Temperaturerhöhung und Abkühlung

Wissenschaft Physik
1

Hallo,

habe folgende Aufgabe bei der ich am krübeln bin:

Bremsscheibe:
n=1200 rpm M=10Nm r(Radius)= 3cm t(Dicke)= 3mm Material: Stahl

Wird auf Stillstand gebremst. Die Zeit dafür ist 4ms.

Wie heiß wird die Scheibe!?
Ohne Kühlung bzw. mit Luftstrom Ölstrom (beliebige Flussgeschwindigkeit).

Mein Ansatz war es, die Rotationsenergie gleich der Wämeenergie zu setzen! Dafür hab ich das Massenträgheitsmoment der Scheibe ausgerechnet:

Es wurde aber ein Ring angenommen, da die scheibe innen stark ausgefräst wird. Das Ergebnis war 156gcm2 als Massenträgheitsmoment.

Bekam bei 4ms eine Temperaturerhöhung von 0,51K raus und als vergleichs Rechnung bei 50ms 6,39K.

Jetzt meine Frage, wie Rechne ich aus, wielange es dauert bis die Scheibe wieder auf Ausgangstemperatur ist!? Raumtemperatur 20° (293,15K)!?

Bei welcher Temperatur pendelt sich die Scheibe ein wenn alle 5sec gebremst wird!?

Danke im Voraus…ich hoffe es kann mir jemand weiter helfen.

MfG

Thomas

2

Hallo,

da sehe ich einige Unklarheiten:

Bremsscheibe:
n=1200 rpm M=10Nm r(Radius)= 3cm t(Dicke)= 3mm Material: Stahl

Wird auf Stillstand gebremst. Die Zeit dafür ist 4ms.

Von 20 Umdrehungen pro s auf 0 innerhalb von 4 ms? Nicht schlecht.
Was soll M sein? Das Drehmoment, mit dem abgebremst wird? Dann könnte man ja das Massenträgheitsmoment damit ausrechnen. Ich würde da auf 3180 gcm2 kommen.

Wie heiß wird die Scheibe!?
Ohne Kühlung bzw. mit Luftstrom Ölstrom (beliebige
Flussgeschwindigkeit).

Ne Bremsscheibe in einem Ölstrom?

Mein Ansatz war es, die Rotationsenergie gleich der
Wämeenergie zu setzen!

Wird denn nur die Scheibe abgebremst? Oder hängt an der Scheibe noch das eigentliche Objekt, z.B. ein Rad oder so?

Davon abgesehen - für die Temperaturerhöhung müsste man dann die Masse der Scheibe wissen. Und die bekommt man mit Deinen Angaben nicht raus - es ist ja wohl kein Vollzylinder.

Und - wenn das mit den 4 ms stimmt, dreht sich die Scheibe während des Brems-Prozesses nur um ein paar (Winkel-)Grad weiter, die Erwärmung wäre also nur auf einen kleinen Teil der Scheibe beschränkt.

Olaf

3

Die Scheibe dreht ca. 30° …Temperaturerhöhung ist auf dem ganzen äußeren Ring da der Vollgebremst wird!
Die Masse der Scheibe ist ca. 18 g !
An der Scheibe hängt noch mehr drann, das stimmt …Massenträgheit von dem Ganzen ist ca. 800gcm2 ohne Scheibe…die Scheibe hat eine Massenträgheit von 181gcm2.
M ist das Moment das ein Motor auf die Scheibe gibt. Ich erzeuge auf der Scheibe schlagartig ein Gegenmoment dabei schaltet sich der Motor bei erreichen der Abschaltgrenze ab und bremst den Strang sprich Scheibe mit herunter.

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]