	MISCARI RELATIVE ALE FLUIDELOR PRIN MASINI SI ECHIPAMENTE
	CUPRINS: 1. Introducere in problema miscarilor relative ale fluidelor 1.1. Scurt istoric privind abordarea miscarilor relative 1.2. Importanta practica a cercetarilor privind miscarile relative 1.2.1. Realitatea curgerii relative si fictivitatea miscarii absolute 1.3. Asupra principiilor miscarii materiei in spatiu si timp 1.3.1. Principiul conservarii miscarii ca prim principiu al miscarii materiei 1.3.2. Principiul actiunii al lui Isaac Newton, al doilea principiu al mecanicii 1.3.3. Tripla entitate a spatiului, al treilea principiu al miscarii materiei 1.3.4. Despre notiunea de timp caracteristica miscarilor 2. Miscarea relativa a lichidului vascos prin canalele rotoarelor de turbomasini 2.1. Scurt istoric al considerarii miscarilor relative in rotoare de turbomasini 2.2. Sistemul de ecuatii in coordonate cilindrice pentru triedrul absolut 2.3. Legatura dintre variabilele si functiile absolute, relative si de transport 2.4. Sistemul dimensional de ecuatii cu derivate partiale in triedrul relativ 2.5. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii corespunzator triedrului relativ 2.6. Metoda generala de rezolvare a curgerii tridimensionale si nepermanente 2.7. Solutionarea miscarilor relative prin turbomasinile radiale centrifuge 2.7.1. Sistemul de ecuatii cu derivate partiale in coordonate polare 2.7.2. Eliminarea functiei de presiuni in miscarea bidimensionala 2.7.3. Eliminarea ecuatiei de conservare a masei fluidului incompresibil 2.7.4. Reteaua polara si dezvoltarile functiei de curent in serii Taylor finite 2.7.5. Relatia algebrica asociata ecuatiei cu derivate partiale a functiei de curent 2.7.6. Stabilitatea solutiei numerice si diagramele de relaxare a erorii 2.8. Conditiile la limite specifice rotoarelor turbomasinilor radiale centrifuge 2.8.1. In vecinatatea frontierelor solide 2.8.2. In sectiunea de iesire din rotorul radial 2.8.3. In sectiunea de intrare a fluidului in rotor 2.8.4. Aspectul vartejurilor inertiale si al curgerii relative in diferite geometrii de canale rotorice 2.9. Solutionarea numerica a curgerii relative in rotorul turbinei Francis radiale 2.9.1. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii specifice turbinelor centripete 2.9.2. Eliminarea functiei de presiuni in miscarea bidimensionala 2.9.3. Eliminarea ecuatiei de conservare a masei fluidului incompresibil 2.9.4. Relatia algebrica asociata ecuatiei functiei de curent 2.9.5. Valorile de calcul ale rotorului turbinei Francis de la CHE 2.9.6. Calculul repartitiilor de presiuni in rotorul turbinei Francis 2.9.7. Aproximarea constructiei paletei radiale a rotorului de la CHE 2.9.8. Conditiile la limite specifice miscarii relative prin rotorul turbinei radiale 2.9.9. Repartitia de presiuni pe paletele rotorului de turbomasina radiala 2.10. Cercetari experimentale ale curgerii relative prin turbomasinile radiale 2.10.1. Descrierea tehnica a instalatiei experimentale 2.10.2. Aparatele de masurare utilizate 2.10.3. Formulele de calcul ale presiunii si vitezei in miscarea relativa 2.10.4. Prelucrarea rezultatelor experimentale obtinute 2.11. Determinarea experimentala a termenului cavitational H 2.11.1. Descrierea instalatiei experimentale si a aparatelor de masurare 2.11.2. Formulele de calcul folosite 2.11.3. Masurile pregatitoare si efectuarea masuratorilor 2.11.4. Rezultatele experimentale obtinute 2.12. Studiul miscarii relative in rotoarele turbomasinilor axiale 2.12.1. Metoda generala de solutionare numerica a curgerii tridimensionale 2.12.2. Solutionarea aproximativa a curgerii relative tridimensionale 2.12.3. Stabilitatea solutionarii numerice a curgerii tridimensionale 2.12.4. Conditiile la limite specifice cazului turbomasinilor axiale 2.12.5. Configurarea retelei de calcul dintre doua palete 2.12.6. Intocmirea programului de calcul 3. Miscarea relativa a lichidului viscos in pompele tubulare 3.1. Sistemul de ecuatii cu derivate partiale aferent triedrului relativ 3.2. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii in triedrul relativ 3.3. Transformarea sistemului de ecuatii in vederea solutionarii numerice 3.3.1. Eliminarea functiei de presiuni 3.3.2. Introducerea functiei liniilor de curent in planul meridian al miscarii 3.4. Relatiile algebrice asociate celor doua ecuatii cu derivate partiale 3.5. Conditiile ce asigura stabilitatea solutionarii numerice 3.6. Conditiile la limite specifice problemei studiate 3.7. Indicatii pentru construirea programului de calcul 4. Miscarea relativa a apelor lacurilor, marilor si oceanelor planetei 4.1. Sistemul de ecuatii in coordonate sferice corespunzator tiedrului fix 4.2. Legatura dintre variabilele din triedrul absolut si din cel relativ 4.3. Sistemul de ecuatii corespunzator miscarii fata de triedrul relativ 4.4. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii din triedrul relativ 4.5. Deducerea relatiilor algebrice asociate sistemului de ecuatii 4.6. Relatiile de propagare a erorii si stabilitatea solutiei numerice 4.7. Conditii la limite specifice miscarii relative a apelor marilor si oceanelor 4.7.1. Pe suprafata libera a marii sau oceanului 4.7.2. Pe peretii solizi ai cuvei marii sau oceanului 5. Miscarea relativa a lichidului greu si vascos prin conducte in stare de vibratie 5.1. Sistemul de ecuatii in marimi dimensionale in triedrul absolut 5.2. Legatura dintre variabilele si functiile absolute, relative si de transport 5.3. Sistemul de ecuatii in marimi dimensionale in triedrul relativ 5.4. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii din triedrul relativ 5.5. Metoda generala de rezolvare a problemei tridimensionale si nepermanente 5.6. Eliminarea functiei ce da presiunile in curgerea tridimensionala 5.7. Efectul variatiilor de presiune in oscilatia verticala a conductei 5.8. Metoda aproximativa de integrare numerica 5.8.1. Relatia algebrica a functiei de curent si a componentei axiale a vitezei 5.8.2. Stabilitatea solutiei numerice si diagramele de relaxare ale retelei 5.9. Conditiile la limite specifice problemei si rezultatele obtinute 5.10. Cercetari experimentale privind interactiunea elasto-hidrodinamica dintre curgerea interioara a lichidului si vibratia unei tevi 5.10.1. Descrierea tehnica a instalatiei experimentale realizate 5.10.2. Aparatele de masurare utilizate la experimentare 5.10.3. Formulele utilizate pentru calculul diferitelor marimi fizice 5.10.4. Rezultatele evidentiate de cercetarile experimentale efectuate 5.10.5. Concluziile importante ale acestor cercetari experimentale 6. Miscarea relativa a curgerii lichidului greu si vascos peste o placa elastica in oscilatie 6.1. Deducerea sistemului de ecuatii fata de triedrul mobil atasat placii 6.2. Eliminarea functiei de presiuni 6.3. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii din triedrul relativ 6.4. Vibratia elastica a placii sub actiunea curgerii lichidului greu si vascos 6.5. Relatiile algebrice asociate ecuatiilor cu derivate partiale 6.6. Stabilitatea solutiei numerice si conditiile la limite specifice fenomenului studiat 7. Fenomenul de hidroplanare a pneului de vehicul 7.1. Stabilirea sistemului general de ecuatii pentru triedrul mobil 7.1.1. Relatiile dintre variabilele si functiile din triedrul absolut si relativ 7.1.2. Calculul derivatelor partiale ale functiilor din sistemul absolut 7.1.3. Sistemul de ecuatii corespunzator miscarii relative din triedrul mobil 7.2. Modelul matematic unidimensional al fenomenului de acvaplanare 7.2.1. Conditiile la limite in cazul modelului unidimensional 7.2.2. Modul de solutionare a curgerii in modelul matematic unidimensional 7.3. Modelul bidimensional al fenomenului acvaplanarii pneului de vehicul 7.3.1. Sistemul de ecuatii corespunzator curgerii relative a lichidului vascos 7.3.2. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii cu derivate partiale 7.3.3. Eliminarea functiei necunoscute integral a presiunii 7.3.4. Introducerea functiei liniilor de curent 7.3.5. Relatiile algebrice asociate ecuatiilor cu derivate partiale 7.3.6. Conditiile de stabilitate ale solutionarii numerice 7.3.7. Conditiile specifice la limitele domeniului ocupat de fluid 7.4. Modelul tridimensional al hidroplanarii pneului de autovehicul 7.4.1. Sistemul de ecuatii corespunzator curgerii relative a lichidului vascos 7.4.2. Adimensionalizarea sistemului de ecuatii cu derivate partiale 7.4.3. Relatiile algebrice asociate sistemului de ecuatii cu derivate partiale 7.4.4. Conditiile de stabilitate a solutionarii numerice 7.4.5. Aproximarea variatiei tridimensionale a presiunii in pata de contact 7.4.5.1. Variatia transversala a presiunii in cazul pneurilor de joasa presiune 7.4.5.2. Variatia transversala a presiunii la pneurile cu presiune ridicata 7.4.5.3. Variatia longitudinala a presiunii din pata de contact 7.4.5.4. Variatia presiunii in interiorul peliculei subtiri 7.4.6. Conditiile specifice vitezelor la limitele domeniului ocupat de fluid 7.4.6.1. Vitezele relative pe sol 7.4.6.2. Vitezele relative pe pneul rotii 7.4.6.3. Vitezele relative in planul median al petei de contact 7.4.6.4. Vitezele relative in sectiunea din amontele domeniului 7.4.6.5. Vitezele relative in sectiunea din aval a domeniului de calcul 7.4.6.6. Vitezele relative in sectiunea laterala a domeniului petei de contact 7.4.7. Principiile generale de intocmire a programului de calcul 7.4.8. Trasarea liniilor de curent pe diferite suprafete K = const 7.5. Studiul experimental al fenomenului de hidroplanare a pneului 7.5.1. Descrierea tehnica a instalatiei experimentale 7.5.2. Aparatele de masurare utilizate pentru experimentari 7.5.3. Formulele de calcul pentru diferitele marimi masurate 8. Modificarea formei valului calator pe un radier drept sau inclinat 8.1. Determinarea constantei C a lui Gerstner in functie de inaltimea valului 8.2. Miscarea relativa a valului calator fata de triedrul mobil cu viteza c 8.3. Miscarea relativa a valului calator fata de triedrul mobil pe planul inclinat 9. Miscarea relativa a particulelor solide sau a bulelor de gaz in curgerea lichidului vascos 9.1. Importanta cercetarilor privind erodarea tarmului de catre valuri 9.2. Ecuatiile miscarii relative a particulei solide sau a bulei de gaz 9.3. Calculul traiectoriei miscarii particulei solide sau a bulei de gaz 9.4. Conditiile initiale specifice problemei studiate 9.5. Miscarea particulelor solide sub actiunea valurilor pe un radier orizontal 9.6. Rezultate teoretice obtinute privind miscarea particulelor solide 9.7. Importanta renaturalizarii apelor din adancul Marii Negre 9.7.1. Hidrostatica conductelor verticale aerate 9.7.2. Schema coloanei statice aerate si a aerametrului de masura 9.7.3. Timpul de pornire al lichidului din conducta verticala Bibliografie Lucrari publicate Brevete de inventie Contracte de cercetare tehnico-stiintifice.
	PREZENTARE:
	PREFATA: Cartea ``Miscari relative ale fluidelor prin masini si instalatii`` constitue o monografie originala ce umple un gol in literatura stiintifica si tehnica de specialitate, cuprinzand rezultatele inedite ale cercetarilor teoretice si experimentale, publicate cu incepere din anul 1989 [Ca3], in domeniul miscarilor relative ale lichidelor grele si vascoase prin canale de masini si echipamente aflate intr-o miscare de rotatie, respectiv translatie, impulsionate de specificul spectrului miscarii relative prin ventilatorul transversal obtinut inca in anul 1969 (v. Scanteia Tineretului) si mult apreciat pe plan international (the 5th International Symposium on Flow Visualization [Ca3] Prague din 1989 si the World Renewable Energy Congress din 1990 [CaBaPoNe] Reading - United Kingdom), deschizand astfel o noua si fructoasa directie de cercetare, atat prin corectitudinea stiintifica a observatiei ca numai miscarea relativa are calitatea de a fi reala in cazul curgerilor de fluide vascoase prin interventia pierderilor de energie cauzate de frecare, cat si prin simplificarea conditiilor la limite in tratarea problemelor matematice aferente. Cercetarile au contribuit deocamdata la sustinerea a cinci remarcabile teze de doctorat: Robert Marius Remus Neacsu [Ne], Adrian Ciocanea [Ci], Sinjar Maro Tomeh [To], Dan Aurel Machita [Ma] si Raducu Viorel Iancu [CaIa1][CaIa2], alte trei teze ale doctoranzilor: Dan Andrei Andreian [CaAn][CaAnAn], Moutasem Ibrahim Alkhatib si George Dan Nedelcu [CaNed] fiind actualmente in pregatire pentru a fi sustinute. Complexitatea sporita a sistemelor de ecuatii neliniare cu derivate partiale ne-au condus in mod nemijlocit numai la solutionari numerice, introduse pentru prima data la noi in tara de regretatul profesor academician Dumitru Dumitrescu in anul 1955 [CaIoIam] si continuate apoi de mine in variate cazuri de o deosebita importanta stiintifica si tehnica, apreciate prin acordarea Premiului Aurel Vlaicu al Academiei Romane in anul 1988 pentru grupul de lucrari „Solutii numerice de curgeri de fluide viscoase”. Lucrarea incepe in primul capitol cu o scurta introducere in problema miscarilor relative, remarcand prima intuitie pe care o datoram lui Leonhard Euler si pe aceea a stabilirii sistemului de ecuatii cu derivate partiale al miscarii absolute si nepermanente a fluidului ideal, cat si a ecuatiilor turbomasinilor, iar mai apoi a fenomenelor ce au conditionat functionarea mai putin eficienta a turbomasinilor centrifuge fata de aceea a masinilor centripete, pentru a se ajunge la explicarea unor fenomene actuale de: vibratie a conductelor sau placilor elastice, hidroplanare a pneului de vehicul, propagarea valului calator pe un radier drept si inclinat, miscarea relativa a particulelor solide si a bulelor de gaz. Totodata, se prezinta si importanta practica a acestor cercetari privind miscarile relative, care au permis elucidarea unor fenomene cu efecte deosebite, cat si prezentarea inedita a principiilor ce stau la baza miscarii materiei in spatiu si timp, inclusiv Principiul original al Trientitatii Spatiului [Ca11][Ca12][UPB], pentru o mai buna intelegere a sensului fizico-matematic al miscarilor fata de triedrele mobile. Al doilea capitol este dedicat miscarii relative a lichidului vascos prin canalele rotoarelor de turbomasini, considerandu-se atat cazul masinilor radiale de pompe centrifugale [Ca4][Ca7] si al turbinelor centripetale [CaBaBoMu], cat si cel al turbomasinilor axiale. Cel de al treilea capitol trateaza curgerea relativa prin canalul unei pompe tubulare [CaNed], de o deosebita simplitate pentru instalatiile locale de irigatie. Al patrulea capitol este consacrat deducerii ecuatiilor curentilor marilor si oceanelor Pamantului in noua viziune a miscarilor relative, care aplicata pirosferei ar putea poate elucida si cauza polilor magnetici. Capitolul cinci trateaza miscarea relativa nepermanenta si tridimensionala a lichidului vascos printr-o conducta in stare de vibratie [CaCi][Ci], obtinandu-se rezultate deosebit de interesante ce ar putea constitui baza unor aplicatii in debitmetrie, energetica nucleara si la conductele de exploatare a titeiului. Capitolul sase prezinta miscarea relativa a lichidului greu si vascos, curgand peste o placa elastica oscilanta [Ca5][CaCh]. Capitolul sapte se ocupa cu tratarea fenomenului de hidroplanare a pneului de autovehicul prin noua metoda a miscarilor relative, in conditiile la limita specifice cazului unidimensional [CaAn2], bidimensional [CaAn1] si tridimensional [CaAnAn]. Importanta problema a modificarii formei valului calator in propagarea lui pe un radier drept si inclinat este tratata in capitolul opt [CaMa1-5][Ma], cu aplicatii importante la perfectionarea dispozitivului francez de captare a energiei lui cinetice orizontale {CaMa} si a brevetului meu privind captarea energiei cu ajutorul placii oscilante plasata pe autostrada marina {Ca}. Miscarii relative a particulelor solide [Ca1] si a bulelor de gaz [Ca2] in curgerea nepermanenta a lichidului greu si vascos [CaZaPoNe] ii este dedicat capitolul noua, datorita importantei deosebite ce o are in prezent eroziunea tarmului romanesc de catre valuri [Ca1], cat si miscarea bulelor de gaz intr-o conducta verticala [Ca2][CaIs] in scopul renaturalizarii avantajoase a apelor de adancime ale Marii Negre [Ca6][CaIa1-2]{CaIa}, precum si miscarea particulelor solide si a bulelor de gaz in echipamentele de epurare a apelor uzate si de producere a biogazului [CaBa], cu specificul acestor miscari relative ale fluidului trifazic. Toate capitolele incep cu prezentarea sistemului de ecuatii cu derivate partiale, scris in marimi dimensionale, privind miscarea fluidului viscos in triedrul fix, stabilindu-se apoi legatura dintre variabilele absolute specifice triedrului fix si cele relative corespunzatoare triedrului mobil, prin considerarea specificului miscarii de transport si obtinandu-se relatiile dintre componentele functiilor vectoriale din triedrul fix si din cel mobil, calculandu-se toate derivatele lor partiale corespunzatoare componentelor vitezei absolute ce intervin in sistemul de ecuatii initial. Prin inlocuirea lor se obtine sistemul de ecuatii cu derivate partiale in marimi adimensionale corespunzator miscarii relative din triedrul mobil, a carui adimensionalizare conduce la generalitatea solutionarii lui numerice. Sunt prezentate, atat metodele generale de rezolvare a problemei curgerilor tridimensionale si eventual nepermanente, cat si metodele particulare corespunzatoare unor cazuri mai simple de curgeri bidimensionale sau unidimensionale de miscari permanente. Eliminarea prin verificare identica a ecuatiei de conservare a masei este impusa de instabilitatea ce o introduce utilizarea ei in calculul numeric iterativ, iar eliminarea functiei continue, uniforme si marginite a presiunii in virtutea relatiei lui Schwarz de comutativitate a derivatei mixte de ordinul doi, este conditionata de necunoasterea ei pe toate frontierele domeniului ocupat de fluidul in curgere. In privinta metodei de integrare numerica, ce constitue singura posibilitate de investigatie a fenomenelor in asemenea cazuri, miscarea relativa fiind dificil de a fi observata, desi sunt descrise toate instalatiile experimentale si aparatele de masurare utilizate in mod uzual sau anume construite in acest scop si care au fost realizate in laborator; se prezinta forma retelelor carteziene, cilindrice si sferice adecvate formei domeniului ocupat de fluidul in curgere. In majoritatea cazurilor sunt prezentate rezultatele teoretice si cele experimentale, dificil de obtinut in conditiile miscarilor relative, cat si interpretarea lor fizica deosebit de interesanta, deschizand in acest fel noi perspective de cercetare in aceste domenii sau alte domenii asemanatoare. Cartea se adreseaza cercetatorilor, doctoranzilor, masteranzilor si studentilor specialisti, dornici de a rezolva astfel de probleme de curgeri relative si de a obtine o satisfactie deosebita prin cercetarea acestui domeniu nou de investigatie, bogat in multiple si importante aplicatii la prima vedere incredibile, prin faptul ca miscarile relative sunt in general improprii observatiei directe. Cu aceasta ocazie imi aduc aminte cu placere de fostii mei studenti Valentin Cristescu si Ioana Alexandrescu, care m-au ajutat in anii 1969 si 1970 sa extind metoda de vizualizare de pe suprafata libera a curgerilor laminare de fluide vascoase [DuCa2] [Ca3] la vizualizarea miscarilor relative, privind curgerea turbulenta centripeta si centrifuga prin ventilatorul transversal si respectiv a vartejurilor inertiale din canalele cu diferite geometrii ale turbomasinilor radiale. De asemenea, doresc sa aduc multumirile mele doctorilor mei: Robert Marius Remus Neacsu, Adrian Ciocanea-Teodorescu, Sinjar Maro Tomeh absolvent al Universitatii din Alep - Siria, Dan Aurel Machita si Raducu Viorel Iancu, cat si doctoranzilor: Dan Andrei Andreian, Moutasem Ibrahim Alkhatib si George Dan Nedelcu, care au inteles importanta acestor studii si nu si-au precupetit eforturile, rasplatite de satisfactia frumusetii rezultatelor obtinute. Totodata multumesc in mod deosebit colaboratorilor din perioada recenta a cercetarilor privitoare la miscarea relativa prin rotoare radiale de turbine Francis: prof.dr.ing.mat. Gheorghe Baran, dr.ing.master Iuliana Monica Boiangiu si ing. automatist Roxana Elena Mutu, care m-au ajutat la extinderea teoriei miscarilor relative in cazul rotoarelor radiale de turbine hidraulice Francis [CaBaBoMu]. Prof. dr. ing. Mircea Dimitrie Cazacu, Universitatea Politehnica din Bucuresti, Cercetator Stiintific Onorific al Academiei Romane, Membru al Societatii de Stiinte Matematice din Romania, Vicepresedinte al Societatii pentru Promovarea Energiilor Recuperabile, Inepuizabile si Noi - SPERIN
	CUVINTE CHEIE:

MISCARI RELATIVE ALE FLUIDELOR PRIN MASINI SI ECHIPAMENTE