Developing thermal model of friction assembly brake disc

Polyakov, P. A.; Tagiev, Ruslan; Fedotov, Evgeny; Polyakova, E. A.; Moskalenko, M.B.

doi:10.21285/1814-3520-2020-1-64-76

Cited by 7 publications

(2 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…В работе [7] предложена улучшенная модификация лопаток вентиляционного аппарата тормозного диска с целью увеличения теплоотвода от пар трения. В работе [8] проведен анализ различных конфигураций криволинейных каналов вентилируемого тормозного диска на скорости потоков воздуха при вынужденном охлаждении. Криволинейные вентиляционные каналы в тормозных дисках встречаются все чаще, но наибольшее распространение получил вентиляционный аппарат с радиальными каналами.…”

Section: введение овременный вентиляционный аппарат тормозных дисков может иметь различные конфигурации (рис 1 а-C)unclassified

Development of Pressure Distribution Model in Ventilation Ducts of the Brake Disc with Forced Cooling

Litvinov¹,

Polyakov²,

Tagiev³

et al. 2021

Vestn. IžGTU im. M.T. Kalašnikova

View full text Add to dashboard Cite

В процессе вращения тормозного диска в вентиляционные каналы попадает воздушный поток, который охлаждает нерабочие поверхности тормозного диска. Для увеличения интенсивности теплообмена от нагретых поверхностей нередко используются системы принудительного охлаждения. Основной задачей систем принудительного охлаждения фрикционных узлов является снижение тепловой нагруженности. Теплоотдача от нагретых поверхностей тормозного диска зависит от количества смен охлаждающего воздуха, т. е. от пропускной способности вентиляционного аппарата. Параметрами, которые влияют на пропускную способность вентиляционного аппарата, могут быть как геометрические размеры, так и аэродинамические показатели (входное давление, координаты источника подачи охлаждаемого воздуха и угол его атаки).В статье приводятся теоретические исследования в виде модели распределения давления внутри вентиляционных каналов. Согласно разработанной модели внутри вентиляционных каналов в процессе вращения тормозного диска наблюдается инверсия давления. Это оказывает влияние на наполняемость вентиляционных каналов тормозного диска воздухом, а в дальнейшем – на тепловую нагруженность всего фрикционного узла. Ребро вентиляционных каналов в разрабатываемой модели распределения давления представляется как пластина, помещенная в воздушный поток под некоторым углом атаки. С помощью расчетного метода обосновано заключение о перепаде давления по всей длине ребра перегородки вентиляционного канала. Полученное распределение давления внутри вентиляционного аппарата возможно заменить результирующей силой. В зависимости от направления действия она может быть как вспомогательной силой при торможении, так и силой сопротивления. Направление действия результирующей силы зависит от сектора установки источника принудительной подачи охлаждающего воздуха. Для подтверждения теоретического изыскания о расположении источника подачи охлаждаемого воздуха было проведено компьютерное моделирование в программном модуле ANSYS Fluent. В рамках компьютерного моделирования исследовалось влияние расположения источника потока воздуха на распределение давление внутри вентиляционных каналов тормозного диска. Полученные результаты позволяют говорить о влиянии расположения источника охлаждающего воздуха на распределение давления внутри вентиляционного аппарата тормозного диска. Это подтверждает гипотезу о том, что координаты источника воздуха и угол атаки могут являться параметрами для оптимизации при создании систем принудительного охлаждения. Помимо этого результата компьютерное моделирование в модуле ANSYS Fluent на основании CFD-модели позволило предложить точки приложения результирующих сил относительно длины вентиляционного канала в зависимости от координат расположения источника принудительной подачи воздуха.Теоретические выкладки подтверждаются как расчетным методом с подстановкой исходных данных в модель распределения, так и методом компьютерного моделирования вентилируемого тормозного диска. Результаты исследований могут дать оценку эффективности оптимизации систем принудительного охлаждения с точки зрения установки источника подачи воздуха и распределения давления в радиальных вентиляционных каналах тормозного диска.

show abstract

Development of Pressure Distribution Model in Ventilation Ducts of the Brake Disc with Forced Cooling

Litvinov¹,

Polyakov²,

Tagiev³

et al. 2021

Vestn. IžGTU im. M.T. Kalašnikova

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Consider the transitional field of the turbulent boundary layer (τt>τl) (τl are shear stresses in the laminar sub layer). According to studies [10], the total tangential stress in the boundary layer will be constant and equal to the tangential frictional stress of the flow on the surface. Therefore, the lower equation of system (2) will have the following form:…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The connection between air flow regime and heat transfer in the boundary layer of the brake disc cooling unit

et al. 2023

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The boundary layer of the air flow blowing the surfaces of the brake mechanism prevents heat transfer from heated surfaces. The obtained analytical dependences of the velocities` and temperatures` distribution in the boundary layer represent the field of the boundary layer as a multilayer structural model, the laws of change in the velocities and temperatures of the air flow blowing depend on various sub layers of the boundary layer. According to these analytical dependencies, a thermal model “ventilated brake disc - external condition” was developed. The thicknesses of the boundary layers of the air flow blowing on the various surfaces of the brake disc are determined by various processes. For the working surfaces of the brake disc, the determining criterion is the thickness of the diffusion layer, while for the surfaces of the ventilation apparatus, the criterion for estimating the thickness of the boundary layer is thermal processes. In future, the developed thermal model “ventilated brake disc – external condition” should be the basis for thermal calculations in designing disc-shoe type brake mechanisms.

show abstract

Influence of Forced Cooling Criteria on the Pressure Distribution Inside the Curved Ventilation Ducts of the Brake Disc

Polyakov

Litvinov

Tagiev

et al. 2021

Lecture Notes in Civil Engineering

View full text Add to dashboard Cite

Developing thermal model of friction assembly brake disc

Cited by 7 publications

References 0 publications

Development of Pressure Distribution Model in Ventilation Ducts of the Brake Disc with Forced Cooling

Development of Pressure Distribution Model in Ventilation Ducts of the Brake Disc with Forced Cooling

The connection between air flow regime and heat transfer in the boundary layer of the brake disc cooling unit

Influence of Forced Cooling Criteria on the Pressure Distribution Inside the Curved Ventilation Ducts of the Brake Disc

Contact Info

Product

Resources

About