PROIECT DE CERCETARE EXPLORATORIE IDEI nr 35682007 2010

PROIECT DE CERCETARE EXPLORATORIE IDEI nr. 35/68/2007– 2010 “STUDIUL FENOMENELOR HIDRODINAMICE SI DE CAVITATIE IN SISTEMELE DE ACTIONARE SI AUTOMATIZARE SI DE FORTA” http: www. mec. upt. ro/~mh, Contract 35/2007 CNCSIS Director: Prof. dr. ing. Victor BALASOIU UNIVERSITATEA “POLITEHNICA” din TIMISOARA Colectiv de lucru Conf. dr. ing. Teodor Milos Sef. lucr. dr. ing. Adriana Manea Sef. lucr. dr. ing. Eugen Dobanda Doctorand ing. Catalin Daniel Stroita Std. master. ing. Radu Ioan Gombos Std. master. ing. Mihai Petre Gombos Raportor: Prof. dr. ing. Victor BALASOIU

CUPRINS 1. Obiective fundamentale 2. Obiective si activitati 3. Rezultate obtinute 2007 -2008 4. Nivelul si continutul stiintific al rezultatelor obtinute 5. Criterii de performanta 2007 6. Criterii de performanta 2008 7. Perspective de cercetare 8. Implicarea tinerilor cercetatori 9. Deviz cadru 2007 -2010 10. Cheltuieli pe capitole 11. Concluzii

1. OBIECTIVE FUNDAMENTALE 1. Dezvoltarea unei baze de analiza teoretica si experimentala a echipamentelor si sistemelor electrohidraulice automate de tip module de translatie – axa hidraulica de pozitionare, analiza comportarii hidrodinamice si cavitationale a echipamentelor hidraulice de automatizare si masinilor hidraulice de forta cat si a materialelor utilizate in constructia echipamentelor de automatizare si de forta, 2. Stabilirea unor cercetari teoretice fundamentale si definirea unor aplicatii privind dezvoltarea unor cercetari in domeniul echipamentelor si sistemelor hidraulice de reglare a pozitiei pentru masini hidraulice, 3. Continutul stiintific al cercetarilor teoretice si experimentale este dat de stabilirea unor modele matematice si al functiilor de transfer pentru modelarea aparaturii hidraulice proportionale, a motoarelor hidraulice liniare si rotative si in final al transmsiilor hidraulice si a unor masini de forta cu dublu flux cat si a comportarii cavitationale a echipamentelor hidraulice de actionare. Valoarea si nivelul stiintific va fi dat de abordarea intr – un tot unitar al cercetarilor teoretice si experimentale pe baza unor modele clar definite, 4. Dezvoltarea in cadrul catedrei de masini hidraulice a unei baze experimentale pentru analiza, sinteza si modelarea sistemelor hidraulice de reglarea a pozitiei, specfice sistemelor hidraulice de actionare / automatizare, 5. Formarea tinerilor cercetatori (studenti master si doctoranzi) in domeniul tematicii abordate – actionari/ automatizari si masini de forta hidraulice cat si fenomenele cavitationale si eroziune cavitationala specifice sistemelor hidraulice de actionare/automatizare, 6. Publicarea si diseminarea rezultatelor stiintifice specfice, obtinute in cadrul tematicii grantului in reviste tip A- ISI, tip B- BDI, conferinte nationale si internationale. Ne propunem pentru 2010 publicarea unei lucrari ISI in revista prezentata pe “site”-ul CNCSIS – MECHATRONICS ISSN 0957 - 4158 sau MECHANICAL ENGINEERING ISSN 0025 -6501

2. OBIECTIVE SI ACTIVITATI a)- Definirea fenomenelor hidrodinamice de curgere si a ecuatiilor care guverneaza curgerea fluidelor in aparatura hidraulica de actionare si forta, b)- Modelarea matematica si crearea modelelor specifice modelarii pompelor si motoarelor volumice pentru sistemele de actionare/automatizare si forta, c)- Cercetari experimentale asupra servoelementelor electrohidraulice de actionare si forta,

d)- Analiza teoretica si experimentala a sistemelor de automatizare apeland la programe specializate, e)- Modelarea teoretica si experimentala a unui modul de translatie electrohidraulic realizat in cadrul grantului, f) - Identificarea dinamica a masinilor hidraulice cu dublu flux, prin imbinarea studiilor teoretice cu cercetarile experimentale, g)- Modelarea fenomenelor hidrodinamice si de cavitatie in aparatura hidraulica de distributie, h)- Cercetari experimentale privind rezistenta la cavitatie a otelurilor folosite in constructia aparaturii hidraulice de actionare, i)- Modelarea curbelor caracteristice de eroziune cavitationala a materialelor din zona de curgere a aparaturii hidraulice de distributie, discutii, concluzii.

3. REZULTATE OBTINUTE 2007 -2008 1. Definit ecuatiile fund privind prop fizico – chimice a fluidelor hidraulice specifice actionarilor si autom hidraulice si a parametrilor ce definesc hidrodinamica curgerii fluidelor prin aparatura hidraulica de distributie, 2. Definit modelul matem al unui servosistem electrohidr de control al pozitiei cat si de utilizare a pachetului Matlab- Simulink pt compon sist electrohidr de automatizare (aparatura hidr, pompe, motoare hidraulice si transmisii hidraulice) apeland la functiile de transfer definite, 3. Definit o metodologie de proiectare sistemica a unui servo mecanism echipat cu motoare hidraulice liniare sau rotative, 4. Definit modele matem specifice modelarii si simularii numerice pt pompe si motoare hidrodin, in zonele paletate ale mas hidrodin utilizand softuri bazate pe coduri proprii. Metodica de simulare a campului hidrodinamic a fost verificata pe rotorul unui transformator hidrodinamic Lisholm Smith, utilizand MEF, 5. Modelarea teoretica si experiment asupra masinilor hidr de forta cu dublu flux. Pe baza curbelor primare s-au trasat diagramele universale a mas de forta de tip microturbina cu dublu flux.

4. NIVELUL SI CONTINUTUL STIINTIFIC AL REZULTATELOR OBTINUTE, REZULTATE NOI, ORIGINALE DIN PUNCT DE VEDERE STIINTIFIC (2007 -2008) 1) Definirea model matem complex de curgere a fluidelor in rezistentele hidraulice a aparat hidr de distr si reglaj, a pompelor si motoarelor hidraulice volumice, 2) Definirea unui model matem complex de simulare numerica a comport stationare si dinamice a echipamentelor hidraulice de actionare/ automatizare bazate pe pachetul Matlab – Simulink, 3) Definirea fundamentelor matematice in modelarea matematica a motoarelor hidraulice cu aplicatii directe in structura motoarelor hidraulice liniare, rotative si transmisiilor hidraulice, 4) Utilizand progr de simulare Matlab Simulink s-a facut modelarea experimentala pe un stand hidraulic de modelare experimentala a aparaturii hidraulice proportionale. Rezultatele obtinute au fost reprezentate grafic in lucrare. Cercetarile experimentale s-au efectuat pe Standul Hidraulic FESTO DIDACTIC in program de achizitie Lab. View si program Soft Festo Didactic, specific unei axe hidraulice proportionale cu motor liniar si rotativ, 5) Crearea unor modele specifice modelarii matem si simularii numerice a pompelor si motoarelor hidrodinamice apeland la MEF cu aplicatie la rotorul unui transformator Lisholm-Smith, 6) Cercetari privind identificarea teoretica a turbinelor cu dublu flux si identificarea experimentala pe o statiune modernizata conform cercetarilor efectuate in cadrul tematicii. Cercetarile teoretice si experimentale au continuat in 2009, constituid baza finalizarii tezei de doctorat sustinuta public in 12 iunie 2009, 7) Rezultatele teoretice si experimentale s-au comparat cu rezultatele dezvoltate in laboratoarele si lucrarile de specialitate, RWTH Aachen, W Backe, C. R. Burows, Mc Cloy D, etc. Rezultatele stiintifice reprezinta contributii majore in domeniul modelarii teoretice si experimentale in structura sistemelor hidraulice de pozitionare

5. CRITERII DE PERFORMANTA - 2007 1. 2. 3. 4. Lucrari ISI si Procedings ISI – programat 1; realizat 3 lucrari. - Conf on Computational Methods in Multiphase Flow – Procedings ISI Web of Knowleage , Bolognia Italy, 2007, - Rev. de chimie, vol 58, nr. 12, pg. 1300 -1304, ISI – Rev A, 2007 - Intern Review of Mechanical Engineering (IRME), Vol 1, nr. 6, nov 2007, ISSN 1970 -8734, Rev ISI 2007, Lucrari publicate in reviste B+, B, categorie BDI- programat 3 ; publicat 13 lucrari, - Bul UP Bucuresti, - Conf. CIEM 2007 - BULETIN B+- BDI – 8 lucrari, - Bul Stiintific Seria Mecanica UP Timisoara, 2007 - 2 lucrari, - Conf Nationala, HERVEX Rm Valcea; Anals Univ Petrosani; Conf Multidisciplin, Sebes 2007, 3 lucrari, Publicare monografie – 1 : V. Balasoiu, I. Cristian, Il Bordeasu – Echipamente si sisteme hidr de Automatizare, Ed. Orizonturi Universitare, 2007, Timisoara, ISSN 978 -973 -638 -314 -4, Autorizata CNCSIS, Participare la Conf Nationale si Internationale - 6 participari.

6. CRITERII DE PERFORMANTA - 2008 1. Lucrari ISI si Procedings ISI – programat 2 lucrari; realizat 7 lucrari, - Rev ISI- MATERIALE PLASTICE, ISSN 0025 -5289, 2008 – 2 lucrari - DAAAM Symposium, Slovacia Oct 2008 - Procedings ISI – ISSN 1726 -9679 - 5 lucrari 2. Lucrari Reviste de specialitate, Conferinterne si internationale: propuse 4 lucrari; Lucrari publicate in reviste Conf Internationale in strainatate categorie BDI: Conf Internationala in inginerie mecanica, KOOD-Novi Sad Serbia si Acad de Stiinte Bulgaria , e. Journal. Net, categoria B+, - 2 lucrari, Lucrari publicate in reviste Conf Internationale organizate in Romania categorie BDI, Rev –CNCSIS B+ - The Internat Conf on Hydraulic Machinery and Equipments Timisoara, publicate in Bul Stiintific Seria Mecanica, oct 2008, ISSN 1224 -6077, - 8 lucrari - Conf Hidroenergeticienilor , Procedings CNCSIS B+, Conf Dorin Pavel, Bucuresti mai 2008, Conf Stiinta si Inginerie, Ed Agir Bucuresti, Conferinta - 2 lucrari , -Conf HERVEX – Rev Hidraulica Bucuresti, rev B-CNCSIS – 1 lucrare 3. Publicare monografie – 1: V. Balasoiu, I. Cristian, Il Bordeasu – Echipamente si sisteme hidr de autmatizare Vol II, ISBN 978 -973 -638 -349 -6, Ed Orizonturi Universitare, Timisoara 2008, Autorizata CNCSIS, 4. Participare la Conf Internat KOOD, TU Novi Sad Serbia apr. 2008 5. Participare la Conf Internat organizata de Acad de Stiinte Bulgaria, iunie 2008 6. Participare la organiz Conf HME si publicat lucrari, Timisoara oct. 2008 7. Participare la Conf Internationala DAAAM 2008, Symposium oct 2008, Slovacia 8. Participare la Conf HERVEX 2008, Calimanesti- Valcea 9. Participare la National Conf “Dorin Pavel” UP Bucuresti, mai 2008 10. Participare la A –VIII Conf Nationala Multidisciplinara Iunie 2008, Sebes

7. PERSPECTIVE DE CERCETARE 2009 -2010 1. Dezvoltarea unor cercetari teoretice si experimentale utilizand programe specializate SIMULINK si AMESim si in mediul de programare- achizitie Lab View , 2. Modelarea teoretica si incercarea experimentala a unui modul de translatie electrohidraulic proportional (axa hidraulica de pozitionare) proiectata si realizata prin Grant ID 35/68/2007 si CNMP 21047/1467/2007, 3. Dezvoltarea unor programe de identificare si modelare dinamica a masinilor hidrodinamice cu aplicatie la turbinele cu dublu flux, 4. Investigari teoretice si experimentale, identificarea dinamica a turbinelor cu flux, modelarea dinamicii turbinelor hidraulice, investigatii experimentale, masuratori in regim stationar si dinamic, compararea rezultatelor experimentale cu modelarea in frecventa a turbinelor cu dublu flux, 5. Dezvoltarea unor cercetari teoretice si experimentale privind comportarea cavitationala a materialelor utilizate in constructia aparaturii hidraulice de distributie de tip sertar – corp distribuitor (comportarea la cavitatie si eroziunea cavitationala).

8. IMPLICAREA TINERILOR CERCETATORI IN PROIECTUL CNCSIS IDEI 35/68/2007 -2010 Stroita Daniel Catalin-Doctorand cu frecventa (2006 -2009). Cercetarile teoretice si experimentale dezvoltate in teza de doctorat: “Identificarea dinamica a turbinelor cu dublu flux” constituie capitole in Planul de activitati pe anii 2007 -2009. Teza de doctorat a fost sustinuta in sedinta publica din 12 iunie 2009. Doctorandul a lucrat efectiv la indeplinirea obiectivului prtoiectului. In cadrul capitolelor de buget : Mobilitati si Logistica au fost repartizate sume pentru dezvoltarea cercetarilor teoretice, diseminarea rezultatelor, achizitie aparatura de masura pentru standul experimental dezvoltat in cadrul tezei de doctorat etc. Teza de doctorat a fost finalizata in cadrul programului de cercetare Grant IDEI 35/68/2007 si a unei burse doctorale Publicatii: 1 lucrare- Procedings Multifphase Flow Bolognia Italia; 2 lucrari Procedings ISI – Internat Symposium DAAAM Slovacia- 2007; 3 lucrari– Scientific Bulletin of Politehnica Timisoara, 2007, 2008, 2 lucrari - Conf CIEM Bucuresti, Bul Stiintific UP Bucuresti, nov 2007, Buletinul Stiintific Seria Mecanica UP Timisoara, Bul Stiintific UP Bucuresti, Revista de Hidraulica (pentru Conf HERVEX Rm Valcea) Bucuresti, Anals of the University of Petrosani sunt reviste acreditate CNCSIS (B si B+),

1. Studentii Gombos Mihai Petru, Gombos Ioan Radu au finalizat lucrarile de licenta la specializarea MSHP sesiunea 2008. Actualmente sunt studenti an I master la specializarea VVH- Fac Mecanica – Lucrarile de disertatie-master sunt desprinse din capitolele Planului de lucru al Grantului IDEI 35/68/2007. Participa efectiv la elaborarea cercetarilor experimentale. Lucrarea de licenta (Modelarea teoretica si experimentala a echipamentelor si sistemelor hidraulice automate) sustinuta in sesiunea iunie 2008 se bazeaza pe standul de simulare experimentala a aparaturii hidraulice proportionale achizitionata in cadrul grant 35/68/2007 si 21047/1467/2007. Participare: 1 lucrare Procedings ISI-DAAAM Slovacia oct 2008, 1 lucrare Bul Stiintific UPTimisoara - Conf HME 2008, 1 lucrare Analele Univ Cluj Napoca – 2009, Participare 1 lucrare la Zilele Tehnicii Studentesti- UP Timisoara, mai 2008. 2. S-a dezvoltat un laborator modern de actionari si autmatizari hidropneumatice (Laborator complex didactic si de cercetare echipat cu aparatura moderna si softuri profesionale) unde se vor desfasura activitatile didactice la disciplinele de specialitate cat si in cadrul activitatilor pentru master si doctorat, pentru dezvoltarea unor cercetari teoretice si experimentale viitoare (licenta, masterat, doctorat).

9. DEVIZ CADRU 2007 -2010 Den capitol buget 2007 2008 2009 2010 TOTAL Cheltuieli personal 107960 238876 87860 144576 579272 Cheltuieli indirecte – regie 17993 39813 10250 28489 96545 Mobilitati 2853, 69 23667, 86 4800, 55 31299, 45 662621, 55 Cheltuieli de logistica, infrastr. cercetare 51126, 31 95770, 14 43524, 00 36656 227014, 45 Total 179933 398127 146434, 5 5 240958, 45 965453

10. CHELTUIELI PE CAPITOLE a) Faza 2007 Buget: 179933 lei, Salarii resurse umane: 107960 lei, Tineri cercetatori: 28 %, Deplasari, participari conf , documentare: 2853, 69 lei, Componente infrastr cercetare dezvoltare, compomente stand pneum, calculatoare, obiecte de inventar, birotica si servicii de birotica – 44700 lei, Diseminare: editare carte si publicare lucrare ISI , revista IRME Italia 6747 lei. b) Faza 2008 Buget 398127 lei, Retributii resurse umane 238176 lei; tineri cercetatori : 27 %, Deplasari, participari conf interne si internationale, documentare: 23667 lei, Componente infrastr de cercetare – dezvoltare, tuburi de racordare plastic (anexe stand pneumatic), echip stand hidraulic de pozitionare cu axa hidraulica, senzori, consumabile: 90769 lei, Participare sustinere conferinta, taxe de participare : 5000 lei, Buget 2009: 146434 lei.

11. Concluzii a)Rezultatele cercetarilor teoretice si experimentatale dezvoltate in cadrul proiectului GRANT IDEI 35/68/2007, sunt publicate pe pagina web a Catedrei de Masini hidraulice: http: www. mec. upt. ro/~mh, Contract 35/2007 CNCSIS, b) Pe “site”- ul Grantului, http: www. mec. upt. ro/~mh, Contract 35/2007 CNCSIS, sunt prezentate toate documentele specifice contractului, Raportari 2007, 2008 si documente contractare pentru 2009, respectiv pentru 2010 in permanenta fiind reactualizat acest “site”, c) Sustinerea cheltuielilor de mobilitati, diseminare, achizitii dezvolatare Laborator actionari si automatizari hidropneumatice s-a facut in paralel din Grant CNCSIS IDEI 35/68/2007 (pondere de peste 60 %), Grant CNMP 21047/ 1467/2007 Parteneriat– Coordonator UT Iasi, partener UPT) si a Grant CEEX 96/2005 -2007 -titular UP Bucuresti, (partener), coordonate de subsemnatul, d) In cadrul grantului sunt dezvoltate cercetari fundamentale si aplicative cu aplicabilitate in domeniul sistemelor hidraulice automate si a turbinelor hidraulice din programul microamenajarilor hidro si aeroelectrice, e) La elaborarea lucrarilor sunt implicati : un doctorand cu bursa care si –a finalizat teza de doctorat si doi studenti absolventi specializarea MSHP, actualmente studenti master VVH-Fac Mecanica. Studentul master ing. Gombos Radu isi va continua activitatea de specializare prin doctorat in domeniul abordat in tematica grantului- hidraulica sistemelor de actionare. Se va coopta inca un doctorand care isi va desfasura activitatea in domeniul tematicii. Dificultati intampinate Sistemul de achizitii la U. “Politehnica” Timisoara merge foarte greu din punct de vedere administrativ datorita birocratiei in serviciile respective.

Stand hidraulic de pozitionare cu axa hidraulica (finantare CNCSIS IDEI 35/2007 si CNMP 21047/1467/2007) Investitie achizitie: 133000 lei, Participare Grant IDEI 35/2007 – 80 %.

Stand hidraulic de pozitionare cu axa hidraulica (finantare CNCSIS IDEI 35/2007 si CNMP 21047/1467/2007)

Stand hidraulic pentru analiza experimentala a aparaturii hidraulice de automatizare proportionale

Stand pentru incercarea aparaturii pneumatice de automatizare