стабілізації. Масові концентрації карбоксиметилцелюлози – 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 %, гідрокарбонату натрію – 0,2 % від маси розчину. Кільцевий проміжок між поверхнями циліндрів, який відповідав коаксіальному їх розташуванню, трансформувався у замкнений конфузорно-дифузорний внаслідок зміни положення зовнішнього циліндра відносно внутрішнього. Виявлено залежність коефіцієнта тертя від числа Рейнольдса, ширини проміжку між ротором і статором під час їх аксіального розташування та концентрації водних розчинів карбоксиметилцелюлози. Зі збільшенням числа Рейнольдса спостережено зменшення коефіцієнта тертя для досліджених концентрацій розчинів карбоксиметилцелюлози. За сталих значень числа Рейнольдса зі збільшенням концентрації розчинів карбоксиметилцелюлози отримано збільшення коефіцієнта тертя, порівняно з водою. У разі зменшення ширини проміжку одержано збільшення коефіцієнта тертя для всіх досліджених концентрацій розчинів карбоксиметилцелюлози. Отримані результати свідчать про можливість регулювання гальмівного моменту гідрогальма змінюванням ексцентриситету між ротором і статором, які можна використати під час проектування гідравлічних гальм із регулювальним гальмівним моментом