DAN STEFXNESCU MIRCEA MARINESCU IOAN GAMEA

EDITURA TEH N I C A A L

2.1. Eeuatia de continuitate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2. Ecuatia conservHrii energiei

. . . . . . . . 2.3. Ecuatia consw5rii cantit5tii de miqcare 2.4. Ecuatia conserv6rii momcntului cantiatii de mi~care . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . , 2.5. Fmatia mi~ciirii turbionare 2.6. M5rimi sji ecuatii caracteristice curgerii mediilor bifanice r n ~ o c o m p o n e ~ t e

3.1. Influenta IrecMi asupra lucrului meeanic demdta t sau eonsumat de o turbo- ma@& . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

. . . . 3.2. Influenfa naturii gatului asupra lucrului mecanic a1 unei turbomagini 39 . . . . . . . . . . . . 3 .3 . Randamentul termogazodinamic a1 turbomagnilor 4'0

3.4. Variatia parametrilor de stare ai gatului in curgere, ln procesele aaaba te 42 . . . . . . . . 3.5. Determinarea analitic5 a pivderilor de presiune addentale 47.:

3.6. Transformarea energiei cinetice In lucru mecanic fri invers In canalele cte &- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lete ale turbma~inlor 48

3 .7 . Transf&mark& energiei potentiale fn energje cbhetic8 In ajutajul geometric . . . 56 . . . . . . . 3 .8 . Transformarea energiei cinetice in energie potenpal5 In difuzor 54

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.9. Ajutaful de debit, mecanic ~i tcrmic 56 . . . . . 3.10. Influenla frccHrii la curgerea adiabat5 a gazelor prin conducte lungi 60

3 . j 1 . Siudiul prcccreltr cccr rge lccu ajutornl func~iilorgazodinamiee. . . . 65 3.11,. Curgerea unui gaz printr-o cohduct5 scurt5, cu schimb de cIildur6 cu peretii 69 3.13. Principiile de masurare a debitului unui gaz En curgere . . . . . . . . . . 71 3.14. Pierdcrile de prcsiune la cnrgerea unui gaz printr-un canal cu sectiune variabil5 75 . 3.15. Reactiunile in coturile conductelor pentru transportul gazelor . . . . . . 77 3.16. Calculul unui ejector cu gaze perfecte . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

4 . Metode &e sludlcre a procesclor t e n m o g a z ~ m i c e . Analiza rllaclrsfonaWi 5i simiMudi- nea ; soatul limits dinamis $i tenale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

4.1. Tmrema x . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 4.2. Criterii de similitudine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 4.3. . Anaiisa prineipaleb criterii de similitudine fdosite In termegazodinamid . . 87 4.4 r . R e a l i z a r ~ unui model sirnil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

' 4.5. Interpretarea rezultatelor cercet5rilor experimentale pe u n model simll, prin analiza dimensional5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

. 4.6. Criterii de similitudine folosite pcntru curgerea mediulyi bifazic monoeolJf- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ponent : : . . . : 104

4.7. Criterii de similitudine energetid folosite gentru mediul bifazic mon~component 108 4.8. Stratul limits diiamic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.9. Stratul limit5 dinamic laminar 115 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.10. Stratul limit5 dinamic tranzitoriu 127

4.11. Stratul limitii dinamic turbulent la curgerea cu vitez.5 mica (M < 0, 5) . . . . 131 4.12. Stratul limit5 dinamic turbulent la curgerea subsonid cu vitez5 mare (1> M> 0, 5) 137

, 4.13. Stratul limit5 dinamic la curgerea gazelor prin conducte circulare . . . . . . . 140 4.14. Stratul limit5 dinamic a1 mediului bifazic monocomponent . . . . . . . . 142 . 4.15. Stratul limit& dinamic laminar a1 mediului bifazic cu o umiditate y+ 6 % 145 4.16. Stratul limit6 dinamic tranzitoriu a1 mediului bifazic monocomponent cu o umi-

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ditate yo > 6% 148

i

4.17. Stratul limits dinamic turbulent a1 mediului bifazic monocomponent cu o unii- . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ditate yo > 6 % 150

4.18. Stratul limit5 termic a1 gazelor perfecte pentru viteze de curgere foarte mici ( O < M < 0, 3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.19. Stratul limit5 a1 gazelor perfecte pentru viteze de curgere subsonic5 (cu M > 0. 3) ~i supersonid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.20. Valorile caracteristice ale stratului limit4 dinamic gi termic . . . . . . . . 172

. . . . . . . . . . . . . . 5 . Curgerea gazelor prin ajutnje yi difumare geometriee 1741

5.1. Ajutajul geometric axial pentru gazul perfect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Ajutajul geometric axial. supersonic. pentru gazul perfect

. . . . . . . . . 5.3. Ajutajlul geometric axial. subsonic. pentru gazul perfect

. . . . . . . . . 5.4. Ajutajul geometric supersonic curb. pentru gazul perfect 5.5. Ajutajul geometric subsonic sau supersonic. cu destindcre incomplet5. pen-

tru gazul perfect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.6. Ajutajul geometric subsonic pentru mediul bifazic monocomponent . . . 5.7. Ajutajul geometric supersonic pentru mediul bifazic monocomponent 5.8. Ajutaje geometrice prea lungi sau prea scurte pentru conditiile reale de functiona-

re (pentru gaze perfecte) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.9. Transformarea energiei cinetice a unui gaz perfect in energie potential% .

Difuzorul geometric subsonic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.10. Pierderi de presiune fn difuzorul geometric subsonic

. . . . . . . . . . . . . . . 5.11. Constructia difuzoarelor geometrice subsonice 5.12. Difuzorul geometric supersonic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6 . Cnrgerea cu frecore gi sehimb de eilldud a gazebr p i n eanale gi eonducte . . . . . 6.1. Curgerea adiabat-neizenotropg (cu frecare) a gazului perfect . . . . . . . . 6.2. Curgerea adiabat5 cu frecwe a gazului perfect prin conducte sau canale foarte

scurte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.3. Curgerea adiabata cu frecare a gazului perfect prin canale sau conducte

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . foarte lungi ._ . . . . . . 6.4. Curgerea f5r5 frecare gazelor perfecte prin canale sau conducte foarte lungi,

cu schimb de cgldur5 cu peretii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.5. Curgerea fib5 frecare a gazelor perfect prin canale sau conducte scurte cu

. . . . . . energie sau mas5 cu exteriorul Ajutajul termic. de debit gi mecanic 6.6. Curgerea gazelor perlecte prin labirinti de etangtre . . . . . . . . . . . 6.7. Calculul m5rimilor caracteristice ale unui gaz perfect in curgerecu ajutorul func-

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . tiilor gazodinamice 6.8. Curgerea prin canale sau conducte a mediului bifazic monocomponent cu o

Umiditate 2 % < yo < 6 % . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6.9. Modele de curgere a mediului bifazic monocomponent cu o umiditate yo > 6 % 6.10. Curgerea mediului bifazic monocomponent cu o un~iditate mare (Ilo > 6%) 6.11. Curgerea mediului bifazic monocomponent cu o umiditate mare (g, > 6%) pnn

conducte foarte lungi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7 . Perturballi Pn procesele de eurgere . Unda de goe . . . . . . . . . . . . . . . . 301

. . . . . . . . . . . Caracteristicile curgerii supersonice a gazelor perfecte . . . . . . . . . Aparitia undei de goc Viteza de deplasare a undei de goc Unda de $oc dreapt5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . MHrimile termofizice ale gazului perfect in adiabata de goc dreaptl . Adiabata lui Huguenot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Unda de goc oblica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Mgrimile termofizice ale gazului In unda de $oc oblicg

. . . . . . . Utilizarea tubului Pitot la mgsurarea vitezelor supersonice Caracteristicile dinamice ale undei de goc . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . Propagarea perturbatiilor in mediul bifazic monnocomponent . . . viteza de propagare a undei de ~ o c in mediu bifazic monocomponent

7.1 1 . Unda de $oc dreupti in medin bifazic monocomponcnt . . . 7.12. Unda de soc oblicg in mediu bifazic monocomponent . .

. . . . . . . . . . 8 . Tc~mogazodi~iamiea jeturilor Be gaze

. . . . . . . . . . . . 8.1. Mgrimile caracteristi~e ale unui jet de gaz izoterm . . . . . . . . . . 8.2. Mgrimile caracteristice ale jelnlui liber rotund, izoterm

8.3 . Calculul analilic a1 rnlirimilor caracteristice ale jetului rotund (axial simetric) izoterm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . 8.4. Calculul analitic al mirimilor caracteristice ale jetului plan izoterm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.5. Caracteristicile jetului limitat

. . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.6. Caracteristicilc jeturilor concurente . . . 8.7. Jeturi neizoterme cu temperaturg putin diferiti de a mediului ambiant

8.8. Calculul analitic al mjrimilor caracteristice ale jetului axial simetric neizoterm . . . . . . . . . . . cu temperaturii putin diferitii de a mediului ambiant

8.9. Calculul analitic a1 mlirin~ilor caracteristice ale jetului neizoterm, cu temperatus . . . . . . . . . . . . . . . . . mult diferiti de a mediului ambiant

8.10. Relalii practice de caleul ale m5rimilor caracteristice jeturilor calde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.11. Jeturi supersonice calde

. . . . . . . . . . . . . . . . . 8.12. Jeturi limitate foarte calde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.13. Jet de flac5ri difuzivi

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.14. Jeturi bifazice izoterme 8.15. Structura jeturilor turbionate ~i tehnici folosite pentru generarea lor . . . . . . . . . . . . . . 8.16. Parametrii caracteristici jeturilor turbionate

. . . . . . . . . . . . . . . . 8.17. Structura jeturilor turbionate 8.18. Procedee pentru generarea $i studiul jeturilor turbionate . . 8.19. Caracteristici geometrice ale jeturilor turbionate . . . .

. . . . . . . . . . 8.20. Studiul teoretic al jetului turbionat . . . 8.21. Aplicarea In tehnic5 a jeturilor turbionate

. . . . . . . . . . . . . 9 . Calculul termogazodinamie a1 msyinilor energetiee

9.1. Teoria curgerii unidirecfionale a gazuluiperfect prin treapta de tnrbing . . . 9.2. Teoria curgerii unidirecfionale a gazului perfect prin treapta unui turbo-

comp resor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.3. Definirea randamentului de curgere . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10 . Terrnogazodinamica proeeselor de ardere . 10.1. Unda de detonalie . . . . . . 10.2. Regimuri detonate de ardere . . . . .

. . . 11 . Tehnici experimentale in termogazodinamicii

11.1. Miisurarea temperaturii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2. Mgsurarea presiunii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.3. Miisurarea debitului . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.4. Stand experimental pentru determinarea repartitiei de presiuni si temperaturi

intr-un jet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.5. Determinarea umiditstii unui mediu bifazic monocomponent . . . . . . .

. . . . . 11.6. Determinarea gradului de dispersie a fazei lichide in Paza gaaoasg . . . . . . . . . . . . . . 11.7. Misurarea presiunii In mediul bifazic

Bibliografie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

N i ~ d ~ l tehnic de rmbixare a mqinilor p i instalajiitor termice de pHor- man!& d in ultimii ani a impus liirgirea sferei aplicajiilor inginere@, o pondere importanti a d d procesele de curgere ale fluidelor. Xuprap?terea proceselor de schimb de energie pate aspectele pur gaxodinamice a d&wni?acd.t necesitatea unei tratdri unitare a westor procese p i menjinerea coregpu& toare a metodelor speoifice de analizii Qn lucriiri de specialitate care sii w?wrtm posibilitatea de asimilare a mnoaptinjelor teoretice de b d dn dome?ziu.

Termogazodinamica realixeaxii sintexa proceselor de care se ompii Termdinarnica tehnicii p i Necanica fluidelor, oferind metode specifice de studiu p i posibilitatea de abordare a fenomenelor complexe care z"n80,tesc Iransform&rile energdice ale fluidelor tn curgere. De asemenecc, valoarea ridicaki a vitexei de curgere a fluidelor de Zucru impune luarea dn considma~e a compresibilit&jii, .r;iscoxit&,tii, frectirii f i perturbajiilor regimurilor de arrgere manifestate prin unda de goc.

h e r a r e a prexinti aspectele fundamentale ale Termoga.zodinamQcii, trednd .in revistd g i unele aplicajii teoretice ale proceselor de eurgere, ~eferi- toa~e la ajutaje, dificxoare, curgerea prin paletele t ~ r b o m a p i n i l o r ~ ~ j ~ u ~ i etc. L7n capitol distinct este rexervat proceselor termogaxodinamice den jdurile Zibere de gaz ((ixoterme p i neixoterme, turbionate ~i neturbionate), inr altul lermogazod inamicii proceselor de ardere. f n inch eiere, stnt prexentate prilaci- palele metode utilizate pentru studiul experimental a1 proceselor temnogcrxo- dinamice, insistdndu-se asupra erorilor de miisurii, determinate Qn principal de plmarea iacorectd a elementului semibiz.

Pr in modul de prexentare ~i conjinut Ewasea constituie o carte de referin,i% Qn literatura de specialitate. Ea repredntli, fdodutd, un ?nanud t-h s i?aM .in domeniu, care se adresew& atQt celor ce s t u d i d temnogaxodinm~ica0.la scopul abodiirii unor cercetiri teosetice, d t p i eelor care sdnt confruntcafi cu probleme practice de optimixase a promelor.

Bucuregii, oelornbrie 1088