mircea d. pascovici traian cicone victor g. marian cristian s. popescu maria-brandusa ilie

Mircea D. PascoviciTraian CiconeVictor G. MarianCristian S. PopescuMaria-Brandusa Ilie(Christian Russu)

PROCESE DE LUBRIFICATIE ÎN STRATURI

POROASE FOARTE COMPRESIBILE SUPUSE LA

SARCINI DE IMPACT

FRigid

Rigid

HCPL + liquid

Universitatea POLITEHNICA Bucureşti, ROMANIA

IDEI 912/2007

2ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

MOTIVATION - HCPL Materials

Goose down

Unwoven and woven textile, Felt,

Wash-cloth, etc.

Unwoven textile

3ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

Endothelial surface structure for micro-capillaries

Simplified model (brush) for the structure of endothelial surface layer – ESL (Han, Weinbaum, Spaan & Vink, J. Fluid Mech., 2006)

S. Weinbaum - 2003

MOTIVATION - HCPL in Nature

4ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

MODEL – General case

Ex-Poro-Hydrodynamic (XPHD) Lubrication

APPLICATIONS

Wedge effects / Sliding bearings and Squeeze dampers / Shock absorbers

HCPL - Highly Compressible Porous Layer imbibed with liquid

x U

y

h1 h2 qx

V F

h

0

h0

L

Rigid

Rigid

HCPL

5ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

MODEL – IPOTEZE

Utilizarea legii Kozeny – Carman pentru variaţia permeabilităţii:

;00hh 1 (σ -compactitate; ε – porozitate)

2

3

1

D

k

dD

16

2

105 k; ;

Conservarea fracţiunii solide pe grosimea HCPL

Utilizarea ipotezelor generale ale lubrificaţiei

Ecuaţia de mişcare - Brinkman :

– permeabilitate η – viscositate um – viteză medie

mup

12

Legea Darcy pentru redusă:

huqh

qp mp

p ; 2911 m1010

6ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

0

418.0maxmax M

568.00

maxM

Modelarea impactului HCPL

h

r

h

0

h0

R

M

V V0

p(r)

Suprafeţe sferice Plăci aliniate

0* ≈ 0.568

Valoare optimă f. apropiată de cea a cartilajului

mamiferelor !

7ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

Water reservoir

Fixing clip

HCPL

Sealing B

h

HL

Metallic support

Scaled water collector

Peristaltic pump

HCPL Sealing

L

Flow

Axisymmetric test-rig to measure the flow-rate through an unwoven HCPL

Măsurarea statică a permeabilităţii

Unidirectional test-rig to measure the flow-rate through a woven HCPL

Longitudinal flows

- radial flow -

- unidirectional flow -

Water reservoir

Circular plate

HCPL

Flow Flow

Scaled water collector

Calibrated washer

2re

2ri h

HL

Metallic support

Transparent plate

Sealing

Metallic support

Fixing clip

HCPL

Metallic support

Transparent circular plate

Porous material

8ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

HCPL

Rigid

H

0V

0h

M

0

Impact prin cădere liberă

Măsurarea dinamică a permeabilităţii

ctV

31.75 mm

liquid

carriage

sensor

HCPL

Z

tank

ZF

disk

h

Viteză constantă

)1010(2 32

max

max HD

XPHD

M

M

cu HCPL fără HCPL

9ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

StaticD [m2]

Axial - simetric Unidirecţional

NW1 NW2 W1 W2 W3

K-C 2.42·10-12 3.99·10-12 4.67·10-11 5.45·10-11 3.65·10-12

P-K-C 4.40·10-12 1.36·10-11 1.83·10-10 1.71·10-10 3.27·10-11

Static Dinamic

NW1 - waterV0 = 5 mm/s

NW2 - oilImpact

NW1 - water

D [m2] 2.42·10 -12 4.83·10 -11 7.67·10 -13

Φ [m2] 1.35·10 -11 3.52·10 -9 2.63·10 -10

Rezultate comparative a permeabilităţii HCPL

10ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

2007 2008 2009 2010

Cristian Sorin POPESCU

Maria Brandusa ILIE

Christian RUSSU

C.S.Popescu Procese de curgere in straturi poroase foarte compresibile supuse la sarcini de impact

Oct. 2007 - Sept. 2010

M.B. Ilie Capacitatea de amortizare a straturilor poroase, foarte compresibile, imbibate cu lichide, in configuratii tip bucsa.

Nov. 2008 - Oct. 2011

TINERI CERCETATORI

11ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

IMPLICARE TINERI CERCETATORI

C.S.Popescu – doctorand în anul III

Activitati teoretice si experimentale :

măsurarea permeabilităţii statice pe dispozitivul axial-simetric

introducerea conceptului de permeabilitate dinamica prin elaborarea unei metode de determinare a acesteia la viteză constantă (stand CETR) si la impact (sfera-plan)

simulare numerica a efectului de expulzare (Fluent, diferente finite)

teste de impact diverse

Rapoarte de doctorat I şi II

Participare la 3 Conferinte

Stagiu la Universitatea POLITEHNICA din Timisoara şi la Universitatea din Poitiers

1 articol publicat ISI + 3 articole în curs de trimitere

TITLUL TEZEI : Procese de curgere in straturi poroase foarte compresibile supuse la sarcini de impact

12ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

IMPLICARE TINERI CERCETATORITITLUL TEZEI :

Capacitatea de amortizare a straturilor poroase, foarte compresibile, imbibate cu lichide, in configuratii tip bucsa

M.B. Ilie – doctorand în anul II

Activitati teoretice şi experimentale :

măsurarea permeabilităţii statice pe dispozitivul unidirecţional

studiu comparativ considerând legi diferite pentru variaţia permeabilităţii

pregătiri pentru punerea în funcţiune a standului de impact pendular

Raport de doctorat I

Participare la 2 Conferinte

2 articole în curs de trimitere

13ID-912 PROCESE DE LUBRIFICATIE IN STRATURI POROASE, FOARTE COMPRESIBILE, SUPUSE LA SARCINI DE IMPACT raport 2009

LOGISTICAConditii de lucru

Amenajare birou doctoranzi – Mese laborator + dulapuri

Calculatoare personale + birotica

Facilitati de experimentare

Aparat fotografiere rapida + accesorii

Hartie piezo-sensibila

Aparatura de laborator diversă

STAND DE INCERCARI PRIN SOC – 2009