Vätskefilm

Vätskefilm är ett tunt lager av vätska som separerar två ytor i kontakt eller i nära närhet av varandra. Filmen minskar risken för metall mot metall-kontakt och fungerar som bärare av värme och smörjmedel, vilket bidrar till lägre friktion och längre livslängd hos maskindelar. Vanliga vätskor i vätskefilmer är oljor och syntetiska smörjmedel, men även vattenbaserade kyl- och smörjmedel förekommer i vissa tillämpningar.

Smörjningsteorier beskriver olika utvecklingsregimer för filmen. Hydrodynamisk vätskefilm uppstår när relativa ytrörelser drar in och formar en film mellan ytorna; hydrostatisk film upprätthålls av externa tryck, oberoende av hastighet; elastohydrodisk smörjning (EHL) uppstår vid höga tryck där ytorna deformeras elastiskt och filmen blir mycket tunnare.

Filmens tjocklek och därmed friktionen påverkas av vätskans viskositet, temperatur, hastighet, belastning samt ytors topografi. I praktiken är vätskefilmen oftast i mikrometerområdet; filmen kan dock variera och i elastohydrodisk smörjning bli mycket tunnare under högt tryck. Tillförlitliga smörjmedel innehåller additiv som förbättrar filmens bildning och stabilitet under olika driftsförhållanden.

Användningar och betydelse: vätskefilmen är avgörande inom motorer, växellådor, hydrauliska system och många tillverkningsprocesser där låga friktions- och goda värmeegenskaper önskas för att skydda ytor och förbättra effektivitet.

Modellering och mätning: Reynolds-ekvation används för att beskriva hydrodynamisk och elastohydrodisk filmbildning, medan filmens tjocklek kan mätas med ultraljud, kapacitansbaserade sensorer eller optiska tekniker.