Przykład projektowy: Dobór grubości płynu smarującego w wałach

Obracający się wał pracuje wewnątrz obudowy łożyska. Wał obraca się z określoną prędkością i wytrzymuje obciążenie, co wymaga smaru o odpowiedniej lepkości, aby zapewnić płynną pracę.

Celem jest określenie wymaganej grubości płynu smarującego w celu utrzymania niezbędnego naprężenia ścinającego w warstwie płynu.

Po pierwsze, prędkość styczna wału jest obliczana poprzez przeliczenie prędkości obrotowej na prędkość kątową. Ta prędkość kątowa jest następnie mnożona przez promień wału, który zapewnia prędkość styczną na powierzchni.

Następnie brany jest pod uwagę gradient prędkości w płynie. Gradient prędkości jest określany przez różnicę prędkości między obracającym się wałem a nieruchomą obudową podzieloną przez grubość warstwy smaru.

Naprężenie ścinające w płynie znajduje się poprzez pomnożenie gradientu prędkości przez lepkość płynu.

Na koniec równanie naprężenia ścinającego jest przestawiane w celu określenia grubości płynu. Dzieląc prędkość styczną przez naprężenie ścinające, oblicza się odpowiednią grubość smaru. Wartość grubości zapewnia prawidłowe smarowanie pomiędzy wałem a obudową.