Чому солона волога дорога була б слизькішою, ніж та сама дорога, що була просто вологим?


9

Я зійшов сьогодні вранці * на дорогу, якою їзжу щодня, за будь-яких погодних умов. Вчора ввечері було морозне, тому дорога була засолена / засипкою, але поблизу не було видимого морозу, вона прогрілася від мінімуму протягом ночі, і дорога досить сильно використовується, і прогріваючи її, і перетираючи сіль на поверхню. Але дорога була вологою.

То чому б солона, волога дорога була гіршою, ніж та сама дорога, що тільки волога?

Більше інформації, про всяк випадок, коли це цікавить:

Я робив лише близько 20 км / год, і я швидше забирав цей вигін у мокрій, на тих же шинах, коли запізнювався на мій поїзд. Я слідкував за гоночною лінією (зовні - всередині - зовні), тому, хоча це досить тугий згин, моя лінія не була тісною.

Я не вірю, що я просто вдарив жирний пластир. Під ногами було відчутне ковзання ( коливаються SPD ), коли я підхопив себе, трохи проскочивши шлях. Також я щодня беру майже ту саму лінію.

Це було близько 8,9 км в цю поїздку .


* Я в порядку, і так, як і велосипед.


1
Можливо, чорний лід - такий, якого ви не бачите? Ви сказали, що воно вологе і тому не сухе.
Criggie

Я підозрюю, що це було біля залізничного вокзалу? Чи можливо щось, крім води + солі, було в дорозі?
Criggie

Я б здогадався, чи то чорний лід, чи ти ковзаєш по крупі (залежно від того, де ти знаходишся, вони кладуть крупи по-різному; в деяких районах це може бути як катання на сипучому піску). У будь-якому випадку, напевно, ви не повинні їздити так, ніби ви їдете по холодній (можливо, крижаній) вологій дорозі; ось лише рецепт розливу.
Бетмен

@Batman Я б не називав 20 км / год їздою як гоночною (я б здогадався менше, але GPS говорить трохи більше 20). Всі інші речі, що дорівнюють рівній гоночній лінії, є найбезпечнішими на всіх швидкостях, тому що вона випрямляє вигин, тому я використовую їх при м'якій їзді.
Кріс Н

1
@Criggie тут використовують кам'яну сіль, тому там є крупа, але вона груба.
Кріс Н

Відповіді:


8

Виявляється, насправді існує якась досить цікава наука, яка стоїть за тертям у присутності води та солі. Різні моделі моделей демонструють, що сольові розчини дійсно є кращими мастильними матеріалами, ніж звичайна (дистильована) вода між гумою та іншими матеріалами, а також достатня для матерії.

На жаль, мало, якщо якась робота була проведена щодо тертя між справжньою гумою та справжніми вологими дорогами за наявності солі. Але була проведена деяка робота над більш ідеалізованими системами. Один з найяскравіших результатів - експерименти з змащування сирої натуральної гуми E.L. Онг і А. Д. Робертс Дж. Фіз. Гумка. Рес ,, 1 (1), 41-50 (1986). Таблиця 5 (нижче) є особливо цікавою. У сировинному натуральному каучуку та Перспексі коефіцієнт тертя зменшився з 4,1 при сухому, до 2,6 при вологому та 1,5 при вологому розчині солі. Аналогічна тенденція спостерігалася і при терті гуми про гуму. Іншими словами, в цій системі в солоній воді є близько 60% зчеплення порівняно з чистою водою. З підписом: "Рух, що стикається, мав місце і максимум Коефіцієнти тертя цитуються "(мій наголос). Не ясно, чи справедливо це для всіх випадків, чи лише сольові розчини, про які йдеться у попередньому реченні.

Онг і Робертс Таблиця 5

Доступ до мого журналу не поширюється на посилання 3 з цієї статті: Тертя гуми у водних розчинах, що містять іони , TPMortimer & KCLudema, Wear Volume 28, Issue 2, May 1974, Pages 197-206. Але реферат цієї останньої статті говорить:

У разі змащування води чорною гумою на повільних швидкостях і низьких тисках показано, що змащувальна здатність води посилюється шляхом додавання до води електролітів. Вважається, що негативні іони електролітичного розчину збираються на кожній ковзній поверхні, відштовхують один одного і перешкоджають близькому наближенню двох ковзаючих поверхонь. Таким чином, між ковзаючими поверхнями існує більш товста водна плівка, ніж якби не було іонних шарів. Більш товста плівка призводить до зменшення в'язкої сили тягування, нижчого, ніж це може бути спричинено звичайною гідродинамікою.

Зниження тертя на ~ 40% з наведеної вище таблиці достатньо для того, щоб зняти розумну норму безпеки, коли справа стосується зчеплення. Застосовуючи це у моєму випадку, я підозрюю, що елемент невдачі також зіграв: Це якийсь крихітний ковз став непоправними, оскільки загальне тертя було занадто низьким. Це особливо в тому випадку, оскільки динамічне (ковзаюче) тертя очікується нижче, ніж тертя кочення, таким чином, потрібне додаткове зчеплення для відновлення заносу порівняно з тим, щоб уникнути його в першу чергу.

Подальше читання:


Я підозрював, що коли я опублікував це запитання, був справжній ефект, але не знав. Я все одно хотів би знайти деякі посилання, більш конкретні для дорожнього використання (навіть якщо автомобілі), і принада експериментувати є сильною.
Кріс Н

3
Вражаюча робота - У моїй країні дороги ніколи не солоні, а замість них круті.
Criggie

1
Я не перевіряв ваші посилання, але був би здивований, якщо "ваше" тертя не є функцією концентрації, при цьому точка насичення є особливістю. У вашій реальній життєвій ситуації ви не знаєте концентрації солі та її зміни вздовж дорожнього покриття через багато речей. Наприклад, ковзання води з концентрацією солі, близької або більше насиченої, поводитиметься як олія.
СтефГ

@StefG - це хороший момент. Одне з посилань дає декілька точок даних, що показують зміну концентрації, але не переходить до насичення. Усі концентрації, які вони демонструють, менші, ніж чиста вода. Вони також не враховують забрудненість дорожнього бруду. Мій реальний випадок фактично призводить до цікавих явищ, які також не вирішуються: NaCl є гігроскопічним і утворює порошкоподібний шар на кожному кристалі, коли він витягує воду з повітря; крім того, температура поверхні впала нижче температури роси протягом ночі, і знову піднялася, зробивши доступною більше води.
Кріс Н

1
@Chris H: Ще не перевіряли посилання, але зазвичай такі дані надходять із ідеальних граничних умов. У вашому (нашому) випадку я підозрюю, що інша різниця пов'язана з "вуличним обмеженням" ситуації: (дуже) тонка плівка суміші з соляною водою, тобто близька до 2D-зразка. Порівняно з 3D-зразком дифузійні процеси докорінно змінюються, що призводить до більш високої зміни концентрації солі, аж до "локальної насичення"; аналогічно, вплив феномена соляної води / повітря або - / асфальту стає переважаючим - як і те, що ви згадали про наслідки гігроскопічного характеру.
StefG
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.