STUDII MECANO-CHIMICE ASUPRA   FLUIDELOR DE RĂCIRE-UNGERE ÎNPROCESELE DE PRELUCRARE MECANICĂ A   COMPONENTELOR RULMENŢILOR...
Cuprinsul tezei•   Capitolul 1   Obiectivele şi scopul lucrării•   Capitolul 2   Procese de aşchiere•   Capitolul 3   Flui...
Cuprinsul tezei•   Capitolul 10 Analize experimentale•   Capitolul 11 Prelucrarea datelor experimentale pe aparatul-      ...
Obiectivele lucrării• Stabilirea legăturilor între domeniile tehnice pe care le  abordează teza, procesele de aşchiere, vâ...
Obiectivele lucrării• Proiectarea si realizarea unui aparat de precizie  ridicată, pentru măsurarea vâscozităţii si a alto...
Propunere – Mecanismele de funcţionare ale       fluidelor de aşchiere – Modelul teoreticProcesul de răcireForta estimata ...
Propunere – Mecanismele de funcţionare ale             fluidelor de aşchiere – Modelul teoretic      Procesul de lubrifier...
Propunere – Mecanismele de funcţionare ale                 fluidelor de aşchiere – Modelul teoretic    Modelul matematic a...
Stadiul actual• Aparate Taylor-Couette cu un cilindru rotitor sprijinit pe  lagăr mecanic• Aparate Taylor-Couette cu doi c...
Aparatul Taylor-Couette Experimental
Aparatul Taylor-Couette Experimental
Aparatul Taylor-Couette Experimental
Aparatul Taylor-Couette Experimental            lagărul gazostatic
Ecuaţia de mişcare a aparatuluiSuma momentelorforţelor vâscoase                         4πηh( ω 2 − ω1 ) ⋅ r12 ⋅ r22     (...
Ecuaţia de mişcare a aparatuluiDin relaţia anterioară se poate calcula cu uşurinţă             η ( ω2 − ω1 ) r1r2forţa de ...
Zonele fizice ale curgerii Taylor-Couette
Rezultate experimentale         S-au ales în această cercetare două tipuri de fluide miscibile cu apa,                 - e...
Emulsia fluidului cu 70% ulei mineral în              compoziţie
Emulsia fluidului cu 70% ulei mineral în              compoziţie
Soluţia glicerină/apă
ConcluziiEmulsia fluidului cu 70% ulei mineral în compoziţie  Umectabilitatea metalui    - potenţialul electrochimic, pote...
Contribuţii originaleConstrucţia Aparatului Taylor-Couette experimental•   Lagărul gazo-static,•   Schimbarea simplă şi ra...
Contribuţii originalePropunere de brevetare a Aparatului Taylor-Couette ExperimentalAparat pentru măsurarea vâscozităţii d...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Lucrare teza sustinere publica

435 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
435
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
3
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Lucrare teza sustinere publica

  1. 1. STUDII MECANO-CHIMICE ASUPRA FLUIDELOR DE RĂCIRE-UNGERE ÎNPROCESELE DE PRELUCRARE MECANICĂ A COMPONENTELOR RULMENŢILORDOCTORAND : Ing. Nicolae-Adrian PĂLUŞAN CONDUCĂTOR ŞTIINŢIFIC: Prof. Dr. Ing. Şerban BOBANCU Decembrie 2004
  2. 2. Cuprinsul tezei• Capitolul 1 Obiectivele şi scopul lucrării• Capitolul 2 Procese de aşchiere• Capitolul 3 Fluide de aşchiere• Capitolul 4 Principiile vâscozimetriei• Capitolul 5 Evaluarea parametrilor care caracterizează curgerea fluidelor• Capitolul 6 Curgerea Taylor-Couette• Capitolul 7 Potenţialul de electrod la echilibru• Capitolul 8 Descrierea aparatului Taylor-Couette cilindric – principii generale• Capitolul 9 Descrierea aparatului Taylor-Couette cilindric construit pentru efectuarea cercetărilor asupra lubrifianţilor – propunere de brevet
  3. 3. Cuprinsul tezei• Capitolul 10 Analize experimentale• Capitolul 11 Prelucrarea datelor experimentale pe aparatul- propunere de brevet• Capitolul 12 Concluzii generale• Capitolul 13 Aplicaţii conexe ale aparatului Taylor-Couette• Capitolul 14 Contribuţii originale• Capitolul 15 Valorificarea rezultatelor cercetării• Capitolul 16 Propuneri de perspectivă în cercetările asupra lubrifianţilor în curgerea Taylor-Couette
  4. 4. Obiectivele lucrării• Stabilirea legăturilor între domeniile tehnice pe care le abordează teza, procesele de aşchiere, vâscozimetria şi măsurarea vâscozităţii, curgerea fluidelor şi procesele electrochimice• Evaluarea experimentală a influenţei naturii materialului asupra curgerii fluidelor cu bază apoasă (reprezentate de fluidele de răcire-ungere)
  5. 5. Obiectivele lucrării• Proiectarea si realizarea unui aparat de precizie ridicată, pentru măsurarea vâscozităţii si a altor parametrii reologici ai fluidelor - un asemenea aparat serveşte la stabilirea unor reţete de fluide de aşchiere specializate pentru procesele de aşchiere• Stabilirea unui model matematic şi a metodologiei de prelucrare a datelor culese cu acest aparat• Propunerea unui model matematic pentru procesele de lubrifiere şi răcire care se desfăşoară simultan în timpul aşchierii
  6. 6. Propunere – Mecanismele de funcţionare ale fluidelor de aşchiere – Modelul teoreticProcesul de răcireForta estimata exercitata de jetul liniar este: F = AJe ⋅ ρ ⋅ v Je ⋅ sin β e 2Fluxul de energie termică transmisprin convecţie fluidului de răcire: qconv = − λn ∂θ ∂n ( = α conv θ Γconv − θ ad ) Γconv α ⋅dNumărul Nusselt mediu: Nu = αfPuterea mecanică de împingere a jetului de mtfluid care caracterizează nu numai P mec = ⋅ ∆Pprocesul de răcire ci şi procesul de transportal aşchiei şi procesul de lubrifiere: ρ
  7. 7. Propunere – Mecanismele de funcţionare ale fluidelor de aşchiere – Modelul teoretic Procesul de lubrifiere Modelul de penetrare în zona de interfaţă în timpul prelucrării prin aşchiere include trei faze principale: -adsorbţia capilară, -explozia micropicăturilor, -umplerea prin lubrifiere a capilarei cu fază gazoasă. Fiecare dintre aceste capilare în mod evident posedă următoarele proprietăţi:· -este deschis la capătul dinspre spaţiul ambiental,· -partea capilarei aparţinătoare aşchiei se deplasează cuu viteză egală cu viteza lubrifiantului, iar cealaltă poate rămâne imobilă,· -temperatura pereţilor canalului (capilarei) este aproximativ egală cu temperatura medie de contact,· -pereţii capilarei sunt proaspăt formaţi, foarte curaţi şi prezintă suprafaţa activă-chimic.
  8. 8. Propunere – Mecanismele de funcţionare ale fluidelor de aşchiere – Modelul teoretic Modelul matematic al procesului de lubrifiere Penetrarea fazei lichide Patm vl = ρ l (1+ Pr ) Ordinul de viteză a penetrării fazei de fluid:, Modelul exploziei micropicăturii 2 Rθ Viteza de formare a masei de gaz v0 = M Umplerea cu faza gazoasă tc nc ≈ Patm ⋅ t fil / Peq > t c Numărului aproximativ de cicluri de umplere (nc): t fil Patm nc ≈ Patm ⋅ t fil / Peq < t c Peq
  9. 9. Stadiul actual• Aparate Taylor-Couette cu un cilindru rotitor sprijinit pe lagăr mecanic• Aparate Taylor-Couette cu doi cilindrii rotitori sprijiniţi pe lagăre mecanice Sunt utilizate la studii asupra• stabilităţii curgerii fluidelor• modificării parametrilor reologici caracteristici ai fluidelor newtoniene şi nenewtoniene
  10. 10. Aparatul Taylor-Couette Experimental
  11. 11. Aparatul Taylor-Couette Experimental
  12. 12. Aparatul Taylor-Couette Experimental
  13. 13. Aparatul Taylor-Couette Experimental lagărul gazostatic
  14. 14. Ecuaţia de mişcare a aparatuluiSuma momentelorforţelor vâscoase 4πηh( ω 2 − ω1 ) ⋅ r12 ⋅ r22 ( ω − ω1 ) r 4respectă relaţia: M Fv + M F = + πη 2 1 v r12 − r22 2δMomentul forţei cilindrului interior este definitde relaţia: M FC = ρ M C ⋅ I ⋅ ε i icare este egal cu suma momentelor forţelorvâscoase M Fv si M F : M F C i = M Fv + M F v viar vâscozitatea dinamică poate η= [ ( π ( ω 2 − ω1 ) 8δhr12 r22 − r14 r22 − r12 )] ( )fi calculată cu relaţia:şi este valabilă pentru orice tip de fluid 2δ r22 − r12 ρ M ⋅ I ⋅ ε Ci
  15. 15. Ecuaţia de mişcare a aparatuluiDin relaţia anterioară se poate calcula cu uşurinţă η ( ω2 − ω1 ) r1r2forţa de forfecare dezvoltată în masa din fluid. σf = ⋅ 2 r2 − r12 2În apropierea tranziţiei se poate înlocui numărul original Reynolds cu numărul Taylor,care reprezintă, în cel mai important mod, măsura timpului relativ în acest tip de curgere.Numărul Taylor are următoarea expresie: 4ω1d 4 ω1r12 − ω 2 r22 Ta ≡ ⋅ ν cin 2 r22 − r12
  16. 16. Zonele fizice ale curgerii Taylor-Couette
  17. 17. Rezultate experimentale S-au ales în această cercetare două tipuri de fluide miscibile cu apa, - emulsia unui fluid cu 70% ulei mineral în compoziţie al căreiamestec apă/fluid are concentraţia de 90/10 părţi având un aspect lăptos, - soluţia formată de un amestec glicerină/apă în proporţie de 10/90părţi. η Ta r2 / r = 1.060 S-au ales cei doi parametrii=costructivi, 1 ΓTa = h / r1 = 2.636
  18. 18. Emulsia fluidului cu 70% ulei mineral în compoziţie
  19. 19. Emulsia fluidului cu 70% ulei mineral în compoziţie
  20. 20. Soluţia glicerină/apă
  21. 21. ConcluziiEmulsia fluidului cu 70% ulei mineral în compoziţie Umectabilitatea metalui - potenţialul electrochimic, potenţialul de sarcina zero (zero-electric) - microporozitatea suprafeţei - tendinţa de pasivare chimică a suprafeţei metaluluiSoluţia glicerină/apă Umectabilitatea metalui - potenţialul electrochimic, potenţialul de sarcina zero (zero-electric) - tendinţa de pasivare chimică a suprafeţei metalului - tendinţa glicerinei de a forma agregate moleculare (12-100 molecule)
  22. 22. Contribuţii originaleConstrucţia Aparatului Taylor-Couette experimental• Lagărul gazo-static,• Schimbarea simplă şi rapidă a cilindrilor interiori,• Realizarea unei game de turaţii largă, 0,05-500 rot/min.Rezultatele testelor• Corelarea parametrilor de curgere cu proprietăţile intrinseci (potenţialele chimic si electrochimice) ale metalelor utilizate şi proprietăţile tensioactive ale fluidelor la interfata cu aceste metale,• Acceptarea unei posibile produceri a efectului Toms,• Obţinerea unui mecanism de calcul a vâscozităţii pentru acest tip de aparat.
  23. 23. Contribuţii originalePropunere de brevetare a Aparatului Taylor-Couette ExperimentalAparat pentru măsurarea vâscozităţii dinamice fără frecări paraziteAutori: Nicolae-Adrian Păluşan, Şerban Bobancu, Ioan-Mihai Costea

×