Bremsscheiben

[MrOsprey]

Zitat von radimir

... Mir geht es lediglich um die falsche Aussage, dass ein Auto angeblich besser bremsen soll, wenn die Scheiben schwerer sind, weil sie dann mehr Wärme aufnehmen. Denn das ist ohne wenn und aber FALSCH.

Hallo radimir,

grundsätzlich hast Du richtig gerechnet. Ich denke aber, so absolut falsch ist die o.g. Aussage nicht. Wie so oft in der Technik spielen mehrere Effekte eine Rolle. Das will ich im Folgenden auch gern begründen:
Wenn Du von 20 kg Masse der Bremsscheiben ausgehst, nehme ich an, daß Du nur die vorderen gerechnet hast. Jedenfalls ergibt sich dieser Wert, wenn man einen Durchmesser von ca. 300 mm und eine Dicke von 20 mm annimmt - die genauen Abmessungen der Scheiben kenne ich nicht. Aber ein (wenn auch geringerer Teil) der Bremsenergie wird von den hinteren Scheiben aufgenommen. Somit wird die adiabate Temperaturerhöhung < 500 K sein. Das ist durchaus eine Temperatur, die Bremsscheiben nach einer Vollbremsung annehmen können. Die Wärmeabfuhr an die Umgebung hängt von der wärmeübertragenden Oberfläche, der Temperaturdifferenz und dem Wärmeübergangskoeffizienten ab. Zu Beginn der Bremsung ist die Temperaturdifferenz noch gering. Erst mit dem Anstieg der Temperatur wird diese größer. Je größer die Masse der Bremsscheibe ist, um so geringer ist dieser Anstieg. Gleichzeitig nimmt aber auch der Wärmeübergangskoeffizient zu, da er nicht nur aus dem Anteil der Konvektion (abhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und der Luftführung, genauer von Re (Reynoldszahl) und Pr (Prandtl-Zahl)) sondern auch aus dem Strahlungswärmeübergang besteht. Nach Stefan-Boltzmann nimmt der Strahlungswärmestrom mit der 4. Potenz der Temperatur und somit der Strahlungswärmeübergangskoeffizient mit der 3. Potenz zu. Das kann bei hohen Temperaturen im Vergleich zur Luftkühlung schon ein erheblicher Anteil sein.

Lange Rede - kurzer Sinn: Beide Phänomene sind signifikant.