S.C. ICTCM S.A.

Denumirea proiectului:

LABORATOR DE INSTRUMENTATIE VIRTUALA PENTRU SIMULAREA SI OPTIMIZAREA PROCESELOR DE CURGERE CARACTERISTICE FLUIDELOR NENEWTONIENE

Nr. de contract:  3 – 52 / 06.11.2003

Modernizarea laboratoarelor existente in domeniul proceselor de curgere, prin realizarea unui laborator de instrumentatie virtuala pentru simularea si optimizarea proceselor de curgere caracteristice fluidelor nenewtoniene.

• S.C. Institutul de Cercetare si Proiectare Tehnologica pentru Constructii Masini S.A. (S.C. ICTCM S.A) Bucuresti - Conducator Proiect;

• Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti – Centrul de Excelenta Stiintifica in Inginerie Mecanica si Tribologie – UPB-CESIT – Partener 1;

• Universitatea POLITEHNICA din Bucuresti – Centrul de Tehnologii Avansate – UPB-CTANM – Partener 2;

• Institutul National de Cercetare - Dezvoltare pentru Fizica Materialelor din Bucuresti – Magurele – Partener 3.

Prezentul proiect a urmarit realizarea instrumentatiei virtuale pentru simularea comportarii fluidelor nenewtoniene, precum si realizarea unei banci de date si imagini pentru unsorile consistente.

Instrumentele create s-au realizat in cadrul parteneriatului dintre ICTCM Bucuresti si colectivele UPB – CESIT, UPB – CTANM si INCDFM Bucuresti – Magurele, fiecare aducându-si aportul la finalizarea cu succes a temei.

Laboratorul virtual creat si banca de date si imagini si-au dovedit functionalitatea si utilitatea prin concretizarea in exemple practice si prin si continua imbogatire cu informatii despre noi structuri microscopice din gama unsorilor consistente.

Determinarea parametrilor reologici implicaţi a fost făcută în ipoteza valabilităţii a sapte modele reologice, prin metoda analizei de regresie: modelul reologic Bingham, Herschel – Bulkley, Casson, Bauer, Balan, Papanastasiou, Dorier & Tichy.

Din analiza coeficienţilor de corelaţie pentru curbele de regresie trasate s-a constatat că modelul reologic ce aproximează cel mai fidel comportamentul reologic al unsorilor consistente este modelul modelul Herschel-Bulkley, următoarele fiind modelele Bingham şi Casson.

Experimentarea si validarea programului de instrumentatie virtuala creat au fost certificate de masuratorile reologice conforme datelor din literatura de specialitate.

Instrumentatia virtuala a fost continuu optimizata, aceasta presupunând parcurgerea mai multor etape distincte, ce au avut ca punct de plecare validarea instrumentatiei virtuale create initial, in primele faze ale proiectului.

Pentru realizarea unei interfete prietenoase, accesibile utilizatorului, s-au avut in vedere urmatoarele obiective:

• optimizarea interfatei operator – calculator;

• realizarea posibilitatilor de obtinere a unui fisier de date experimentale de iesire ce pot fi tratate cu programe de calcul clasice (Excel, Mathcad, Matlab, C⁺⁺ etc.);

• posibilitatea de autoscalare a variabilelor gradient de viteza (axa Ox) si tensiune tangentiala (axa Oy) – cu modificarea implicita a limitelor intervalului;

• realizarea unui "asistent de lucru" de tipul "Help – on – line" direct accesibil in timpul executiei comenzii, prin utilizarea mouse-ului.

Banca de date si imagini a laboratorului virtual creat a fost continuu imbogatita, prin introducerea datelor cunoscute pentru noi tipuri de unsori consistente, despre care se obtin informatii.

Folosirea unor metode moderne investigare, specifice tehnicii microscopiei electronice, au avut ca punct central identificarea solventului necesar pentru separarea retelei tridimensionale de sapun de baza de masa lubrifiantului. Astfel s-a putut stabili, prin analiza microscopica, corelatia directa dintre proprietatile reologice ale lubrifiantilor nenewtonieni si structura lor microscopica, justificându-se totodata si faptul ca folosirea unsorii consistente pe baza de Li conduce la proprietati tribologice optime.

Folosind analiza microscopica s-a pus in evidenta prezenta unor particule straine in masa lubrifiantului sau existenta unor neregularitati in structura tridimensionala, ceea ce constituie cauza comportarii defectuoase in exploatare.

Din punct de vedere al utilitatii instrumentelor create, existenta fisierului de date de iesire confera laboratorului virtual un caracter didactic deosebit, prin oferirea unui material de studiu posibil a fi utilizat de studenti pentru invatare si exercitiu de realizare a unor programe specifice de regresie numerica.

Optimizarea laboratorului virtual si experimentarea lui cu succes denota functionalitatea si utilitatea proiectului si caracterul sau modern, fiind apt sa raspunda rapid si corect cererilor de piata.

• baza de date cu 35 de unsori consistente si banca de imagini cu 14 tipuri de unsori consistente (Access si PowerPoint);

• program executabil REO 2005 (realizat cu software-ul LabView) pentru simularea comportarii reologice a unsorilor consistente;

• program executabil FLOW 2005 (realizat cu software-ul LabView) pentru simularea proceselor de curgere in cazul miscarilor plan – paralele a unsorilor consistente;

• teste reologice de simulare (STRAIN si STRESS) pentru 11 tipuri de unsori consistente (programul executabil REO 2005 - realizat cu software-ul LabView);

• software demonstrativ realizat in mediul de programare Mathcad pe baza metodei analizei de regresie pentru determinarea parametrilor reologici ai unsorilor consistente.

• accesul la informatia stiintifica si diseminarea cunostintelor stiintifice de baza, cu efect asupra accelerarii dezvoltarii si inovarii stiintifice;

• potentarea unor cercetari de avangarda si interdisciplinare prin punerea in exploatare a unor resurse de calcul performante la nivelul universitatilor si a institutelor de cercetare din Romania;

• crearea premizelor de dezvoltare a programelor de cercetare si de formare a studentilor in cadrul programelor de pregatire post – universitare: studii aprofundate, masterat si doctorat;

• dezvoltarea cercetarii in domeniul calculului distribuit din Romania, contribuind la crearea unui centru national de cercetari pentru calcule de inalta performanta.

S.C. ICTCM S.A.