let. - vol. 4~7 C20013 št. - no. 5 STROJNIŠKI VESTNIK JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING strani - pages 191 - 232 ISSN DOSS- BOO Drugačna metoda določevanja koncentracij plinov zaprtih prostorov v odvisnosti od časa Alternative Method for Determine Concentration of Gases in Enclosed Structures as a Function of Time Identifikacija sezonskih modelov za temperaturo zraka v coni glavnega mesta Sirije "Damask" An Identification of Seasonal Models for Air Temperature in the Capital Zone "Damascus" in Syria Tok tekočine skozi reže v hidravličnih sestavinah Fluid Flow Through Gaps in Hydraulic Components Primerjava triboloških lastnosti mineralnih in repičnih mazalnih olj -Rezultati fizikalno-kemijskih analiz C3_._del3 Tribological Properties of Rapeseed Oils Compared to Mineral Oils -Results of Physical and Chemical Analysis [part 3) © Strojni{ki vestnik 47(2001)5,191 Mese~nik ISSN 0039-2480 © Journal of Mechanical Engineering 47(2001)5,191 Published monthly ISSN 0039-2480 Vsebina Contents Strojni{ki vestnik - Journal of Mechanical Engineering letnik - volume 47, (2001), {tevilka - number 5 Razprave Likar, J., Čadež, J.: Drugačna metoda določevanja koncentracij plinov zaprtih prostorov v odvisnosti od časa 192 Skeiker, K.: Identifikacija sezonskih modelov za temperaturo zraka v coni glavnega mesta Sirije “Damask” 199 Pezdirnik, J.: Tok tekočine skozi reže v hidravličnih sestavinah 210 Arnšek, A., Udovč, A., Vižintin, J.: Primerjava triboloških lastnosti mineralnih in repičnih mazalnih olj - Rezultati fizikalno-kemijskih analiz (3. del) 217 Strokovna literatura 226 Osebne vesti 230 Navodila avtorjem 231 Papers Likar, J., Čadež, J.: Alternative Method for Determine Concentration of Gases in Enclosed Structures as a Function of Time Skeiker, K.: An Identification of Seasonal Models for Air Temperature in the Capital Zone “Damascus” in Syria Pezdirnik, J.: Fluid Flow Through Gaps in Hydraulic Components Arnšek, A., Udovč, A., Vižintin, J.: Tribological Properties of Rapeseed Oils Compared to Mineral Oils - Results of Physical and Chemical Analysis (part 3) Professional Literature Personal Events Instructions for Authors stran 191 glTMDDC © Strojni{ki vestnik 47(2001)5,192-198 © Journal of Mechanical Engineering 47(2001)5,192-198 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 UDK 628.83:614.824/.83:624.191 UDC 628.83:614.824/.83:624.191 Predhodna objava (1.03) Preliminary paper (1.03) Druga~na metoda dolo~evanja koncentracij plinov zaprtih prostorov v odvisnosti od ~asa Alternative Method for Determine Concentration of Gases in Enclosed Structures as a Function of Time Jakob Likar - Jure ^ade` V prispevku je predlagan drugačen postopek projektiranja prezračevalnih sistemov v zaprtih in deloma zaprtih podzemnih prostorih, kjer se pokaže potreba po bolj podrobnih analizah. Podane so teoretične osnove in področja uporabe. Za prikaz prednosti taksnega postopka je opravljen izračun gibanja onesnaženega zraka v zaprtem prostoru v odvisnosti od časa. © 2001 Strojniški vestnik. Vse pravice pridržane. (Ključne besede: prostori zaprti, zrak onesnažen, prezračevanje, koncentracije plinov) This paper proposes an alternative approach to the ventilation design of enclosed and half enclosed underground structures, where more detailed analysis is required. Theoretical basics are represented and the area of application is determined. To show the advantage of such approach a calculation of movement of exhausted air through enclosed structure as function of time has been executed. © 2001 Journal of Mechanical Engineering. All rights reserved. (Keywords: enclosed structures, polluted air, ventilation, gas concentration) 0 UVOD Pri gradnji in obratovanju podzemnih prostorov, npr. predorov, podzemnih garaž, rudnikov itn., pomeni projektiranje prezračevanja podzemnih prostorov velik izziv. Prezračevalni sistemi dovajajo svež zrak in odvajajo onesnaženega. Pri izkopu predorov in pridobivanju rude v rudnikih je zrak onesnažen iz dveh virov. Prvi vir sta ogljikov dioksid in monoksid, ki nastajata pri delovanju motorjev z notranjim zgorevanjem. Hribina ali zemljina, v kateri se izvaja izkop, vsebuje pline, kakršna sta metan ali ogljikov dioksid. Mešanica metana in zraka je pri koncentracijah med 4 in 15 % metana eksplozivna, zato mora biti ta pravočasno odveden s področja odkopavanja. V podzemnih garažah je zrak onesnažen samo iz prvega vira. Prezračevalni sistem ustvarja tok zraka, ki odvaja onesnažen zrak s področja izkopavanja, ali v drugem primeru, s področja prometa v podzemnih garažah. V kotih prostorov oziroma mestih, kjer 0 INTRODUCTION In the construction of enclosed and half-enclosed structures, such as tunnels, underground car-parks, mines etc., the design of the ventilation system presents a considerable challenge. In this kind of structure mechanical ventilation systems are installed to supply fresh air and to remove the polluted air. During the excavation of tunnels and the extraction of ore from mines the air is polluted for two reasons. The first is the carbon monoxide and dioxide that comes from the exhausts of machines or vehicles with internal combustion engines. The second is that the rock or soil often contain gases such as methane and carbon dioxide. When mixed with air in the concentration range of 4 to 15 % methane is explosive and must be removed from the area of excavation. In underground car parks, of course, the air is polluted only for the first reason. The ventilation system produces an airflow, which removes the polluted air from the domain of excavation or, in the other case, from the domain of the traffic. In the corners of underground structures VBgfFMK stran 192 J. Likar - J. ^ade`: Alternativna metoda za dolo~evanje - Alternative Method for Determine prezračevanje ni učinkovito, lahko nastane območje velike koncentracije onesnaženega zraka; še posebej je nevaren metan, ki je, pomešan z zrakom, eksploziven. Predpisi na področju prezračevanja upoštevajo največjo in povprečne vrednosti koncentracije plinov v zaprtih in polzaprtih prostorih, na podlagi katerih so projektirani prezračevalni sistemi. Prav tako je navadno predpisana najmanjša potrebna količina zraka. V prej navedenih primerih projektiranje ventilacije po teh kriterijih ne obvaruje delavcev in uporabnikov podzemnih garaž pred škodljivimi vplivi. V teh primerih je treba izvesti dodatne analize. V tem prispevku predlagamo alternativno metodo projektiranja prezračevanja, ki omogoča bolj podrobno analizo dogajanja in omogoča spremljanje koncentracij onesnaževalnikov v odvisnosti od časa. or places where ventilation is ineffective, a high concentration of polluted air can occur. This is especially dangerous in the case of methane, which is explosive when mixed with air. In general, a ventilation system is designed with the criteria of maximum and average concentrations of gases in enclosed and half enclosed underground structures taken into consideration. The minimum volume of fresh air is determined as well. In the special cases mentioned above, basing the size of the ventilation system on those criteria does not prevent workers or passengers from being exposed to danger: the problem must be explored in greater detail. In this article we propose an alternative method for determining the dimensions of a ventilation system, which allows a detailed analysis of the problem and shows the change in the concentration of pollutants as a function of time. 1 TEORETIČNE OSNOVE 1 THEORETICAL CONSIDERATION Koncentracija plinov v nekem prostoru je odvisna od naslednjih parametrov: lege vira plina, izdatnosti vira plina, lege vira svežega zraka, količine svežega zraka, velikosti prostora. Če razdelimo prostor na posamezne dele ali cone (nadzorne prostornine, sl. 1), lahko za vsako cono zapišemo masno bilanco, kakor je navedeno v enačbi 1 ([1] in [5]): r .Vij dCij (t) dt Vij - prostrnina cone, C - koncentracija plina v posamezni coni, Cjv - dotok zraka z določeno koncentracijo plina iz sosednjih con, Ciji - odtok zraka z določeno koncentracijo plina v sosednje cone, S(t) Generally, the concentration of gases depends on the following parameters: - position of the gas source - emission rate of gas source - position of the fresh-air intake - volume of fresh air - volume of the structure If we divide the underground space into a number of zones (control volumes, see Figure 1), the mass balance for each zone can be represented as follows ([1] and [5]): Ci vj (t) -Ciij (t) + S(t)ij (1), Vij - volume of zone, Cij - concentration of gas in current zone, Cijv - incoming air with concentration of gas from connected zones, Ciji - outgoing air to the connected zones, S(t)ij - emission rate of gas, Qijv - incoming E ( i-1j+1) E ( i-1j) q idQ vu E ( ij+1) 1 T v i E ( i,j) Q ( i-i.n i E ( i-1j-1) E ( i+1,j+1) Q v («-i> Q i («-.: E ( ij-1) i v E ( i+1,j) E ( i+1,j-1) Sl. 1. Masna bilanca za cono i, j Fig. 1. Mass balance for zone i, j J. Likar - J. ^ade`: Alternativna metoda za dolo~evanje - Alternative Method for Determine - emisija plina, Qijv - dotok zraka iz sosednjih con, Qiji - odtok zraka v sosednje cone, i,j - indeksi. Enačbe koncentracij plinov, ki vstopajo ali izstopajo iz posamezne cone, so: volume of air from connected zones, Qiji - outgoing volume of air to the connected zones, i,j - index. The expression for the gas concentrations that enters or leaves a zone: vvv vv C (t)=Q .C (t)+Q .C ij i-1,j i-1,j i+1,j i+1, j (t)+ Qv .Cv (t)+Qv .Cv (t) i, j-1 i, j-1 i, j+1 i, j+1 Ciij (t) = Qii, j.Cii-1, j (t)+Qii, j.Cii+1, j (t)+ Qii, j.Cii, j-1 (t)+Qii, j.Cii, j+1 (t) (2) (3). Sistem navadnih diferencialnih enačb prvega reda je tako določen. Enačbe je mogoče rešiti ob definiciji ustreznih robnih pogojev in poznavanju pretoka zraka prek robov posamezne cone. Robni pogoji za posamezen element so koncentracije plina včasu nič(začetna koncentracija). Gibanje zraka skozi zaprt prostor je mogoče določiti s programi, ki se uporabljajo za analize s področja dinamike tekočin in slonijo na numeričnih metodah. V tem primeru je bil uporabljen program ANSYS (FLOTRAN), izračun pa je bil napisan na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani. Rezultat analize je polje hitrosti zraka, ki jih program izračuna za ogljišča vsakega elementa posebej. Vektorji hitrosti so preneseni v program MATHEMATICA, v. 2.2, kjer je bila izračunana povprečna hitrost zraka prek robov vsakega elementa. Pretok zraka prek robov elementov za vsak element posebej je mogoče določiti s poznavanjem dolžine stranice vsakega elementa in povprečne hitrosti zraka prek nje. Lego vira svežega zraka je treba določiti v numerični analizi, pri izračunu koncentracij pa je treba določiti še lego vira plina in emisijo plina v posamezni coni. Sistem diferencialnih enačb ni analitično rešljiv, ampak samo numerično. Rezultat izračuna je koncentracija plina v vsaki coni v odvisnosti od časa. Za reševanje velikih sistemov diferencialnih enačb potrebujemo posebne programe in zmogljive računalnike. Za zdaj je za razumljivo manjše število con mogoče izračunati koncentracijo plina za nekaj minut. Vsi izračuni so bili opravljeni s programom MATHEMATICA, v. 2.2. 2 PRIMER IZRAČUNA Da bi lahko predstavili prednosti takšnega postopka, je bil izveden hipotetični izračun, Prostor smo razdelili na sto con (elementov) z enako površino, kakor je prikazano na sliki 2. Svež zrak prihaja v prostor v spodnjem delu prostora, onesnažen zrak pa zapušča prostor v desnem zgornjem delu prostora. Hitrost zraka na vstopu in izstopu iz prostora je enaka in znaša 1 m/s. Slika 3 prikazuje polje hitrosti kot rezultat izračuna z računalniško dinamiko tekočin. Predpostavili smo, da je začetna koncentracija plina v vseh conah enaka nič (robni pogoji). Vir So, a set of ordinary differential equations is defined. These equations can be solved after defining the boundary conditions and the airflow rate for each zone. The boundary condition for each element is simply the concentration of gas in each zone at time zero (initial concentration). A numerical analysis of airflow movement through enclosed underground structure was made calculated with the technique of computational fluid dynamics or CDF (ANSYS, FLOTRAN). The simulation was made at the Faculty of Mechanical Engineering in Ljubljana. The result of the analysis is a field of air velocity, which can be calculated for the corners of each element. The velocity vectors for each corner were entered into the MATHEMATICA v. 2.2 program, where an average velocity of airflow through the boundary lines of each zone was calculated. A volume of airflow for each zone can now be determined by knowing the average velocity and the length of the boundary line. The position and the volume of the fresh-air source is determined by a numerical analysis of the air flow, while the position of the gas source and the emission rate can be defined for each zone. The set of differential equations can only be solved numerically and the result is the concentration of gas in each zone as a function of time. However, solving a large set of equations requires special program equipment and for a long-term analysis a lot of time is needed. At present for a reasonable number of zones, the concentration of gas in each element can be calculated in a few minutes. All the calculations were executed with the MATHEMATICA, v. 2.2 program. 2 A CASE STUDY As an example a hypothetical calculation has been made to show the advantage of such an approach to the problem. The space of the structure is divided into a hundred zones with equal shape (1 m2), which is shown in Figure 2. Fresh air enters at the bottom left corner, and the exhausted air leaves the structure at the top right corner. The velocity of the incoming fresh air and outgoing exhausted air is 1 m/s. Figure 3 shows the air velocity field for such a model, calculated with CDF. The initial concentration of gas is assumed to be zero. The source of the gas is placed VBgfFMK stran 194 J. Likar - J. ^ade`: Alternativna metoda za dolo~evanje - Alternative Method for Determine J1 1 2 3 ' 5 6 7 p q q q g 7 7 5 6 4 4 3 p " 2 ----»- ^U^ 5 6 7 Sl. 2. Prostor, razdeljen v 100 con z označenimi legami dotoka svežega zraka in iztoka onesnaženega zraka Fig. 2. Shape of the space, divided into a hundred of zones, with position of incoming fresh air and outgoing exhaust i.j) J. 5, / V ;¦¦¦> ^ \ -5\ % / y//. ^ JJ Ž fa s^s ¦j":'.'": «I Sl. 4. Koncentracija plina po desetih sekundah Fig. 4. Concentration of gas after 10 seconds plina oz. onesnaženja se nahaja v spodnjem levem prostoru in je označen s križem, emisija pa znaša 0,4 l/s. Koncentracija plina v odvisnosti od časa je izračunana v conah, ki so označene s krogi na slikah 4, 5 in 6. Slike 4, 5 in 6 prikazujejo gibanje onesnaženega zraka v času 10, 30 in 180 sekund po začetku emisije plina. Koncentracije plina v conah v odvisnosti od časa so prikazane na slikah od 7 do 11 in predstavljajo povečanje koncentracije plina za različne dele prostora v odvisnosti od časa. Koncentracije so prikazane v milijoninkah (ppm = 106). Sl. 3. Polje hitrosti Fig. 3. Velocity field y\\ V; \ H r W\ ' B i J|f / / z ^ Sl. 5. Koncentracija plina po tridesetih sekundah Fig. 5. Concentration of gas after 30 seconds on the bottom left of the space, the emission rate is 0.4 l/s. A cross indicates the source of the pollution. The concentration is measured in zones marked with circles in Figures 4,5 and 6. At this point the calculation can be executed. Figures 4,5 and 6 show the movement of the exhausted air through the space for 10, 30, and 180 seconds after the gas source becomes active. The concentration in zones as a function of time is presented in Figures 7 to 11, which show an increasing gas concentration for different parts of the space as a function of time. The concentration is expressed in parts per million (ppm = 10-6). ^vmskmsmm 01-5 stran 195 | ^BSSITIMIGC J. Likar - J. ^ade`: Alternativna metoda za dolo~evanje - Alternative Method for Determine Sl. 6. Koncentracija plina po sto osemdesetih sekundah Fig. 6. Concentration of gas after 180 seconds 120 Diagram C(t)-t 100 80 SO 40 20 / t (min) 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Sl. 7. Koncentracija plina v coni (2,6) v odvisnosti od časa Fig. 7. Concentration of gas in zone (2,6) as a function of time Sl. 8. Koncentracija plina v coni (5,9) v odvisnosti od časa Fig. 8. Concentration of gas in zone (5,9) as a function of time Sl. 9. Koncentracija plina v coni (6,2) v odvisnosti od časa Fig. 9. Concentration of gas in zone (6,2) as a function of time Koncentracije v conah desno od vira plina in vira svežega zraka dosežejo velike vrednosti kmalu po začetku izračuna. V drugih conah, razen cone (9,8), se koncentracija zvečuje počasneje. Cona (9,8) leži na “križišču”, kjer je dotok onesnaženega zraka v to cono večji od iztoka. Sl. 10. Koncentracija plina v coni (8,4) v odvisnosti od časa Fig. 10. Concentration of gas in zone (8,4) as a function of time The concentration in the zones close to the source of the gas and the intake of fresh air indicates the high values of the concentration very soon after the calculation is started. In other zones, except zone (9,8) concentrations increased slowly. Zone (9,8) lies at a “crossing“ where the rate of the incoming polluted air is higher than the outgoing grin^(afcflM]SCLD ^BSfiTTMlliC | stran 196 J. Likar - J. ^ade`: Alternativna metoda za dolo~evanje - Alternative Method for Determine Sl. 11. Koncentracija plina v coni (9,8) v odvisnosti od časa Fig. 11. Concentration of gas in zone (9,8) as a function of time Koncentracija v tem elementu je šest- ali sedemkrat večja kakor v drugih conah. Raven koncentracije plina oziroma onesnaženja v posameznih delih prostora je zelo odvisna od lege dovoda svežega zraka in lege vira onesnaženja. Drugačna ureditev, kakor je prikazana v obravnavanem primeru, bi bistveno spremenila gibanje zraka skozi prostor, kar lahko vpliva na učinkovitost prezračevanja. Lega vira onesnaženja in predel, kjer prezračevanje ni učinkovito, bi povzročila zelo velike lokalne koncentracije onesnaženja. 3 SKLEP Tak postopek je mogoče uporabiti v posebnih primerih, pri katerih je potrebno boljše poznavanje gibanja koncentracij v nekem prostoru. Mogoče ga je uporabiti pri gradnji prezračevanja predorov v fazi gradnje, ko je treba določiti mesta, kjer bi lahko nastajale velike koncentracije metana ali drugih plinov, še posebej pa za overitev učinkovitosti sedanjega prezračevalnega sistema. Poleg tega je tak postopek mogoče uporabiti tudi pri dimenzioniranju in preverjanju učinkovitosti prezračevalnega sistema v zaprtih prostorih, kjer obstajajo viri onesnaženja. Koncentracije v posameznih conah je mogoče izračunati v odvisnosti od časa in tako določiti čas, v katerem bi v posameznih delih prostora prišlo do kritičnih koncentracij oziroma dele prostora, kjer bi bilo treba vgraditi zaznavala. from the present element. The concentration level in this zone is 6 or 7 times higher than in other zones. It is clear that the increase in the concentration depends strongly on the position of the fresh-air intake and on the position of the gas source. A different location of the incoming fresh air and outgoing polluted air would change the movement of air through space, which can decrease or increase the efficiency of the ventilation system. The position of the source of the pollution in part of the space where the ventilation is not effective would lead to very high local concentrations of polluted air or gas. 3 CONCLUSIONS This approach can be used in special cases where more accurate results for the concentration of gases are required. It could be used in tunnels during the building phase to determine zones with high concentrations of methane and other gases, and especially for verifying the effectiveness of the existing ventilation system. In addition, this approach can also be used during dimensioning and verification of a ventilation system for enclosed structures where the source of the pollution exists. The concentrations can be calculated as a function of real time, so the time during which the concentration in the examined zone becomes critical can be determined, or alternatively, critical zones in which sensors should be installed can be specified. 4 LITERATURA 4 REFERENCES [1] Chow, W.K. (1995) On ventilation design for underground car parks, Tunnelling and underground space technology 10,225-245. [2] Ross Clay, C. (1995) Differential equations, An introduction with Mathematica, Springer-Verlag, New York, USA. [3] Wolfram, S. (1995) Mathematica handbook, Second edition, Addison-Wesley publishing company, New York, USA. gfin^OtJJlMISCSD 01-5 stran 197 | ^BSSITIMIGC J. Likar - J. ^ade`: Alternativna metoda za dolo~evanje - Alternative Method for Determine [4] Bahder, T. B. (1995) Mathematica for scientists and engineers, Addison-Wesley publishing company, Reading, USA. [5] Crommelin,R.D. and F. Burings (1988) Validation of a multi-cell theoretical model for the prediction of air temperatures and pollution concentrations by measurements in an industrial hall. Ventilation 1988; Proceedings of the Second International Symposium on Ventilation for Contaminant Control, London, 381-390. Naslov avtorjev: dr. Jakob Likar JureČadež Inštitut za rudarstvo, geotehnologijo in okolje Slovenčeva 93 1000 Ljubljana Authors’ Address: Dr. Jakob Likar JureČadež Institute for mining, environment and geotechnology Slovenčeva 93 1000 Ljubljana, Slovenia Prejeto: Received: 30.11.2000 Sprejeto: Accepted: 27.6.2001 VBgfFMK stran 198 © Strojni{ki vestnik 47(2001)5,199-209 © Journal of Mechanical Engineering 47(2001)5,199-209 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 UDK 697.9(569.1):536.2:551.506:004.94 UDC 697.9(569.1):536.2:551.506:004.94 Strokovni ~lanek (1.04) Speciality paper (1.04) Identifikacija sezonskih modelov temperatur zraka v podro~ju glavnega mesta Sirije Damask An Identification of Seasonal Models for Air Temperature in the Capital Zone Damascus in Syria Kamal Skeiker Ta prispevek predstavlja matematično predstavitev vremenskih parametrov v glavnem mestu Sirije Damask Sezonski modeli, kot alternativa za uporabo urnih vremenskih vrednosti, so bili predlagani in uporabljeni za generiranje vremenskih podatkov za naslednje parametre: - temperaturo suhega zraka, - temperaturo vlažnega zraka, - temperaturo rosisča. Matematični modeli so bili izdelani za ogrevalno sezono (od novembra do aprila) in za sezono klimatizacije (od junija do septembra). © 2001 Strojniški vestnik. Vse pravice pridržane. (Ključne besede: projektiranje stavb, analize toplotne, modeli matematični, temperature zraka) This paper presents a mathematical representation of weather parameters in the city of Damascus in Syria. As an alternative to using hourly historical weather data, seasonal models were suggested and used to generate synthetic weather data for the following parameters: - air dry-bulb temperature, - air wet-bulb temperature, - air dew-point temperature. These mathematical models were derived for the heating season (November to April) and for the air-conditioning season (June to September). © 2001 Journal of Mechanical Engineering. All rights reserved. (Keywords: building design, thermal analysis, mathematical models, air temperatures) 0 UVOD Raba energije različnih panog v Siriji se deli na 42% za zgradbe in kmetijstvo, 41% za transport in 17% za industrijo [1]. Ker je največji del energije uporabljen v zgradbah, je smotrno nadaljevati raziskave na tem področju. Zato so raziskave usmerjene v: razvoj matematičnih modelov za preračune in simuliranje toplotnih sistemov, organizacijo in avtomatizacijo notranjih klimatizacijskih sistemov, oblikovanje pasivnih in aktivnih sončnih toplotnih sistemov, uporabo zunanjih površin za toplotno izolacijo in dvoslojnih oken. V okviru razvoja matematičnih modelov za izračun in simuliranje toplotnih sistemov za stavbe je bil izdelan in preoblikovan računalniški program 0 INTRODUCTION The energy consumption for the various sectors in Syria is as follows: 42% for buildings and agriculture, 41% for transportation and 17% for industry [1]. Since the greatest share of the energy consumption is accounted for by buildings, research in this field could prove to be useful, and so research has focused on the following areas: the development of mathematical models for thermal system calculations and simulations; the organization and automation of internal air-conditioning systems; the design of passive and active solar thermal systems; and the use of outer surfaces thermal insulation and double glazed windows. As part of the development of mathematical models for the calculation and simulation of building thermal systems, the computer program LOS-A0 [2] gfin^OtJJlMISCSD 01-5 stran 199 | ^BSSITIMIGC K. Skeiker: Identifikacija sezonskih modelov - An Identification of Seasonal Models LOS-A0 [2]. Spremenjena verzija CLIMA lahko računa poljubna obdobja v letu. V računalniškem programu CLIMA je izračun neustaljenega prevoda toplote v zgradbi izdelan glede na matematični model z enournim časovnim korakom. Potrebuje urne meteorološke vrednosti za lokalno področje kot del vhodnih podatkov. Tako je računalniški program CLIMA izdelan z urnim testnim referenčnim letom (TRL - RMY Reference Meteorological Year) za glavno mesto Sirije. Podatki TRL bazirajo na dostopnih urnih meteoroloških vrednostih , ki so bili dobljeni na Oddelku za meteorologijo. Posneti so bili na posebno datoteko z vrednostjo 347000 bytov Ti podatki so bili zbrani tudi v prejšnjih fazah dela [3]. Da bi zmanjšali celotni obseg računalniškega programa CLIMA in potrebne programske opreme, smo se odločili predstaviti TRL podatke v obliki matematične predstavitve vremenskih parametrov. V tem okviru so bili izdelani sezonski modeli za naslednje parametre: - temperaturo suhega zraka; - temperaturo vlažnega zraka; - temperaturo rosišča. Takšni matematični modeli so bili izdelani za ogrevalno sezono (od novembra do aprila) in za sezono klimatizacije (od junija do septembra) v Damasku. Potrebno je omeniti, da so številni avtorji uporabljali ta pristop za njihova specifična področja ([4] in [5]). 1 POSTOPEK IDENTIFIKACIJE MODELA Ker je oblika grafičnega prikaza podatkovnih točk M(xi,yi) v tej študiji več-polinomska, se bomo osredotočili na modele nelinearne regresije. Splošna oblika polinoma, ki ustreza podatkom je podana v naslednji obliki ([6] do [10]): was modified and re-organized at an earlier stage of this work. The modified version of CLIMA can calculate optional period during the year. In the CLIMA computer program the calculation of non-stationary heat transfer in a building is conducted according to the adopted mathematical model by using a one-hour time increment, and it requires hourly meteorological data for the locality as a part of its input. Therefore, the CLIMA computer program was provided with an hourly Reference Meteorological Year RMY database for the capital zone in Syria. The RMY database was based on the available hourly meteorological data, which was measured by the Department of Meteorology. It was recorded in a separate file with a size of 347000 byte. This database was also organized in the previous stage of this work [3]. To reduce the size of the CLIMA computer program and its relevant peripheral software we decided to represent the RMY database with a mathematical model of the weather. Therefore, a decision was made to identify seasonal models as an alternative to the use of hourly historical weather data and to generate synthetic weather data instead. Consequently, for this paper seasonal models were suggested for the following weather parameters: - air dry-bulb temperature; - air wet-bulb temperature; - air dew-point temperature. Such mathematical models were derived for the heating season (November to April) and for the air-conditioning season (June to September) in the Damascus zone. Several other authors have followed this approach for their specific localities ([4] and [5]). 1 METHOD OF MODEL IDENTIFICATION Since the shape of the graphical outlay of the data points M(xi,yi) for a particular parameter under consideration in the present study suggested a multi-polynomial representation as a strong candidate, it was considered to be worth focusing on the nonlinear regression models. The general form of the polynomial used to fit the data is given by the following relation ([6] to [10]): Y b0 + b1 x i + b2 x i2 + ...+ bm x im + ei 2i mi (1). Y je vrednost spremenljivke v i-tem poskusu in x je vrednost neodvisne spremenljivke v i-tem poskusu. Parametri modela soPk (k=0,1,2,...m), in napaka je a. Yi predstavlja različne vremenske parametre opisane v tem prispevku kot so temperatura suhega zraka J, temperatura vlažnega zraka J in temperatura rosišča Tehnika, ki jo uporabljamo za določevanje krivulj z najboljšim prilagajanjem, se imenuje metoda najmanjših kvadratov. Naj bo ak cenilec parametra Pk. V metodi najmanjših kvadratov so a-ji izbrani tako, da je vsota kvadratov ostankov najmanjša. Z drugimi besedami parameter ak minimizira vrednost ([6] in [7]): Y denotes the value of the response variable in the ith trial, and xi is the value of the explanatory variable in the ith trial. The parameters of the model are Pk (k=0,1,2,.. ..m), and the error term is a . Yi represents the various weather parameters predicted in this study such as the air dry-bulb temperature (J), air wet-bulb temperature (J ) and air dew-point temperature (J d). The technique used to determine the best-fitting curve was the least-squares method. If a denotes the estimators of the parameters Pk, in the least-squares method the values of the a’s that make the sum of the squares of the residuals as small as possible are chosen. In other words, the parameter estimates ak to minimize the quantity ([6] and [7]): VBgfFMK stran 200 K. Skeiker: Identifikacija sezonskih modelov - An Identification of Seasonal Models n ( yi Obrazec za najmanjše kvadrate je precej zapleten. Zato se bomo osredotočili na razumevanje načela in pustili programski opremi, da opravi izračune. Da bi raziskali zmožnot regresijskega modela moramo vpeljati naslednje parametre: - Standardna deviacija: Na splošno je standardna deviacija definirana kot ([6] do [8]): Yi )2 (2). The formula for the least-squares estimates is complicated. Therefore, we will be content to understand the principle on which they are based and to let the software do the computations. To examine the aptness of the regression model for the data at hand, the following statistical parameters need to be determined: - Standard Deviation: In general, the standard deviation is defined as ([6] to [8]): s (Y) 1 \ n - p i= Vrednost n-p je prostostna stopnja povezana z s2 (Y). Stopnje prostosti so enake podatkom “n” minus “p=m+1”, število b pa moramo oceniti, da ustreza modelu. Standardna deviacija je vedno pozitivna in ima enako enoto kot vrednosti, ki jih obravnavamo. Srednja standardna deviacija sm (Y) je definirana kot ([6] do [8]): -Yi)2 (3). The quantity n-p is the degrees of freedom associated with s2(Y). The degrees of freedom equal the size of the data set “n” minus “p=m+1”, the number of b’s we must estimate to fit the model. The standard deviation is always positive and has the same units as the values under consideration. The standard deviation of the mean sm (Y)is defined as ([6] to [8]): Ker so cenilke ak znane funkcije Y, in ker so napake v Y znane, so lahko napake ak določene z množenjem napak. Matrična algebra uporablja pravila varianc in ocenjuje, da je standardna deviacija cenilk ak podana z naslednjo relacijo [8]: — (Y) n s (4). Since the estimators ak are known functions of Y, and the errors in Y are known, the errors in ak may be determined by error propagation. Some matrix algebra using the rules of variances establishes that the standard deviations of the estimators ak are given by the following relation [8]: [s(a)] = sm(Y)[[X]T[X]\ (5). [s(a)] predstavlja vektor standardnih deviacij cenilk z “m+1” elementi. [X] pa je matrika spremenljivk z “n” vrsticami in “m+1” kolonami. [X]Tin [X]1 sta transponirana in inverzna matrika matrike [X]. - t preizkus: Da bi pokazali ali je ničta hipoteza pravilna ali napačna in če potrebujemo polinom višjega reda, uporabimo test za bk. Da testiramo ali drži trditev bk =0 lahko uporabimo statistični test ([6] in [8]): in pravilo odločitve: [s(a)] denotes the column vector of the standard deviations of the estimators with “m+1” elements, and [X] is the matrix of the explanatory variable with “n” rows and “m+1” columns. [X]T and [X] 1 are the transpose and inverse of the matrix [X], respectively. - t Test: In order to show whether the null hypothesis is true or false, and whether higher power is important, tests for bk are set up in the usual fashion. To test whether or not b = 0 we may use the test statistic ([6] and [8]): (6) s (ak) and the decision rule: p ) ^ bk = 0 (7), It | < t (1 - a/2 ; n |t*| > t (1 - a/2 ; n - p ) ==> b ^ 0 kjerčlen (1-a/2) predstavlja koeficient zaupanja where the term (1 - a/2) represents the confidence - Koeficient večkratne določenosti in koeficient coefficient. večkratne korelacije: Koeficient večkratne - Coefficient of multiple determination and coefficient of določenosti, ki ga označimo z R2, je definiran na sledeč multiple correlation: The coefficient of multiple determi- način ([6] do [10]): n nation, denoted by R2, is defined as follows ([6] to [10]): i(yi-Y)2 R2 = 1- i=1 (8). y)2 stran 201 glTMDDC K. Skeiker: Identifikacija sezonskih modelov - An Identification of Seasonal Models Izraz y = -!yi predstavlja aritmetično povprečje podatkov R 2 meri proporcionalno zmanjševanje variacije spremenljivke Y v odvisnosti od spremenljivk x. Zavzema vrednosti: The term y = - Z yi denotes the arithmetic mean of the data values y. R 2 measures the propor-tionate reduction of total variation in Y associated with the use of the set of x variables. It takes the values as: 0 p2. Razliko tlakov v nadaljevanju izražamo tudi v obliki Dp = p1 - p2 . Skozi diferencialni del širine reže dz teče diferencialni del hidravličnega toka dQL. Ob predpostavki, da so tokovnice vzporedne, je padec tlaka za vsak diferencialni del širine reže enak. Padec tlaka na dolžini reže L je določen z enačbo 2 dp 12-yO-v dQL d 3 dz Jdx (2). p1 Z rešitvijo enačbe (2) dobimo izraz za razliko tlakov oziroma padec tlaka pri toku L dx x (dp) vr Sl. 1. Tok kapljevine skozi ravno režo med dvema ploščama ^vmskmsmm 01-5 stran 211 |^BSSITIMIGC J. Pezdirnik: Tok teko~ine skozi re`e - Fluid Flow Through kapljevine skozi režo. Pri praktični rabi je največkrat razlika tlakov Dp znana, iščemo pa tok notranjega puščanja QL. Zato dobljeno enačbo za Dp zapišemo v obliki, ki podaja diferencial toka notranjega puščanja: dQL Dp-S3 ¦dz (3). 12-p-v-L ce je visina reze konstantna, torej d = konst. = s, dobimo celotni tok QL skozi režo širine b in dolžine L (sl. 1) z integriranjem desne strani enačbe (3) v območju od 0 do b, iz česar izhaja znana enačba: QL Dp-b-s 12-p-v-L 2 TOK SKOZI KOLOBARJASTE REŽE (4). V hidravličnih sestavinah gre največkrat za notranje puščanje kapljevine skozi kolobarjaste reže. Te se pojavljajo kot ohlap med batom in pripadajočo izvrtino, v kateri je bat. Le redkokdaj so izpolnjeni pogoji za centrično lego bata v izvrtini (sl. 2). Lega bata v izvrtini je torej v večini primerov izsredna (sl. 3). Obravnavali bomo takšen primer, pri tem pa predpostavili, da sta vzdolžni osi bata in izvrtine vzporedni. Dejansko stanje v hidravličnih sestavinah večinoma zanemarljivo malo odstopa od te predpostavke. Nadalje bomo še predpostavili, da imata bat in pripadajoča izvrtina idealno valjasto obliko. Tu realno stanje lahko že znatneje odstopa od predpostavke, ki pa je nujna za naše preprostejše izvajanje. Pri izsredni legi bata v izvrtini je povprečna višina reže s (to je tudi dejanska višina reže pri centrični legi bata v izvrtini) določena z izrazom: s = ri-rb= Di Db (5). Diferencial širine dz je v tem primeru diferencial dolžine loka in ga za sredino višine reže lahko zapišemo z izrazom: y " :Zz O,=O, ,\\ L >x Sl. 2. Centrična lega bata v izvrtini Sl. 3. Izsredna lega bata v izvrtini grin^sfcflMiscsD ^BSfiTTMlliC | stran 212 J. Pezdirnik: Tok teko~ine skozi re`e - Fluid Flow Through dz = r -dJ D-dJ kjer je: 2 D D+D 2 (6), (7). Upoštevaje izraz (6) lahko enačbo (3) zapišemo v naslednji obliki: kb1 - dQL 24-p-vL ¦d -dJ k (8). b2 Enačba (8) pomeni torej izraz za diferencial toka notranjega puščanja dQL skozi diferencialni del širine, po višini se spreminjajoče, kolobarjaste reže. Višina reže d se spreminja po zakonitosti, ki jo, ob upoštevanju označb na sliki 3, zapišemo v obliki: d=s+e-cosJ (9). Mejni vrednosti spreminjajoče se višine reže d sta: d s + e ... pri J = 0 dmin=s-e ...pri J = n Postavlja se seveda vprašanje, koliko natančno enačba (9) popisuje po obodu spreminjajočo se višino reže, upoštevaje uvodoma vzete predpostavke. Slika 4 prikazuje geometrijske razmere (za ponazoritev risane nesorazmerno) za izsredno lego bata v izvrtini. Razmere so prikazane v prečnem prerezu za IV. kvadrant koordinatnega sistema x -y. Pri tem je upoštevano, da sta vzdolžni osi bata in izvrtine vzporedni, za e oddaljeni druga od druge. Geometrijska razmerja glede na sliko 4 so naslednja: 01 - os izvrtine; hkrati os bata, kadar ima ta centrično lego v izvrtini, 02 - os bata, ko ima ta za razdaljo e izsredno lego proti izvrtini, k - krožnica prečnega prereza izvrtine oz. notranjega obrisa puše, v kateri je bat, krožnica obrisa bata, ko ima ta centrično lego v izvrtini, krožnica obrisa bata, ko ima ta izsredno lego glede na izvrtino. S premikom bata iz centrične lege v izsredno se radialna reža med batom in izvrtino na enem delu oboda poveča, na drugem pa zmanjša. V kvadrantu, ki ga obravnavamo in ga prikazuje slika 4, se radialna reža, s pomikom bata v smeri osi y, poveča. Povečanje reže v radialni smeri pod kotom J proti navpičnici je od vrednosti s za centrično lego bata na vrednost s + R za izsredno lego. Pri premiku bata iz centričnega v izsredno lego se točka P. premakne v točko P.. Glede na geometrijski prikaz na sliki 4 in odvisnost od kota J je radialna reža d določena z naslednjim izrazom in razdaljo: d = s + R = P2P3 (11). V enačbi (11) je za dani bat in izvrtino veličina s nespremenljiva, R pa se spreminja po obodu in se vrednosti s lahko prišteva ali odšteva, pač glede na to, za katero polovico oboda gre. V nadaljevanju bomo skušali določiti izraz za veličino R v odvisnosti od kota J. S slike 4 sta razvidni naslednji odvisnosti: +y12 = (rb+R)2 (12), (13). O2P2=O1P1=rb in P1P2=R (10). Z uvrstitvijo izraza (13) v enačbo (12) po ureditvi dobimo naslednjo enačbo: et Sl. 4. Geometrijske razmere ob premiku bata iz centrične v izsredno lego v izvrtini | IgfinHŽšlbJlIMlIgiCšD I stran 213 glTMDDC J. Pezdirnik: Tok teko~ine skozi re`e - Fluid Flow Through R2+2-rb-R + e2 =2-yre (14). Neznanko y1 lahko izrazimo z geometrijskimi razmerji po sliki 4: y1 =(rb +R)• cos J (15). Enačbo (15) uvrstimo v (14). Po ureditvi dobimo kvadratno enačbo za veličino R, katere odvisnost od kota J tudi iščemo: R2 + R-(2-rb-2-e-cosJ) + e2-2-e-rb -cosJ = 0 (16). Od obeh rešitev kvadratne enačbe je upravičena samo rešitev s pozitivnim predznakom pred kvadratnim korenom diskriminante. Za naše obravnavane primere ima namreč diskriminanta kvadratne enačbe vedno pozitivno vrednost. Rešitev je torej: R = e-cosJ-rb + ^Jrb2 -e2 ¦ sin2 J (17). Pri dejanskih hidravličnih batnih drsniških ventilih je polmer bata rb mnogokrat večji od praktično največje možne izsrednosti e. Največja možna izsrednost e je enaka višini reže centrično ležečega bata, to je s. Te vrednosti pa so v sestavinah pogonsko-krmilne hidravlike, predvsem gre tu za batne drsniške ventile, reda velikosti do nekaj mikrometrov, redkokdaj prek deset mikrometrov. Kvadrati teh dveh veličin razmerje še povečajo, tako da je to razmerje v območju reda velikosti: :e2« 1:(1-10-5do 1-10 8) (18). Iz razmerja, ki ga za dejanske hidravlične ventile podaja izraz (18), je razvidno, da napravimo izredno majhno napako, če za izraz pod kvadratnim korenom v enačbi (17) upoštevamo kar vrednost rb. S tem dobi enačba (17) torej obliko: R = e-cosJ (19). Upoštevaje izraz (11) torej ugotovimo, da izraz (9) za praktično rabo zelo natančno popisuje višino reže med izvrtino in izsredno ležečim batom v njej. Celotni tok notranjega puščanja skozi, po višini se spreminjajočo, kolobarjasto režo dobimo z rešitvijo enačbe (8), potem ko smo za spremenljivko d upoštevali enačbo (9), in sicer z integriranjem po celotnem obodu: D 2p Dp sr \(s + e-cosJ)-dJ (20). QL 24-r-nL Vmesne rešitve, znane iz matematike, so naslednje: VBgfFMK stran 214 s3-jdJ = 2-p 0 3-s2-e-jcosJ-dJ = 0 0 2p 0 3-s-e2-$cos2J-dJ=3-p-s-e2 0 e3-jcos3J-dJ=0 0 Rešitev enačbe (20) je torej: QL Dp-Dsr — (2-p-s3 +3-p-s-e2) (21). 24-r-n Po nadaljnji ureditvi dobi enačba obliko, ki je pogosto zapisana v literaturi: QL p-Dp-Dsr-s 1 + 1,5- (22). 12-r-nL V nekaterih virih, npr. [4] in [8], je člen e/s pisan s tretjo potenco, kar je, kakor se vidi tudi iz pričujočega izvajanja, napačno. Verjetno je to vzeto zato, ker je višina reže s v števcu enačbe (22) na tretjo potenco. Za popolnoma centrično lego bata v izvrtini velja e = 0 in enačba (22) dobi, po deljenju obeh konstant, naslednjo obliko: QL = 0,2618-Dp-Dsr-s (23) r-n L Za največjo možno izsrednost velja e = s in enačba (22) dobi, po deljenju obeh konstant, naslednjo obliko: QL 0,2618-Dp-Dsr-s3 r- n L 2, 5 (24). 3 EKSPERIMENT Eksperimentalni del je bil izveden na industrijskem preskuševališču za funkcionalno preskušanje nekaterih hidravličnih sestavin. Uporabljeno je bilo hidravlično olje z viskoznostjo po ISO VG 46, izmerjena čistoča razreda 11 po standardu NAS 1638 za velikostni razred delcev od 5 mm do 15 mm ter prav tako za velikostni razred 15 mm do 25 mm. Čistočo v teh dveh velikostnih razredih je meril razpoložljivi analizator čistoče izdelovalca Hydac. Temperatura olja v hidravličnem rezervoarju je bila 50 0C. Temperatura okolice je bila okoli 20 0C. Meritev toka notranjega puščanja smo izvedli pri štirih različnih padcih tlaka Dp (pregl. 1) na serijsko izdelanem potnem krmilnem ventilu, katerega za to meritev pomembni funkcionalni del prikazuje slika 5. V kanalu A je bil tlak p1, v kanalih T1 in T2 pa vsakokrat atmosferski tlak, torej 0 bar nadtlaka. Tlak p1 smo določali z nastavitvijo varnostnega ventila na hidravličnem preskuševališču in ga nadzirali na J. Pezdirnik: Tok teko~ine skozi re`e - Fluid Flow Through Preglednica 1. Računsko dobljene in merjene vrednosti za tok notranjega puščanja QL v hidravličnem potnem ventilu; podane so vrednosti za izračunano in izmerjeno iztečeno količino v cm3 v času ene minute ter v času petih minut Dp bar Rezultati izračuna po enačbi (22) za e = 0 v času: 1 min 100 35 175 88 440 56 210 5 min za e = s v času: 1 min 130 45 225 113 565 81 275 150 52 260 131 655 86 310 200 70 350 175 875 115 450 5 min Rezultati meritev za 0< e p2 Dp = p1 - p2 Sl. 5. Del batnega drsniskega ventila, kjer pusčalno olje izteka iz kanala A v kanala T1 in T2 vgrajenem manometru. Ves tok, izstopajoč iz črpalke, je v času merjenja iztekal prek varnostnega ventila v rezervoar; zmanjšan seveda za tok puščalnih izgub. Merili smo skupni tok notranjega puščanja iz kanala A v kanala T1 in T2 skupaj. Meritve so bile izvedene preprosto z menzurno posodo in uro stoparico. Podane oziroma izmerjene so bile naslednje geometrijske izmere in parametri hidravličnega olja v času izvajanja meritev: D = 20,150 mm, Db = 20,138 mm, L = 1,5 mm, kinematična viskoznost olja v = 30 mm2/s, gostota p = 870 kg/m3. Iz merjenih vrednosti za Di in Db sledi po enačbi (5): s = 0,006 mm. Merjenje toka notranjega puščanja smo začeli eno minuto po postavitvi krmilnega bata v lego, ki je prikazana na sliki 5, ter merili prostornino, ki izteče iz A v T1 in T2 skupaj v času ene minute in v času petih minut. Rezultati izračuna in meritev so prikazani v preglednici 1. 4 OBRAVNAVA EKSPERIMENTA Primerno je opozoriti na to, da je, kakor kaže teoretično izvajanje, puščalni tok dvainpolkrat večji, kadar je bat v največji mogoči izsredni legi v izvrtini v primerjavi s puščalnim tokom, ko ima bat popolno centrično lego, in to kljub temu, da je površina pretočnega prereza v obeh primerih enaka. Pri izvajanju meritev z razpoložljivo skromno opremo nismo imeli možnosti ugotavljati, kolikšna je dejanska izsrednost bata v izvrtini, saj gre za izredno majhne ohlape, kakor je razvidno reda velikosti nekaj mikrometrov, zato je v preglednici 1 za izsrednost samo podatek, da je nekje med najmanjšo in največjo. Pri dejanskem ventilu izsrednosti bata ne določajo samo bočne sile, ki so posledica odstopanj dejanske oblike valja od idealne, pač pa tudi konstrukcija in natančnost izdelave z vidika soosnosti elementov. Razvidno pa je (pregl. 1) iz primerjave vrednosti za puščalni tok, dobljenih z enačbo (22), ter izmerjenih vrednosti, da so v vseh primerih merjene vrednosti nekje vmes med teoretičnimi za ničto in največjo mogočo izsrednost bata v izvrtini. Analiza meritev tudi pokaže, da količina puščalnega iztoka v petih minutah ni petkratnik iztoka v eni minuti, pač pa je znatno manjša. To si razlagamo s tem, da se delci nečistoč, ki so v velikem številu običajno v hidravličnem olju, zagozdijo v reži in s tem zmanjšajo pretočni prerez za puščalni tok. Odtod seveda tudi iz literature poznani pojem statične meje zmogljivosti prekrmiljenja ventilov. Zaradi številnih vplivnih parametrov, poleg števila delcev na enoto prostornine (število delcev po velikostnih območjih, oblika in trdota delcev, mikrotrdota soležnih površin, nevzporednost mejnih gfin^OtJJlMISCSD 01-5 stran 215 |^BSSIrTMlGC p p 2 2 J. Pezdirnik: Tok teko~ine skozi re`e - Fluid Flow Through ploskev po dolžini reže, različnost privlačnih sil itn.) pa izdelovalci hidravličnih ventilov te meje zmogljivosti ne morejo izrecno podati v katalogih. Ob tem omenimo, kar je v stroki pogonsko-krmilne hidravlike sicer splošno znano, da za ventile klasične hidravlike večina izdelovalcev dopušča po standardu NAS 1638 razred čistoče hidravličnega olja do 9 oziroma po ISO 4406 do 19/17/14, za proporcionalne (premosorazmerne) ventile pa okoli štirikrat manj delcev v olju. Vsekakor pa to pomeni, da je za delce nečistoč velikostnega razreda od 2 mm do 5 mm dopustno celo do nekaj sto tisoč delcev nečistoč na 100 ml olja in nekaj deset tisoč delcev velikostnega razreda od 5 mm do 15 mm na 100 ml olja. Milijoni delcev nečistoč, ki tečejo skupaj s tekočino skozi reže hidravličnih sestavin, imajo torej pomemben vpliv na erozivno in abrazivno obrabo elementov znotraj teh sestavin. Zaradi takšne obrabe se povečuje ohlap med funkcionalnima elementoma, in sicer, kakor je razvidno iz navedenih enačb, s tretjo potenco, na kar tudi izrecno opozarja večina literature. S tem pa se nadalje hitro poslabšuje predvsem prostorninski izkoristek tovrstnih sestavin ter posledično tudi zvišuje temperatura tekočine zaradi povečanega puščalnega toka, ki pomeni dušenje in s tem segrevanje tekočine. 5 SKLEPI Poznavanje vnaprejšnje določitve puščalnega toka za posamezne sestavine je pogosto pomembno v fazi projektiranja hidravličnih naprav, in sicer za odločitve glede izbire predvsem krmilja, pa tudi izračuna posedanja bremen ali popuščanja obremenitev v projektni fazi ter s tem iskanja primernih izvedb. Reže, ki se pojavljajo v hidravličnih sestavinah, naj imajo čim manjšo višino, kar pomeni čim manjši ohlap med elementoma, ki sestavljata režo. Površine elementov, ki sestavljajo reže, naj bodo zato čim bolj pravilnih oblik, kar seveda pomeni zahtevo po kakovostnih strojih za njihovo izdelavo. Elementa, ki sestavljata ohlap, naj imata ob spremembah temperature čim bolj enako toplotno razteznost. Stopnja čistoče tekočine pomembno vpliva na dolgoročno ohranjanje dobrega prostorninskega izkoristka hidravličnih sestavin. Močno izražene protiobrabne lastnosti elementov, ki sestavljajo reže, so bistvenega pomena za čim počasnejše slabšanje prostorninskega izkoristka hidravličnih sestavin, predvsem drsniškega tipa. 6 LITERATURA [1] Ciner, P. (1980) Hidraulički uredjaji, TVA KoV, Tehnički skolski centar, Zagreb. [2] Warring, R.H. (1983) Hydraulic handbook, 8th edition, Gulf Publishing Company, Houston, London, ISBN 0- 87201-349-9. [3] Yeaple, F. (1984) Fluid power design handbook, Marcel Dekker, New York, Bassel, ISBN 0-8247-7196-6. [4] Ebertshauser, H. (Gesamtbearbeitung) (1973) Grundlagen der Olhydraulik, Krausskopf-Verlag GmbH, Mainz, ISBN 3-7830-0068-8. [5] Thoma, J. (1970) Olhydraulik, Carl Hanser Verlag, Miinchen. [6] Will, D., H. Strohl (1981) Einffihrung in die Hydraulik und Pneumatik, VEB Verlag Technik, Berlin. [7] Murrenhoff, H. (1998) Grundlagen der Fluidtechnik, Teil 1: Hydraulik, Verlag Mainz, Wissenschaftverlag Aachen, ISBN 3-89653-259-6. [8] Findeisen, D., F Findeisen (1994) Olhydraulik, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, ISBN 3-540- 54465-8. [9] Shames, I. H. (1962) Mechanics of fluids, McGraw - Hill Book Company, USA. Avtorjev naslov: doc.dr. Jože Pezdirnik Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani Aškerčeva 6 1000 Ljubljana Prejeto: Received: 30.1.2001 Sprejeto: Accepted: 27.6.2001 VH^tTPsDDIK stran 216 - - - - - © Strojni{ki vestnik 47(2001)5,217-225 © Journal of Mechanical Engineering 47(2001)5,217-225 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 UDK 662.753:665.334.9:621.892:665.765 UDC 662.753:665.334.9:621.892:665.765 Strokovni ~lanek (1.04) Speciality paper (1.04) Primerjava tribolo{kih lastnosti mineralnih in repi~nih mazalnih olj - Rezultati fizikalno-kemijskih analiz (3. del) Tribological Properties of Rapeseed Oils Compared to Mineral Oils – Results of Physical and Chemical Analysis (part 3) Ale{ Arn{ek - Alma Udov~ - Jo`e Vi`intin V prispevku smo predstavili fizikalno-kemijske lastnosti olj na osnovi oljne repice (oljne ogrsčice) pred in med mehanskimi preskusi in po njih. Fizikalno-kemijske lastnosti smo spremljali z merjenjem viskoznosti, kislih ostankov oksidacije (nevtralizacijsko število) in snemanjem infra rdečih spektrov preskusanih olj. Rezultati preskušanja triboloskih lastnosti treh biološko razgradljivih repičnih hidravlično/ reduktorskih olj so pokazali, da ima repično olje boljše ali vsaj enakovredne mehanske lastnosti vendar slabšo oksidacijsko stabilnost v primerjavi s kakovostno primerljivim mineralnim oljem. Repična hidravlično/ reduktorska olja s svojimi naravnimi lastnostmi in z dodatki so po lastnostih podobna ustreznim mineralnim oljem, s tem da so biološko zelo razgradljiva in nestrupena. © 2001 Strojniški vestnik. Vse pravice pridržane. (Ključne besede: olja repična, viskoznost kinematična, število nevtralizacijsko (TAN), infrardeči (IR) spektri, lastnosti maziv) In the present work, physical and chemical properties of rapeseed-based oils before and after mechanical tests are presented. Physical and chemical properties are determined with the measurement of viscosity, acids formed during oil oxidation (neutralization number) and infrared spectrum analysis of tested oils. The results of testing the tribological characteristics of biodegradable rapeseed-based hydraulic/ transmission oils showed, that they exhibit better or even similar mechanical properties, but worse oxidative stability compared with a corresponding mineral-based oil. The hydraulic/transmission rapeseed-based oils with their native properties and additives have similar lubrication properties as lubricants based on mineral oils, but they are in addition biodegradable and non-toxic. © 2001 Journal of Mechanical Engineering. All rights reserved. (Keywords: rapeseed oil, kinematics viscosity, acid number (TAN), infrared (IR) spectrum, lubricant properties) 0 UVOD Prispevek obravnava spremembe viskoznosti, kislih produktov oksidacije-prostih kislin (nevtralizacijsko število) in nastanek vseh oksidacijskih produktov opaznih v infra rdečih (IR) spektrih preskusnih olj pred in med preskusi in po preskusih določanja mehanskih lastnosti, opisanih v prvem in drugem prispevku ([1] in [2]). Namen spremljanja fizikalno-kemijskih lastnosti preskusnih olj je bil določitev oksidacije olj na podlagi oljne repice v primerjavi z mineralnim oljem. Znano je namreč, da mazalna olja med uporabo neizogibno oksidirajo. Oksidirano olje je treba menjati, ker povzroča izgube. Povečanje viskoznosti povzroča večje trenje, izgubo energije ter težave pri črpanju olja do mazalnih mest, povečana kislost pa povzroča korozijo. Oksidacijska stabilnost olja je zato pomembna pri določitvi dobe trajanja in s tem rokov menjave olja. Boljša ko je oksidacijska stabilnost olja, daljša so obdobja menjave olja. Rastlinska olja so zaradi navzočnosti dvojnih vezi v molekulah oksidacijsko in polimerizacijsko nestabilana. Te dvojne vezi v rastlinskih oljih so zelo reaktivne in relativno lahko reagirajo z drugimi spojinami, npr. s kisikom. Oksidacija in samo-oksidacija povzročata razgradnjo olj in nastanek oksidacijskih ostankov, to so ketoni, aldehidi, organske kisline in alkoholi. Lahko pride tudi do polimerizacije. Esterska | IgfinHŽšlbJlIMlIgiCšD I stran 217 glTMDDC A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared skupina proti kemijskim vplivom ni najbolj stabilna in hidrolizira z vodo. Vsi ti ostanki oksidacije povzročajo, da olje postane bolj korozivno, poveča se mu viskoznost, trdni delci se usedejo na delovne površine, kar preprečuje nemoten pretok olja v delovnih enotah, s čimer se poslabšajo mazalne razmere [3]. Te procese smo skušali količinsko vrednotiti z meritvami kinematične viskoznosti in kislih ostankov oksidacije ter kakovostno iz posnetih IR spektrov. Zato smo ob vsaki ustavitvi in na koncu vsakega preskusa na preskuševališču FZG ([1] in [2]), za potrebe meritev, odvzeli približno 50 ml vzorca olja. Olja bio 1, bio 2 in bio 3 smo po končanem preskusu odpornosti na jamičenje starali do 225 ur (pri temperaturi 90 °C), da bi spremljali spremembe viskoznosti, kislih ostankov oksidacije (nevtralizacijsko število) in nastanka oksidacijskih ostankov s snemanjem IR spektrov v odvisnosti od časa. Prav tako smo te spremembe spremljali pri preskusih drsne obrabe (pri temperaturah 80 °C in 120 °C), vendar samo do 50 delovnih ur. 1 ANALIZE SPREMEMB VISKOZNOSTI, PROSTIH KISLIN IN IR SPEKTROV 1.1 Spremljanje viskoznosti in prostih kislin Rezultati meritev viskoznosti za posamezna olja v odvisnosti od časa in temperature (80 °C - Bio 1, BM 0 25 50 75 100. 125 150 175 200 225 Čas (ure) 90-C ^120°C ^80°C -BM 120°C^BM 80^ 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 Bio 3 -2-0-C- ^z -80^CZ -90-C- 0 25 50 75 100. 125 150 175 200 225 Čas (ure) F90C120°C^80°C preskus normalne obrabe pri navzočnosti vode, 90 °C - preskus jamičenja, 120 °C - preskus obrabe) so razvidni na sliki 1. Na sliki 2 so prikazane spremembe vrednosti deleža kislih ostankov oksidacije prostih kislin v odvisnosti od časa in temperature preskušanja, ki jih podajamo z nevtralizacijskim številom. S slike 1 vidimo, da so spremembe viskoznosti vseh preskusnih olj po 50 urah pri 80 °C malenkostne. Pri 90 °C je pri vseh treh bio oljih v začetku opazen padec viskoznosti, ki nato počasi narašča , najpočasneje pri olju bio 2. Temperatura 120 °C že po 50 urah povzroči razmeroma velike spremembe viskoznosti vseh treh bio olj in mešanice BM. Pri mineralnem olju so spremembe viskoznosti pri vseh preskusnih temperaturah majhne. Pri olju min 1, pri vseh treh temperaturah pride najprej do zmanjšanja viskoznosti, nato se viskoznost zveča do začetne vrednosti. S slike 2, na kateri smo spremljali spremembe vrednosti nevtralizacijskega števila v istih razmerah, zasledimo podoben potek pri vseh treh bio oljih in mešanici BM. Pri 80 °C skoraj ni sprememb, pri 90 °C se nevtralizacijsko število zmerno zveča, pri 120 °C že po 50 urah se nevtralizacijsko število močno zveča. Pri 90 °C se nevtralizacijsko število zveča, najhitreje pri olju bio 1, sledi olje bio 2, najmanjšo spremembo pa smo zaznali pri olju bio 3. Pri mineralnem olju ni opaznih sprememb vrednosti nevtralizacijskega števila. Bio 2 120C =,e^e—-ee 80C~ 90C- 0 25 50 75 100. 125 150 175 200 225 Čas (ure) F90C^120°C^80°C 74 72 70 68 66 64 Min 1 !90«C 120°C 0 25 50 75 100. 125 150 175 200 225 Čas (ure) F90^120°C^80°C Sl. 1. Spreminjanje kinematične viskoznosti v odvisnosti od časa in temperature grin^sfcflMiscsD ^BSfirTMlliC I stran 218 A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared Preglednica 1. Relativne spremembe kinematične viskoznosti in absolutno zvečanje nevtralizacijskega števila Vzorec olja bio 1 bio 2 bio 3 min 1 Temp. 80* 50 90 120 80*___________50___________ 90 120 90 120 BM 80* 50 120 90 120 Število ur 225 50 225 50 80* 50 225 50 50 80* 50 45 50 Relativna sprememba kinematične viskoznosti ___________%____________ -0,8 9,6 20,6_______________ 1,2___________ -11,3_______________ 20,7_________________ 3,6 -2,6_______________ 19,2_______________ 0,8 26,2_______________ -0,7 -0,7 -3,5_______________ Absolutna sprememba nevtralizacijskega števila mgKOH/g -0,01 3,78 2,07_________ 0,65_________ 1,64_________ 2,98_________ 0,29 1,10_________ 1,64_________ -0,05 3,19_________ -0,08 -0,05 -0,19_________ *dodan 1 v/v % vode Bio 1, BM 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 Čas (ure) 90-C ^120°C ^80°C -BM 120°CBM 80^ 5 4 3 2 1 0 i- Bio 2 -120-C -90-C- 80"C~ 5 4 3 2 1 0 Bio 3 _120'C 80°C 25 50 75 100 125 150 175 200 225 Čas (ure) ^C^120°C^80°C Min 1 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 Čas (ure) 0 i 0 25 50 75 100 125 150 Čas (ure) F90C^120°C^80°C 175 200 225 Sl. 2. Spreminjanje deleža prostih kislin (nevtralizacijsko število) v odvisnosti od časa in temperature V preglednici 1 so prikazane relativne spremembe viskoznosti ter absolutno zvečanje nevtralizacijskega števila glede na sveža olja. Splošno sprejeta meja še dopustne relativne spremembe kinematične viskoznosti (merjene pri 40 °C) med obratovanjem je ±15 %, glede na sveže olje. To pomeni, da je temperatura 120 °C absolutno previsoka za vsa tri bio olja in mešanico. Relativni dvig viskoznosti zaradi polimerizacije, kot posledice oksidacije olja, je pri tej temperaturi izredno velik (med 19,2 in 26,2 %) za časovno tako kratko obremenitev. Nasprotno so relativne spremembe viskoznosti pri 90 °C po 225 delovnih urah pri olju bio 1 (9,6 %), bio 2 (-11,3 %) in bio 3 (-2,6 %) sprejemljive, kar pomeni, da je 90 °C še relativno varna delovna temperatura. Pri 80 °C po 50 urah pri nobenem olju nismo opazili omembe vrednih sprememb. | IgfinHŽšlbJlIMlIgiCšD I stran 219 glTMDDC A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared Absolutno zvečanje vrednosti nevtralizacijskega števila zaradi procesov oksidacije za več ko 2 mgKOH/g je že kritično ([4] do [7]). V nasprotju od relativnega dviga kinematične viskoznosti, ki pri 90 °C za olje bio 1 po 225 urah še ni kritično, nevtralizacijsko število pri tem olju doseže kritično vrednost že po 150 do 160 urah (sl. 2, pregl. 1). Pri oljih bio 2 in bio 3 absolutna sprememba nevtralizacijskega števila pri 90 °C, ob koncu preskusa, ne preseže kritične vrednosti. Pri temperaturi 120 °C je bilo zvečanje nevtralizacijskega števila, razen pri olju bio 3, preveliko pri vseh preostalih bio oljih, vključno z mešanico. Zaradi prekratkega časa obremenitve pri 80 °C, kljub navzočnosti vode ni opaznih sprememb. Spremembe nevtralizacijskega števila pri olju min 1 so nepomembne. 1.2 Analiza IR spektrov Oksidacijo, samo-oksidacijo in polimerizacijo smo vrednotili tudi iz posnetih IR spektrov tako, da smo primerjali IR spektre vzorcev olj po temperaturni in časovni obremenitvi z IR spektri svežih olj [8]. Z IR spektroskopijo smo spremljali samo olje bio 1 in mešanico olj BM. Preglednica 2 prikazuje najbolj značilne absorpcijske trakove v IR spektrih rastlinskih olj. V IR spektrih vzorca olja bio 1 po preskusu obrabe (120 °C) so bile opazne razlike v območjih med 3700 in 3300 cm1 in med 1800 in 1550 cm1, ki sta značilni za nastale oksidacijske ostanke, kot so kisline, ketoni, aldehidi in alkoholi (sl. 3). Prav tako lahko enake spremembe opazimo pri mešanici BM v enakih Preglednica 2. Značilni absorpcijski trakovi v IR spektru rastlinskih olj Nihanje Absorpcijski trak (cm-1) alkoholi 3600 - 3500 kisline 3600 - 2500 2 x n(C=O) 3472 n(OH) 3450 v(=C-H) 3021 n(C=O) ester 1745 n(C=O) keton 1718 n(C=C) 2x konjug. 1639 n(C=C) 3x konjug. 1626 n(C-O) ester 1163 v(=CH) 1000 - 965 80,5 = 75- / 70 65-60-55-50-45-40-35-30 25 20-15 10-5-0,0---------------- območji značilnih sprememb 3600 3200 2800 2400 1800 1600 1400 1200 1000 800 600,0 Sl. 3. IR spektra olja bio 1 po preskusu obrabe (120 °C) VBgfFMK stran 220 A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared 79,6. / 75 / \ / 70: y 65 - I ^A 60 \V 55 j!^^- 50-45 40 %T 35-30 25-20-15-10-5 0,0______________________ območji značilnih sprememb ____ sveže j ____ 20 ur .......... 50 ur 4000,0 300 1500 cm-1 Sl. 4. IR spektri mešanice BM po preskusu obrabe (120 °C) 85,0. 80- J 75 -/ 70-65 60-55-50 45-%T 40-35 30-25-20-15-10-5 0,0-------------- območji značilnih sprememb Sl. 5. IR spektri olja bio 1 po preskusu jamičenja (90 °C) 0,300 , 0,28 3472,5 0,26 -| : \ 0,24 \ /Ai 3522,9 / 1 0,22 -| \ / 1 0,20 -I / / 0,16 4 // 0,14 i j 0,12. jT :50 ur 20 ur 0,10 0,080 \--------------,-------------------- 3700,0 3600 3300,0 cm-1 0,0 0, 0, 0,0800 -0,075 - 0,065 - 0,060 - 0,055 - / 0,050 - / 0,045 - / 0,040 - / 3556,5 0,035 - 0,030 - 0,025 - 0,020 J / A 0,015- jC / N 0,010- y^^~y 0,005 -f 0,000 --0,005 --0,010--0,015--0,0200 -I------------------,----------- 3306,3 225 ur - sveže 60ur - sveže 3400 3200 3100,0 cm-1 Sl. 6. Zvečevanje intenzivnosti absorpcijskega traku okoli 3530 cm1 za olje bio 1(120 °C) Sl. 8. Naraščanje intenzivnosti absorpcijskega traku okoli 3530 cm1 za olje bio 1 (90 °C) 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600,0 cm-1 A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared 0,0800 0,075 0,070 0,065 - 0,060- 0,055 0,050 0,045_ 0,040- 0,035 - 0,030 A 0,025- 0,020- 0,015- 0,010 /" ..•"¦ V-0,005 - ,-*V'' 0,000- -0,005 - -0,010- -0,015 -0,0200______________________ 3537,92 50 ur ,/ 3318,82 3451,55 20 ur 3700,0 360 Sl. 7. Naraščanje intenzivnosti absorpcijskega traku okoli 3530 cm-1 za mešanico BM (120 °C) 0,500 , 0,45-0,40-0,35 0,30-0,25 a 0,20- 0,15 0,10- 0,05 0,00-........... -0,05 -0,100 4--------------------1------ 1820,0 1800 1757,84 1742,53 1725,62 1712,82 1689,05 1775,66 1727,67 \ ,50 ur - sveže 1635,12 159,9,02 20 ur - sveže 700 1680 cm-1 Sl. 9. Diferencialni spekter mešanice BM (120 °C) razmerah preskušanja (sl. 4) in pri olju bio 1 po preskusu jamičenja (sl. 5). V diferencialnih spektrih so spremembe v posameznih področjih, ki so značilna za nastanek oksidacijskih ostankov in dvojnih vezi, še bolj izrazite. Diferencialne spektre smo dobili tako, da smo od IR spektra olja po obremenitvi odšteli IR spekter svežega olja. Intenzivnost teta absorpcijskega traku okoli 3530 cm-1 (nihanje OH skupine) se s temperaturno in časovno obremenitvijo povečuje, kar kaže na zvečanje deleža alkoholov oz. kislin (sl. 6, 7 in 8). Novo nastale absorpcijske trakove karbonilne skupine (C=O) smo opazili v območju med 1750 in 1700 cm1. Pri vzorcu BM po 50 urah obremenitve na 120 °C in pri vzorcu bio 1 po 180 urah obremenitve na 90 °C se močno poveča absorpcijski trak pri 1726 cm1, ki ga lahko pripišemo nastanku aldehidnih skupin. Narašča tudi koncentracija OH skupin (absorpcijski trak pri 1776 cm1) (sl. 9 in 10). Izrazitih sprememb, ki so nastale pri olju bio 1 pri temperaturah 90 ° in 120 °C, po preskusu obrabe ob navzočnosti vode na 80 °C, v IR spektrih nismo opazili (sl. 11). Pri vzorcu mešanice BM so bile spremembe opaznejše (sl. 12). VH^tTPsDDIK stran 222 3400 3300 cm-1 A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared 0,600 0,55- 0,50 _ 0,45 0,40 _ 0,35 _ 0,30 0,25- 0,20 A 0,15- 0,10 _ 0,05. 0,00........ -0,05 _ -0,10--0,15- -0 ,2 00 ,1725,4 1769,8 '•¦225 ur - sveže 180 ur - sveže 60 ur - sveže 75 - rT \ 70- 65- 60 55 50 45- 35 30- 25 20- 15- 10- 5- 0,0-------------- 4000,0 3600 Sl. 11. IR spektri olja bio 1 po preskusu obrabe ob navzočnosti vode (80 °C) 78,3 n 70-/ \ 65 - 60 55- 50- 45 40-%T 35- 30 25- 20- 15- 10 5 -0,2---------------- 4000,0 3600 3200 2800 2400 3468,1 sveže 20 ur 50 ur 1600 1400 Sl. 12. IR spektri mešanice BM po preskusu obrabe ob navzočnosti vode (80 °C) 800 600,0 Pri mešanici BM, po preizkusu obrabe ob navzočnosti vode pri 80 °C, smo opazili razlike v IR spektrih v območju med 3700 in 3500 cm1 (nihanje OH vezi). Spremembe smo pripisali zmanjšanju deleža vode v olju po obremenitvi zaradi izparevanja. V drugih delih spektra bistvenih sprememb nismo opazili, (sl. 12 in 13). 2 OBRAVNAVA S slik 1, 2 in preglednice 1 lahko povzamemo, da je delovna temperatura 80 °C, pri kateri lahko repična olja obratujejo daljši čas, ni nevarna za povečano oksidacijo. Pri tej delovni temperaturi bi najverjetneje dosegli obdobja menjave, ki so običajna za mineralna olja. Tudi temperatura 90 °C za olja bio 2 in bio 3 po 225 urah ni bila kritična, tako zaradi dviga viskoznosti, kakor tudi zaradi spremembe nevtralizacijskega števila. So pa te spremembe kritične za olje bio 1. Po 225 urah je relativni dvig kinematične viskoznosti še v dopustnih mejah, absolutno zvečanje nevtralizacijskega števila pa preseže kritično vrednost že po 150 do 160 urah. Olje bio 2 je zato bolj odporno proti oksidaciji od olja bio 1. Temperatura | IgfinHŽšlbJlIMlIgiCšD I stran 223 glTMDDC 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600,0 cm-1 A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared 0,008 , 0,00- -0,01 - -0,02 ^V -0,03 \ -0,04 - -0,05 -A -0,06- -0,07- -0,08 -0,09 - -0,10 50 ur - sveže -0,1141-----------------------------------------------,------------ 20 ur - sveže / 3462,0 3991,2 3600 3200 cm-1 Sl. 13. Diferencialna spektra mešanice BM ob navzočnosti vode (80 °C) 120 °C je v vseh primerih popolnoma neprimerna. Pri tej temperaturi pride že po zelo kratkem času do velikih zvečanj viskoznosti in deleža prostih kislin. Zanimivo je tudi, da so spremembe viskoznosti in deleža prostih kislin pri mešanici BM, pri temperaturi 120 °C, bolj izrazite, kakor pri samem olju bio 1 (pregl. 1). V tem primeru in v tej kombinaciji ostanki oz. delež mineralnega olja v repičnem olju škodljivo vpliva na njegovo oksidacijsko stabilnost. Olje bio 3, ki se je izkazalo kot najbolj odporno proti oksidaciji od vseh treh bio olj in bi verjetno daljši čas, brez velikih sprememb, preneslo tudi nekoliko višje temperature, se še vedno ne more primerjati z mineralnim oljem. Po pričakovanju so bile relativne spremembe viskoznosti in absolutne spremembe nevtralizacijskega števila pri mineralnem olju zanemarljive. Mineralno olje pri teh temperaturah in časovnih obremenitvah vsekakor še ni izpostavljeno oksidaciji. Iz IR spektrov lahko ugotovimo navzočnost aldehidov, ketonov, kislin in alkoholov. Izkazalo se je, da obstaja zveza med nastajanjem oksidacijskih ostankov, opaznih v IR spektrih in naraščanjem deleža prostih kislin (sl. 2). Oksidacijo prav tako lahko spremljamo z merjenjem viskoznosti (sl. 1). Polimerizacija, kot posledica oksidacije, se v mejnih vrednostih relativne spremembe kinematične viskoznosti ni vedno pokrivala s spremembami deleža prostih kislin, zato je za zanesljivo spremljanje staranja repičnih olj, poleg spremljanja sprememb vrednosti nevtralizacijskega števila in IR spektrov, potrebno tudi spremljanje relativnih sprememb kinematične viskoznosti. Z deležem kislih ostankov oksidacije lahko torej spremljamo celotno stopnjo oksidacije, z IR spektri novo nastale oksidacijske ostanke, z merjenjem viskoznosti pa polimerizacijo kot posledico oksidacije. 3 SKLEPI Rezultati preskusov mehansko-dinamičnih, kakor tudi fizikalno-kemijskih preskusov in analiz dajejo naslednje sklepe. Rezultati preskušanja triboloških lastnosti treh biološko razgradljivih repičnih hidravlično/ reduktorskih olj pokažejo boljše ali vsaj enakovredne mehanske lastnosti ter slabšo oksidacijsko stabilnost v primerjavi s kakovostno primerljivim mineralnim oljem. Zaradi visoke polarnosti osnovnega repičnega olja in z njo povezane fizikalne oziroma kemijske adsorpcije maščobnih kislin na kovinsko površino imajo repična olja, z eno izjemo, manjše koeficiente trenja v mejnem mazalnem področju. Zaradi manjšega koeficienta trenja in velikega IV so delovne temperature pri uporabi teh olj tudi do 10 K nižje. To pa omogoča uporabo repičnih olj stopnje viskoznosti 46 po ISO3448 v napravah, v katerih se običajno uporablja mineralno olje stopnje viskoznosti 32 do 68 po ISO3448. Zaradi manjših koeficientov trenja in zato manjših strižnih sil v dotiku je boljša tudi odpornost repičnih olj na pojav jamičenja v primerjavi z mineralnim oljem. Največji pomanjkljivosti repičnih olj sta nezadostno delovanje aditivov AW/ EP pri velikih tlakih in visokih temperaturah ter omejena uporaba pri višjih temperaturah zaradi povečane oksidacije, pri čemer nižje delovne temperature lahko tudi deloma ublažijo slabo oksidacijsko stabilnost teh olj. Repična hidravlično-reduktorska olja s svojimi naravnimi lastnostmi in z aditivi AW/EP po lastnostih zlahka dosegajo kategorijo HLP /CLP (HLP HVLP - oznaka za hidravlična olja po DIN 51524, CLP - oznaka za reduktorska olja po DIN 51517) mineralnih olj. Z indeksom viskoznosti nad 200 dosegajo celo kategorijo HVLP. Največja prednost VBgfFMK stran 224 A. Arn{ek - A. Udov~ - J. Vi`intin: Primerjava tribolo{kih - Tribological Properties Compared repičnih olj je seveda njihova dobra biološka razgradljivost in nestrupenost. Tudi z vidika, da gre za obnovljivo surovino ima uporaba teh olj lahko pozitivne dolgoročne okolju prijazne in gospodarne prednosti. Z izbiro ustreznih materialov, tesnil, prepovedjo mešanja z drugimi sredstvi in z uporabo pri nižjih temperaturah, lahko torej z repičnimi mazalnimi olji dosežemo enake in celo boljše rezultate kakor z mineralnimi olji. 4 LITERATURA [1] Vižintin, J., A. Arnšek (2001) Primerjava triboloških lastnosti mineralnih in repičnih mazalnih olj; Osnove, načini preskušanja ter izbira preizkusnih olj, Strojniški vestnik, Vol. 47, št. 3. [2] Arnšek, A., J. Vižintin (2001) Primerjava triboloških lastnosti mineralnih in repičnih mazalnih olj; Rezultati mehansko-dinamičnih analiz, Strojniški vestnik, Vol. 47, št. 4. [3] Hubmann, A. (1994) Chemie pflanzlicher Ole, Okologische und okonomische Aspekte der Tribologie, TAE 94. [4] Pelzer, E. (1994) Normung und Vergaberichtlinien des Umweltzeichens von umweltschonenden Hydraulikfliissigkeiten, Okologische und okonomische Aspekte der Tribologie, TAE 1994. [5] Bartz, W.J., Handbuch der Tribologie, TAE [6] Feldmann, D.G., J. Hinrichs (1994) Umweltvertragliche Hydraulikfliissigkeiten in hochbelasteten hydrostatischen Getrieben, Okologische und okonomische Aspekte der Tribologie, TAE 94. [7] Stachowiak, G.W., A.W. Batchelor (1993) Engineering Tribology, Elsevier. [8] Hummel, Scholl (1998) Atlas der Polymer- und Kunstoffanalyse, Band 2, Teil b/I, Carl Hanser Verlag. Naslov avtorjev: Aleš Arnšek Alma Udovč prof.dr. Jože Vižintin Fakulteta za strojništvo Univerza v Ljubljani Aškerčeva 6 1000 Ljubljana Prejeto: Received: 30.1.2001 Sprejeto: Accepted: 27.6.2001 © Strojni{ki vestnik 47(2001)5,226-229 © Journal of Mechanical Engineering 47(2001)5,226-229 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 Strokovna literatura Professional Literature Strokovna literatura Professional Literature Iz revij IZ DOMAČIH REVIJ EGES, Energetika, gospodarstvo in ekologija skupaj, Ljubljana 2001, 2 Mali slovar tehnike ogrevanja (KZ Haustechnik/BL/ZJ) Kocijan, S.: Eksplozije plinov Merjenje toplote ni bilo še nikoli tako zanesljivo Popovič, B.: Pretoki v posameznih regulacijskih krogih morajo biti med seboj usklajeni Samec, N.: Možnosti nastanka škodljivih snovi pri sežigu odpadkov Hanžič, A.: Gorivne celice - pogonsko sredstvo prihodnosti Elektrotehniški vestnik, Ljubljana 2001, 1 Polutnik, A., Tovornik, B., Urbanija, M.: Razvoj mikroprocesorskega senzorja nivoja z uporabo programske opreme LabView Les, Ljubljana 2001, 3 Bizjak, F., Potočnik, A.: Simulacija stroškov za izbor sistemov za proizvodnjo oken (2. del) 2001, 4 Bitzinger, R., Vidmar, Ž.: Naravi prijazni materiali in tehnologije v površinski zaščiti oken in vrat 2001, 5 Tišler, V., Lipušček, I.: Toksične snovi v lesovih Naglic, V.: Pritrjevanje orodja za obdelavo lesa in umetnih materialov na stroje Obzornik za matematiko in fiziko, Ljubljana 2001, 2 Cedilnik, A.: O prostorskih kotih 2001, 3 Prosen, M.: Glede koledarja le toliko Organizacija, Maribor, Kranj 2001, 4 Pajk, E.: Elektronsko posredovanje storitev 2001, 5 Slovnik, M.: Možnosti povezovanja v lesni dejavnosti na osnovi okoljskih zahtev Vakuumist, Ljubljana 2001, 3 Kovač, J.: Fazna meja kovina/polprevodnik Šurca Vuk, A., Živkovič, J., Opara Krašovec, U., Orel, B., Kohl, M.: Spektralno selektivne površine za sončne zbiralnike in sončne fasade zgradb: Strukturne in optične lastnosti spinelnih prevlek Ti:CoCuMnO in CoCuMnO , pripravljenih po postopkih sol-gel Varilna tehnika, Ljubljana 2001, 1 Suban, M.: Kaotično obnašanje prehoda materiala pri MAG/MIG načinu varjenja 2001, 4 Toyoda, M., Praunseis, Z., Ohata, M.: Lomno obnašanje zvarov pri statičnih in dinamičnih obremenitvah IZ TUJIH REVIJ Elektrotehnika, Zagreb 2000, 1-2 Tomičič, B.: Prilog proračunu struje kratkog spoja kaveznog asinhronog stroja Vujovič, I.: Digitalna analiza slike i računalna pomoč u dijagonostici azbestoze 2000, 3-4 Štefanko, S., Bogut, M., Paljan, D., Krušelj, D., Kurtovič, I., Momič, M.: Detekcija prekida kaveza rotora asinhronog motora Zelič, R., Filipovič, V: Optički strujni pretvornici Strojarstvo, Zagreb 2000, 5-6 Dejhalla, R., Prpič-Oršič, J.: Numeričko modeliranje optjecanja broda na slobodnoj površini potencijalnim strujanjem Cukor, G.: Metoda za stohastičko modeliranje postojanosti alata Trp, A.: Termodinamička analiza toplinskih pojava kod rotirajučeg regeneratora topline u sustavu termoelektrane srednje snage Pavkovič, B.: Matematički model sustava za posredno hladenje s toplinskim spremnikom CDA Condizionamento dell’aria Riscaldamento Refrigerazione, Milano 2001, 3 Corcione, M., Fontana, L., Moncada Lo Giudice, G.: Riscaldamento a pavimento radiante. Uno studio teorico sul comportamento termico 01-5 VH^tTPsDDIK stran 226 Strokovna literatura - Professional Literature Colombari, M., Cesaratto, G.A., Zecchin, R: Ponti termici nelle strutture edilizie. Alcune osservazioni sui coefficienti lineici e valutazione delle temperature superficiali minime. Quarta parte 2001, 4 Di Matteo, U., Asdrubali, F., Ludovisi, A.: La certificazione energetica degli edifici. Prima parte 2001, 5 Olesen, B.W.: Linee guida per il comfort, Alcuni argomenti affrontati in fase di revisione dello standard ASHRAE 55-1992 2001, 6 Cellai, G., Carletti, C, Raffellini, G.: IAQ in ambiente ospedaliero. Prima parte HLH Heizung Luftung/Klima Haustechnik, Dusseldorf 2001, 4 Draxler, D., Siepert, H.: Entwurfsverfahren zur optimalen Gestaltung von Radialventilatoren Mai, H.-J., Hanel, B.: Wirtschaftliche und brandschutztechnisch sichere Installationen 2001, 5 Schlott, S.: Hydraulisch optimierte Leitungen fiir grobe thermische Solaranlagen Sokollik, F., Birnbaum, V, Heibel, M.: Optimale Steuerung und Regelung von Klimaanlagen - Teil 1 Patočka, J.: Neue Betrachtung der Vergleichsmessung Gliick, B.: Ortsabhangige Kiihlleistung von Massivbauteilen mit integrierten Rohrregistern Draxler, D., Siepert, H.: Entwurfsverfahren zur optimalen Gestaltung von Radialventilatoren IDR, Industrie Diamanten Rundschau, Willich 2001, 2 Kramer, D.: ECD-Schleifen - Ein Quantensprung in der Bearbeitung moderner Schneidwerkstoffe Ardelt, T., Barth, C, Daus, N., Eichgriin, K., Hessel, D., Kreis, R., Pahler, D., Schafer, L., Schmidt, C, Spengler, C, Sroka, F.: Charakterisierung keramischer Oberflachen - Teil 1 IDR, Industrial Diamond Review, Ascot 2001, 1 Uhlmann, E., Rabe, H., Bublath, B., Briicher, M.: Turning of ceramics with diamond tools Collins, J.L., Cook, M.W., Ninnis, T.: New developments in ultrahard machining of wood and non-metals MEMOIRS, Kobe Tamura, K., Fukusumi, T.: Dynamic response of soft settled type of offshore structure Sakagami, K., Yairi, M., Morimoto, M., Minemura, A., Andow, K.: A simplified analysis of the sound radiation from a double-leaf structure with a one-dimensional piston vibration model Zheng, J., Kishimoto, S., Ochi, T., Yoshimura, T., Ohmura, N., Kataoka, K.: Flow structure of a submerged impinging jet near a free interface Renewable Energy World, London 2001, 3-4 Schock, H.-W., Pfisterer, F: Thin-film solar cells. Past, present and future Salaff, S.: A matter of waste - Anaerobic digestion in Toronto, Canada 2001, 5-6 Mangold, D.: Solar in the city: Active solar heating systems for urban areas Roithmayer, H.: Biomass on track: A high-tech ski manufacturer turns to wood fuel Nove knjige John Wiley & Sons Limited, Chichester Grewal, M., Weill, L., Andrews, A.P.: Global Positioning Systems, Inertial Navigation and Integration, ca.416 str., 60,95 GBP; Grewal, M., Pandrews, A.: Kalman Filtering; Theory and Practice using MATLAB, 2nd edition, ca. 420 str., 57,50 GBP; Kirby, M.: Pattern Analysis and Dimensionality Reduction, ca. 326 str., 46,50 GBP; Jones, D.: Handbook of Viscoelastic Vibration Damping, ca. 360 str., 75,00 GBP; Kraus, A.D., Azziz, A., Welty, J.R.: Extended Surface Heat, ca. 1168 str., 125,00 GBP; Roy, R.K.: Design of Experiments Using the Taguchi Approach, ca. 624 str., 70,95 GBP; Parnes, R.: Solid Mechanics in Engineering, ca. 528 str., 24,95 GBP; Weber, W.: Environmental Systems and Processes: Principles, Modeling, and Design, ca. 568 str., 64,50 GBP; Baher, H.: Analog and Digital Signal Processing, 2nd edtion, ca. 504 str., 34,95 GBP; Acha, E., Madrigal, M.: Power Systems Harmonics, Computer Modelling and Analysis, ca. 328 str., 75,00 GBP; Va n Yee, P., Haykin, S.: Regularized Radial Basis Function Networks, ca. 192 str., 57,50 GBP; stran 227 |^BSSITIMIGC Strojni{ki vestnik - Journal of Mechanical Engineering Santamarina, J.C., Fam, M.A.: Particulate Materials and Waves, ca. 450 str., 95,00 GBP; O’Connor, P.: Test Engineering, A Concise Guide to Cost-effective Design, Development and Manufacture, ca. 225 str., 39,95 GBP; Manwell, J., McGowan, J., Rogers, A.: Wind Energy Explained, ca. 512 str., 39,95 GBP; Maldague, X.: Theory and Practice of Infrared Technology for Nondestructive Testing, ca. 680 str., 100,00 GBP; Pitas, I. Kontropoulos, C: Nonlinear Model-Based Image/Video Processing, ca. 350 str., 60,95 GBP; Severance, F.: Systems Modelling & Simulation, ca. 544 str., 27,50 GBP; Burton, T, Sharpe, D, Jenkins, N, Bossanyi, E: Wind Energy Handbook, ca. 480 str., 75,00 GBP; Nicholas, J., White, D.: Traceable Temperatures, An Introduction to Temperature Measurement and Calibration, 2nd edition, ca. 392 str., 75,00 GBP; Tanaka, K.: A Model-Based Approach to Fuzzy Control; ca. 350 str., 64,50 GBP; Bar-Shalom, Y, Xiao-Rong Li, Kirubarajan, T: Estimation, Tracking and Navigation, Theory, Algorithms and Software, ca. 60 str., 67,95 GBP; Passino, K.M., Gazi, V., Moore, M.L., Shacklefor, WP., Proctor, F.M., Albus, J.S.: The RCS Handbook, Tools for Real Time Control Systems Software Development, ca. 300 str., 53,50 GBP; Banerjee, P., Zetu, D.: Virtual Manufacturing, ca. 384 str., 57,50 GBP; Khansari, M.M., Booser, E.R.: Applied Tribology, ca. 512 str., 70,95 GBP; Shabana, A.A.: Computational Dynamics, 2nd edition, ca. 520 str., 67,95 GBP; Wong, J.Y.: Theory of Ground Vehicles, 3rd edition, ca. 560 str., 67,95 GBP; Kaviany, M.: Principles of Heat Transfer, ca. 1000 str., 89,50 GBP; Marshall, J.S.: Inviscid Incompressible Flow, ca. 550 str., 70,95 GBP. James & James (Science Publishers) Ltd, London Hansen, M.O.L.: Aerodynamics of Wind Turbines, 152 str. 40,00 USD. Springer for Science, Ijmuiden Padmanabhan, K.A., Casin. R.A.: Superplastic Flow, 363 str., 198,00 DEM; Bunge, H.J., Pohlandt, K., Tekkaya, A.E., Banabic, D.: Formability of Metallic Materials, 334str., 249,00 DEM; Blackburn, J.A.: Modern Instrumentation for Scientists and Engineers, 319 str., 139,00 DEM. ^BSfiTTMlliC | stran 228 Edward Elgar Publishing Ltd, Cheltenham Glos International Yearbook of Industrial Statistics 2001, ca. 720 str., 140 GBP; Radosevic, S.: International Technology Transfer and Catch-up in Economic Development, 296 str., 59,95 GBP; Krueger, A.B.: Education Matters, 512 str., 65,00 GBP; Belfield, C.R.: Economic Principles for Education, 272 str., 55,00 GBP; Harmon, C., Walker, I., Westergaard Nielsen, N.: Education and Earnings in Europe, 256 str., 55,00 GBP; Mazzarol, T., Soutar, G.N.: The Global Market for Higher Education, 144 str., 39,95 GBP; Barnes, P.M., Barnes, I.G.: Environmental Policy in the European Union, 360str., 59,95 GBP; Markandya, A., Dale, N.: Measuring Environmental Degradation, ca. 384 str., 75,00 GBP. American Institute of Aeronautics and Astronautics, London Wie, B.: Space Vehicle Dynamics and Control, 564 str., 71,50 GBP; Zipfel, P.H.: Modeling and Simulation of Aerospace Vehicle Dynamics, 576 str., 66,95 GBP; Chobotov, V.A.: Orbital Mechanics, Second Edition, 447 str., 89,95 USD; AIAA Aerospace Design Engineers Guide, Fourth Edition, 396 str., 49,95 USD; Smetana, F.O.: Introductory Aerodynamics and Hydrodynamics of Wings and Bodies: A Software-Based Approach, 241 str., 84,95 USD; Ojha, S.K.: Flight Performance of Aircraft, 516 str., 84,95 USD; Mahapatra, P., Doviak, R.J., Mazur, V. and Zrnic, D.S.: Aviation Weather Surveillance Systems, 453 str., 94,95 USD; Stinton, D.: The Anatomy of the Airplane, Second Edition, 445 str., 79,95 USD; Seddon, J.: Basic Helicopter Aerodynamics, 133 str., 59,95 USD; Emanuel, G.: Advanced Classical Thermodynamics, 234 str. 49,95 USD; Jenn, D.: Radar and Laser Cross Section Engineering, 476 str., 89,95 USD; Parkinson, B.W., Spilker, J.J., Axelrad, P., Enge, P. : Global Positioning System: Theory and Aplications, 781 str., 89,95 USD; Shuh-Jing Ying: Advanced Dynamics, 366 str., 84,95 USD; Malyshev, V.V., Krasilshikov, M.N., Karlov, V.I.: Optimization of Observation and Control Processes, 349 str., 69,95 USD; Palazotto, A.N., Dennis, S.T.: Nonlinear Analysis of Shell Structures, 251 str., 61,95 USD. Strokovna literatura - Professional Literature Ocene knjig D. Christianus : Management von Kundenzufriedenheit und Kundenbindung Zal.: Expert Verlag GmbH, Reinningen-Malmsheim 1999. Obseg: 194 strani, 15 slik, 24 tabel, 16 citatov literature. Cena je 38 DEM. Prodajo in distribucijo tehničnih izdelkov in/ ali storitev ponavadi opravljajo ljudje z izobrazbo tehnične ali naravoslovne smeri. Tipičen primer take aktivnosti je trženje merilnih inštrumentov. Izobraževalni programi naravoslovno-tehničnih fakultet praviloma ne vključujejo kurzov izobraževanja menedžmenta prodaje tehničnih izdelkov in storitev ter servisiranja strank. Pričujoča knjiga naslavlja prav to problematiko. Poseben poudarek je dan metodologiji pridobivanja povratne informacije od strank in vrednotenju kakovosti uslužnostnih aktivnosti. Knjiga je razdeljena na pet poglavij. V uvodu je predstavljena problematika menedžmenta tehničnih-marketinških aktivnosti in kazalci za ocenjevanje kakovosti storitev. Ločeno sta predstavljeni analiza zadovoljstva strank in zadovoljstva osebja pri prodaji znotraj podjetja (eksterna in interna presoja organiziranosti aktivnosti). Drugo poglavje obravnava metodologijo izvedbe analize kakovosti storitev. Sistematično je predstavljena organizacija zbiranja povratne informacije in metodologija vrednotenja rezulatatov Tretje poglavje, ki je razmeroma kratko, je posvečeno presoji servisne dejavnosti znotraj podjetja. Četrto poglavje analizira pomembnost človeškega dejavnika v odnosu do strank. Na nekaj primerih je predstavljen postopek japonskega eksperta Ishikawe. Še več primerov je nato predstavljeno v petem poglavju. V zadnjem, šestem, poglavju so nato navedeni še primeri vprašalnikov za ocenjevanje kakovosti storitev. Knjiga je zanimivo branje za vsakega tehnika, ki se, ali se bo, ukvarjal z menedžmentom tehničnih produktov in/ali storitev. Priporočam jo tudi raziskovalcem, ki ponujajo svoje usluge na industrijskem trgu. I. Emri stran 229 |^BSSITIMIGC © Strojni{ki vestnik 47(2001)5,230 © Journal of Mechanical Engineering 47(2001)5,230 ISSN 0039-2480 ISSN 0039-2480 Osebne vesti Personal Events Osebne vesti Personal Events Doktorati, magisteriji, diplome DOKTORATI Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru je dne 11. maja 2001 mag. Tomaž Rojs z uspehom zagovarjal svojo doktorsko disertacijo z naslovom: “Oblikovanje simulacijskega modela za optimiranje in nadzorovanje proizvodnih procesov”. S tem je navedeni kandidat dosegel akademsko stopnjo doktorja tehničnih znanosti. MAGISTERIJI Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru je dne 25. maja 2001 Ignacijo Biluš z uspehom zagovarjal svoje magistrsko delo z naslovom: “Kavitacijski vrtinec v sesalnem vodu radialne turbočrpalke”. S tem je navedeni kandidat dosegel akademsko stopnjo magistra tehničnih znanosti. DIPLOMIRALI SO Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani so pridobili naziv univerzitetni diplomirani inženir strojništva: dne 25. maja 2001: Andrej KOKALJ, Mitja LAHARNAR, Rajmund MLAKAR, Lovrenc NOVAK; dne 28. maja 2001: Silvo BOGATAJ, Tomaž BUČAR, Boštjan ČERNE, Samo GAZVODA, Mitja MAHNIČ, Miha PAVLIC. Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru so pridobili naziv univerzitetni diplomirani inženir strojništva: dne 31. maja 2001: Vinko BRATINA, Stanislav BUH, Branko DEBELAK, Melita FLAC, Evgen JESENKO, Mitja KOVAČIČ, Srečko PERTINAČ, Franc STERLE, Boris TOMAŽIN, Nenad TRKULJA, Bogdan ŽAGAR. * Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani so pridobili naziv diplomirani inženir strojništva: dne 10. maja 2001: Robert PERIC, Franc ŠKRABEC, Matjaž TURK; dne 11. maja 2001: Miloš BELTRAM, Marin GIZDAVČIČ, Mauro GULJA Peter MATKOVIČ, Jože PLUT; dne 14. maja 2001: Andrej BRAČUN, Sašo OREL, Bojan PAKIŽ. Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru so pridobili naziv diplomirani inženir strojništva: dne 31.maja 2001: Albin BIZJAK, Franc GALJOT, Rada GLIGORIN, Stanko KUNEJ, Darko PAVLOVIČ, Branko PEČOLAR; Dragotin POGOREVC, Boris RAZPOTNK, Evgen VRŠNAR, Robert ZAMUDA, Marko ŽIŽEK. * Na Fakulteti za strojništvo Univerze v Mariboru sta pridobila naziv inženir strojništva: dne 31. maja 2001: Aleš ROKAVEC, Maks VIVOD VH^tTPsDI wm&\ grin^sfcflMiscsD stran 230 © Strojni{ki vestnik 47(2001)5,231-232 ISSN 0039-2480 Navodila avtorjem © Journal of Mechanical Engineering 47(2001)5,231-232 ISSN 0039-2480 Instructions for Authors Navodila avtorjem Instructions for Authors Članki morajo vsebovati: - naslov, povzetek, besedilo članka in podnaslove slik v slovenskem in angleškem jeziku, - dvojezične preglednice in slike (diagrami, risbe ali fotografije), - seznam literature in - podatke o avtorjih. Strojniški vestnik izhaja od leta 1992 v dveh jezikih, tj. v slovenščini in angleščini, zato je obvezen prevod v angleščino. Obe besedili morata biti strokovno in jezikovno med seboj usklajeni. Članki naj bodo kratki in naj obsegajo približno 8 tipkanih strani. Izjemoma so strokovni članki, na željo avtorja, lahko tudi samo v slovenščini, vsebovati pa morajo angleški povzetek. Vsebina članka Članek naj bo napisan v naslednji obliki: - Naslov, ki primerno opisuje vsebino članka. - Povzetek, ki naj bo skrajšana oblika članka in naj ne presega 250 besed. Povzetek mora vsebovati osnove, jedro in cilje raziskave, uporabljeno metodologijo dela,povzetek rezulatov in osnovne sklepe. - Uvod, v katerem naj bo pregled novejšega stanja in zadostne informacije za razumevanje ter pregled rezultatov dela, predstavljenih v članku. - Teorija. - Eksperimentalni del, ki naj vsebuje podatke o postavitvi preskusa in metode, uporabljene pri pridobitvi rezultatov. - Rezultati, ki naj bodo jasno prikazani, po potrebi v obliki slik in preglednic. - Razprava, v kateri naj bodo prikazane povezave in posplošitve, uporabljene za pridobitev rezultatov. Prikazana naj bo tudi pomembnost rezultatov in primerjava s poprej objavljenimi deli. (Zaradi narave posameznih raziskav so lahko rezultati in razprava, za jasnost in preprostejše bralčevo razumevanje, združeni v eno poglavje.) - Sklepi, v katerih naj bo prikazan en ali več sklepov, ki izhajajo iz rezultatov in razprave. - Literatura, ki mora biti v besedilu oštevilčena zaporedno in označena z oglatimi oklepaji [1] ter na koncu članka zbrana v seznamu literature. Vse opombe naj bodo označene z uporabo dvignjene številke1. Oblika članka Besedilo naj bo pisano na listih formata A4, z dvojnim presledkom med vrstami in s 3 cm širokim robom, da je dovolj prostora za popravke lektorjev. Najbolje je, da pripravite besedilo v urejevalnilku Microsoft Word. Če uporabljate kakšen drug urejevalnik besedil, prosimo, da besedilo konvertirate v navadno ASCII (tekstovno) obliko. Hkrati dostavite odtis članka na papirju, vključno z vsemi slikami in preglednicami ter identično kopijo v elektronski obliki. Prosimo, da ne uporabljate urejevalnika LaTeX, saj program, s katerim pripravljamo Strojniški vestnik, ne uporablja njegovega formata. V urejevalniku LaTeX oblikujte grafe, preglednice in enačbe in jih stiskajte na kakovostnem laserskem tiskalniku, da jih bomo lahko presneli. Enačbe naj bodo v besedilu postavljene v ločene vrstice in na desnem robu označene s tekočo številko v okroglih oklepajih Enote in okrajšave V besedilu, preglednicah in slikah uporabljajte le standardne označbe in okrajšave SI. Simbole fizikalnih veličin v besedilu pišite poševno (kurzivno), (npr. v, T, n itn.). Simbole enot, ki sestojijo iz črk, pa pokončno (npr. ms 1, K, min, mm itn.). Papers submitted for publication should comprise: - Title, Abstract, Main Body of Text and Figure Captions in Slovene and English, - Bilingual Tables and Figures (graphs, drawings or photographs), - List of references and - Information about the authors. Since 1992, the Journal of Mechanical Engineering has been published bilingually, in Slovenian and English. The two texts must be compatible both in terms of technical content and language. Papers should be as short as possible and should on average comprise 8 typed pages. In exceptional cases, at the request of the authors, speciality papers may be written only in Slovene, but must include an English abstract. The format of the paper The paper should be written in the following format: - A Title, which adequately describes the content of the paper. - An Abstract, which should be viewed as a miniversion of the paper and should not exceed 250 words. The Abstract should state the principal objectives and the scope of the investigation, the methodology employed, summarize the results and state the principal conclusions. - An Introduction, which should provide a review of recent literature and sufficient background information to allow the results of the paper to be understood and evaluated. - A Theory - An Experimental section, which should provide details of the experimental set-up and the methods used for obtaining the results. - A Results section, which should clearly and concisely present the data using figures and tables where appropriate. - A Discussion section, which should describe the relationships and generalisations shown by the results and discuss the significance of the results making comparisons with previously published work. (Because of the nature of some studies it may be appropriate to combine the Results and Discussion sections into a single section to improve the clarity and make it easier for the reader.) - Conclusions, which should present one or more conclusions that have been drawn from the results and subsequent discussion. - References, which must be numbered consecutively in the text using square brackets [1] and collected together in a reference list at the end of the paper. Any footnotes should be indicated by the use of a superscript1. The layout of the text Texts should be written in A4 format, with double spacing and margins of 3 cm to provide editors with space to write in their corrections. Microsoft Word for Windows is the preferred format for submission. If you use another word processor, please convert to normal ASCII (text) format. One hard copy, including all figures, tables and illustrations and an identical electronic version of the manuscript must be submitted simultaneously. Please do not use a LaTeX text editor, since this is not compatible with the publishing procedure of the Journal of Mechanical Engineering. Graphs, tables and equations in LaTeX may be supplied in good quality hard-copy format, so that they can be copied for inclusion in the Journal. Equations should be on a separate line in the main body of the text and marked on the right-hand side of the page with numbers in round brackets. Units and abbreviations Only standard SI symbols and abbreviations should be used in the text, tables and figures. Symbols for physical quantities in the text should be written in Italics (e.g. v, T, n , etc.). Symbols for units that consist of letters should be in plain text (e.g. ms-1, K, min, mm, etc.). stran 231 glTMDDC Strojni{ki vestnik - Journal of Mechanical Engineering Vse okrajšave naj bodo, ko se prvič pojavijo, napisane v celoti v slovenskem jeziku, npr. časovno spremenljiva geometrija (ČSG). Slike Slike morajo biti zaporedno oštevilčene in označene, v besedilu in podnaslovu, kot sl. 1, sl. 2 itn. Posnete naj bodo v kateremkoli od razširjenih formatov, npr. BMP, JPG, GIF. Za pripravo diagramov in risb priporočamo CDR format (CorelDraw), saj so slike v njem vektorske in jih lahko pri končni obdelavi preprosto povečujemo ali pomanjšujemo. Pri označevanju osi v diagramih, kadar je le mogoče, uporabite označbe veličin (npr. t, v, m itn.), da ni potrebno dvojezično označevanje. V diagramih z več krivuljami, mora biti vsaka krivulja označena. Pomen oznake mora biti pojasnjen v podnapisu slike. Vse označbe na slikah morajo biti dvojezične. Za vse slike po fotografskih posnetkih je treba priložiti izvirne fotografije ali kakovostno narejen posnetek. V izjemnih primerih so lahko slike tudi barvne. Preglednice Preglednice morajo biti zaporedno oštevilčene in označene, v besedilu in podnaslovu, kot preglednica 1, preglednica 2 itn. V preglednicah ne uporabljajte izpisanih imen veličin, ampak samo ustrezne simbole, da se izognemo dvojezični podvojitvi imen. K fizikalnim veličinam, npr. t (pisano poševno), pripišite enote (pisano pokončno) v novo vrsto brez oklepajev. Vsi podnaslovi preglednic morajo biti dvojezični. Seznam literature Vsa literatura mora biti navedena v seznamu na koncu članka v prikazani obliki po vrsti za revije, zbornike in knjige: [1] Tarng, Y.S., Y.S. Wang (1994) A new adaptive controler for constant turning force. Int J Adv Manuf Technol 9(1994) London, pp. 211-216. [2] Čuš, F., J. Balič (1996) Rationale Gestaltung der organisatorischen Ablaufe im Werkzeugwesen. Proceedings of International Conference on Computer Integration Manufacturing Zakopane, 14.-17. maj 1996. [3] Oertli, PC. (1977) Praktische Wirtschaftskybernetik. Carl Hanser Verlag Minchen. Podatki o avtorjih Članku priložite tudi podatke o avtorjih: imena, nazive, popolne poštne naslove, številke telefona in faksa ter naslove elektronske pošte. Sprejem člankov in avtorske pravice Uredništvo Strojniškega vestnika si pridržuje pravico do odločanja o sprejemu članka za objavo, strokovno oceno recenzentov in morebitnem predlogu za krajšanje ali izpopolnitev ter terminološke in jezikovne korekture. Avtor mora predložiti pisno izjavo, da je besedilo njegovo izvirno delo in ni bilo v dani obliki še nikjer objavljeno. Z objavo preidejo avtorske pravice na Strojniški vestnik. Pri morebitnih kasnejših objavah mora biti SV naveden kot vir. Rokopisi člankov ostanejo v arhivu SV Vsa nadaljnja pojasnila daje: Uredništvo STROJNIŠKEGA VESTNIKA p.p. 197/IV 1001 Ljubljana Telefon: (01) 4771-757 Telefaks: (01) 2518-567 E-mail: strojniski.vestnik@fs.uni-lj.si All abbreviations should be spelt out in full on first appearance, e.g., variable time geometry (VTG). Figures Figures must be cited in consecutive numerical order in the text and referred to in both the text and the caption as Fig. 1, Fig. 2, etc. Figures may be saved in any common format, e.g. BMP, GIF, JPG. However, the use of CDR format (CorelDraw) is recommended for graphs and line drawings, since vector images can be easily reduced or enlarged during final processing of the paper. When labelling axes, physical quantities, e.g. t, v, m, etc. should be used whenever possible to minimise the need to label the axes in two languages. Multi-curve graphs should have individual curves marked with a symbol, the meaning of the symbol should be explained in the figure caption. All figure captions must be bilingual. Good quality black-and-white photographs or scanned images should be supplied for illustrations. In certain circumstances, colour figures may be considered. Tables Tables must be cited in consecutive numerical order in the text and referred to in both the text and the caption as Table 1, Table 2, etc. The use of names for quantities in tables should be avoided if possible: corresponding symbols are preferred to minimise the need to use both Slovenian and English names. In addition to the physical quantity, e.g. t (in Italics), units (normal text), should be added in new line without brackets. All table captions must be bilingual. The list of references References should be collected at the end of the paper in the following styles for journals, proceedings and books, respectively: [1] Tarng, Y.S., Y.S. Wang (1994) A new adaptive controler for constant turning force. Int J Adv Manuf Technol 9(1994) London, pp. 211-216. [2] Čuš, F., J. Balič (1996) Rationale Gestaltung der organisatorischen Ablaufe im Werkzeugwesen. Proceedings of International Conference on Computer Integration Manufacturing Zakopane, 14.-17. maj 1996. [3] Oertli, PC. (1977) Praktische Wirtschaftskybernetik. Carl Hanser Verlag Minchen. Author information The following information about the authors should be enclosed with the paper: names, complete postal addresses, telephone and fax numbers and E-mail addresses. Acceptance of papers and copyright The Editorial Committee of the Journal of Mechanical Engineering reserves the right to decide whether a paper is acceptable for publication, obtain professional reviews for submitted papers, and if necessary, require changes to the content, length or language. Authors must also enclose a written statement that the paper is original unpublished work, and not under consideration for publication elsewhere. On publication, copyright for the paper shall pass to the Journal of Mechanical Engineering. The JME must be stated as a source in all later publications. Papers will be kept in the archives of the JME. You can obtain further information from: Editorial Board of the JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING P.O.Box 197/IV 1001 Ljubljana, Slovenia Telephone: +386 (0)1 4771-757 Fax: +386 (0)1 2518-567 E-mail: strojniski.vestnik@fs.uni-lj.si VH^tTPsDDGC I gfTTMafcflMia&a] I stran 232