ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ …ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ FUNDAMENTALĂ,...

9
Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 75 ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ FUNDAMENTALĂ, ROMÂNEASCĂ Simona-Eugenia MANEA 1 , Vali-Ifigenia NICOLOF 2 , Angela CHELU 3 1 Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare pentru Fizică şi Inginerie Nucleară „Horia Hulubei”, Măgurele, 2 Colegiul Tehnic „Carol I”, Bucureşti, 3 Universitatea Politehnica din Bucureşti, Facultatea Inginerie Mecanică şi Mecatronică, Departamentul Echipamente pentru Procese Industriale REZUMAT. Energonica, cu înţelesul de energie în acţiune este un nou capitol al ştiinţei, creat de Prof. univ. Valeriu V. Jinescu, odată cu publicarea cărţii „Energonica – noi principii şi legi ale naturii” . Energonica este „zona comună” a tuturor capitolelor ştiinţei în care se operează (sau se va putea opera) cu conceptul de energie. Pornind de la evaluarea cauzală a interacţiunilor, în Energonică au fost introduse conceptele de: energie de acţiune, energie efect şi de sarcină sau solicitare purtătoare a unei anumite cantităţi de energie. In lucrarea de faţă sunt prezentate cele 4 principii care apartin Energonicii: principiul ireversibilităţii; principiul accesibilităţii energiei; principiul energiei critice; principiul reluctanţei, cărora li se adaugă două principii importate din alte capitole ale ştiinţei (principiul conservării energiei şi principiul minimei acţiuni ). Este descrisă utilitatea fiecărui principiu şi aplicaţiile sale practice. In cazul principiului energiei critice, sunt prezentate conceptele introduse de acest principiu (participaţia energiei specifice, P(t), în raport cu starea critică; participaţia critică a energiei specifice, Pcr(t)) şi aplicaţiile practice ale acestuia ca de exemplu: cazul unui înveliş cilindric solicitat static simultan la presiunea interioară, pi, forţă axială, F şi momentul încovoietor, Mî; cazul unei structuri mecanice solicitată variabil (oboseală) cu câteva blocuri de tensiuni normale, ciclice; cazul solicitării mediului simultan/succesiv cu mai mulţi poluanţi chimici; cazul solicitării mediului cu poluanţi chimici şi radioactivi; poluarea simultană cu substanţe chimice, flux de radiaţii şi câmp magnetic; solicitarea organimelor vii cu poluanţi, radiaţii şi stres şi altele. Suprapunerea şi/sau cumularea solicitărilor cu mai multe sarcini a unor structuri cu comportare neliniară este posibilă cu utilizarea principiului energiei critice. Energonica conţine patru legi proprii, descoperite şi enunţate de V.V. Jinescu, şi anume: legea stărilor critice; legea echivalenţei proceselor şi fenomenelor; legea coexistenţei şi complementarităţii ordinii şi dezordinii; legea regimurilor tranzitorii. In lucrare sunt prezentate şi descrise toate cele 4 legi ale Energonicii. Energonica permite tratarea unitară a multor fenomene şi procese diferite, deoarece se bazează pe un concept general, concept etalon, energia, care poate reprezenta baza unificării multor capitolelor în care este împărţită ştiinţa contemporană. Cuvinte cheie: energia; energonica; principiul energiei critice; participaţia energiei specifice; participaţia critică a energiei specifice, deteriorarea. ABSTRACT. Energonics, with the meaning of energy in action is a new chapter of science, created by Prof. Valeriu V. Jinescu, once with the publishing of the book „Energonica – noi principii şi legi ale naturii” (Energonics - new principles and laws of nature). Energonics is “common area” of all the chapters of science in which they operate (or will be able to operate) with the concept of energy. Starting from the causal evaluation of interactions, Energonics has introduced the concepts of energy action, energy and load effect or load carrying a certain amount of energy. In this paper are presented the four principles belonging to Energonics: the principle of irreversibility; the principle of energy accessibility; the principle of critical energy; the principle of reluctance, to which are added two principles imported from other chapters of science (the principle of energy conservation and the principle of minimum action). It describes the usefulness of each principle and its practical applications. In case of the principle of critical energy are presented the concepts introduced by this principle (specific energy participation P(t), in relation to the critical state; critical participation of specific energy Pcr(t)) and its practical applications: the case of a cylindrical shell loaded by internal pressure pi, axial force F, and bending moment Mb ; the case of a mechanical structure variably (fatigue) loaded with some blocks of normal stresses; the case of the environment loaded simultaneously/successive with several chemical pollutants; the case of the environment loaded with chemical and radioactive pollutants; simultaneous pollution with chemical substances, radiation flux and magnetic field; living organisms loaded by pollutants, radiation and stress and other cases. Superposition and/or cumulation loads of structures with non-linear behavior is possible with the use of the principle of critical energy. Energonics contains four own laws, discovered and enunciated by V.V. Jinescu, namely: the law of critical states; the law of equivalence of processes and phenomena; the law of coexistence and complementarity of order and disorder; the law of the transient regimes. All four laws of Energonics are presented and described in the paper. Energonics allows the unitary treatment of different phenomena and processes, because it is based on a general concept, standard

Transcript of ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ …ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ FUNDAMENTALĂ,...

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 75

ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ

FUNDAMENTALĂ, ROMÂNEASCĂ

Simona-Eugenia MANEA1, Vali-Ifigenia NICOLOF

2, Angela CHELU

3

1Institutul Naţional de Cercetare Dezvoltare pentru Fizică şi Inginerie Nucleară

„Horia Hulubei”, Măgurele, 2Colegiul Tehnic „Carol I”, Bucureşti,

3Universitatea Politehnica din Bucureşti, Facultatea Inginerie Mecanică şi Mecatronică,

Departamentul Echipamente pentru Procese Industriale

REZUMAT. Energonica, cu înţelesul de energie în acţiune este un nou capitol al ştiinţei, creat de Prof. univ.

Valeriu V. Jinescu, odată cu publicarea cărţii „Energonica – noi principii şi legi ale naturii” . Energonica este

„zona comună” a tuturor capitolelor ştiinţei în care se operează (sau se va putea opera) cu conceptul de

energie. Pornind de la evaluarea cauzală a interacţiunilor, în Energonică au fost introduse conceptele de:

energie de acţiune, energie efect şi de sarcină sau solicitare purtătoare a unei anumite cantităţi de energie. In

lucrarea de faţă sunt prezentate cele 4 principii care apartin Energonicii: principiul ireversibilităţii; principiul

accesibilităţii energiei; principiul energiei critice; principiul reluctanţei, cărora li se adaugă două principii

importate din alte capitole ale ştiinţei (principiul conservării energiei şi principiul minimei acţiuni ). Este

descrisă utilitatea fiecărui principiu şi aplicaţiile sale practice. In cazul principiului energiei critice, sunt

prezentate conceptele introduse de acest principiu (participaţia energiei specifice, P(t), în raport cu starea

critică; participaţia critică a energiei specifice, Pcr(t)) şi aplicaţiile practice ale acestuia ca de exemplu: cazul

unui înveliş cilindric solicitat static simultan la presiunea interioară, pi, forţă axială, F şi momentul încovoietor,

Mî; cazul unei structuri mecanice solicitată variabil (oboseală) cu câteva blocuri de tensiuni normale, ciclice;

cazul solicitării mediului simultan/succesiv cu mai mulţi poluanţi chimici; cazul solicitării mediului cu poluanţi

chimici şi radioactivi; poluarea simultană cu substanţe chimice, flux de radiaţii şi câmp magnetic; solicitarea

organimelor vii cu poluanţi, radiaţii şi stres şi altele. Suprapunerea şi/sau cumularea solicitărilor cu mai multe

sarcini a unor structuri cu comportare neliniară este posibilă cu utilizarea principiului energiei critice.

Energonica conţine patru legi proprii, descoperite şi enunţate de V.V. Jinescu, şi anume: legea stărilor critice;

legea echivalenţei proceselor şi fenomenelor; legea coexistenţei şi complementarităţii ordinii şi dezordinii;

legea regimurilor tranzitorii. In lucrare sunt prezentate şi descrise toate cele 4 legi ale Energonicii. Energonica

permite tratarea unitară a multor fenomene şi procese diferite, deoarece se bazează pe un concept general,

concept etalon, energia, care poate reprezenta baza unificării multor capitolelor în care este împărţită ştiinţa

contemporană.

Cuvinte cheie: energia; energonica; principiul energiei critice; participaţia energiei specifice; participaţia critică

a energiei specifice, deteriorarea.

ABSTRACT. Energonics, with the meaning of energy in action is a new chapter of science, created by Prof.

Valeriu V. Jinescu, once with the publishing of the book „Energonica – noi principii şi legi ale naturii”

(Energonics - new principles and laws of nature). Energonics is “common area” of all the chapters of science in

which they operate (or will be able to operate) with the concept of energy. Starting from the causal evaluation

of interactions, Energonics has introduced the concepts of energy action, energy and load effect or load

carrying a certain amount of energy. In this paper are presented the four principles belonging to Energonics:

the principle of irreversibility; the principle of energy accessibility; the principle of critical energy; the principle

of reluctance, to which are added two principles imported from other chapters of science (the principle of

energy conservation and the principle of minimum action). It describes the usefulness of each principle and its

practical applications. In case of the principle of critical energy are presented the concepts introduced by this

principle (specific energy participation P(t), in relation to the critical state; critical participation of specific

energy Pcr(t)) and its practical applications: the case of a cylindrical shell loaded by internal pressure pi, axial

force F, and bending moment Mb ; the case of a mechanical structure variably (fatigue) loaded with some

blocks of normal stresses; the case of the environment loaded simultaneously/successive with several

chemical pollutants; the case of the environment loaded with chemical and radioactive pollutants;

simultaneous pollution with chemical substances, radiation flux and magnetic field; living organisms loaded

by pollutants, radiation and stress and other cases. Superposition and/or cumulation loads of structures with

non-linear behavior is possible with the use of the principle of critical energy. Energonics contains four own

laws, discovered and enunciated by V.V. Jinescu, namely: the law of critical states; the law of equivalence of

processes and phenomena; the law of coexistence and complementarity of order and disorder; the law of the

transient regimes. All four laws of Energonics are presented and described in the paper. Energonics allows the

unitary treatment of different phenomena and processes, because it is based on a general concept, standard

INGINERIA ÎN SLUJBA DEZVOLTĂRII ROMÂNIEI

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 76

concept, energy, which can be the basis for the unification of many chapters in which contemporary science is

divided.

Keywords: energy; energonics; the principle of critical energy; the specific energy participation; the critical

specific energy participation, deterioration.

1. INTRODUCERE

De ce ne-am hotărât să scriem despre contribuţia

fundamentală în ştiinţă a unui român? Autoarele au utilizat Principiul Energiei Critice din Energonică, în

elaborarea tezelor de doctorat [1-3], fapt care poate fi un element suplimentar care să justifice lucrarea

de față. Pe de altă parte, vrem să evităm să se întâmple

ceea ce a scris cu multe decenii în urmă Prof.univ.dr. Iacob Iacobovici (1879-1859), întemeietorul şcolii

de chirurgie din Transilvania şi anume: „Multe din creaţiunile spiritului românesc,

după ce şi-au pierdut originea, ne revin sub nume

străine, drept descoperiri mari şi recente.” De altfel Energonica, cu înţelesul de energie în

acţiune este un nou capitol al ştiinţei, creat de Prof.

univ. Valeriu V. Jinescu, odată cu publicarea cărţii „Energonica – noi principii şi legi ale naturii” – în

anul 1997 [4].

Despre Energonică au fost scrise următoarele: - Prof. univ. emerit dr. ing. Stoian Petrescu: Deşi

Termodinamica este cea mai generală Ştiinţă,

anumite metode sau/şi ramuri ale acesteia nu au

reuşit, şi probabil nu vor reuşi să rezolve

problemele ridicate, studiate, aprofundate în

Energonică (Prefaţă la cartea „Energia, Energonica şi Termodinamica”, 2016) [5].

- În volumul al doilea al cărţii „Eseuri în amfi-teatre” [6], Prof. univ. Mircea-Mihail Popovici a

elogiat Energonica, căreia i-a dedicat capitolul 21, în care arată că, „abordarea subiectului (al Energo-

nicii) este imperios necesară nu numai pentru

studenţii facultăţilor tehnice, ci şi pentru revoluţia

gândirii.” Energonica conţine idei şi rezolvări noi. Dar

ideile trăiesc atâta timp cât oamenii nu le lasă să

moară.

2. ENERGONICA

Energonica, are implicaţii în majoritatea capito-lelor ştiinţei.

Energonica este „zona comună” a tuturor capitolelor ştiinţei în care se operează (sau se va

putea opera) cu conceptul de energie. Pornind de la evaluarea cauzală a interacţiunilor,

în Energonică au fost introduse conceptele de: energie de acţiune, energie efect şi de sarcină sau

solicitare purtătoare a unei anumite cantităţi de energie.

În legătură cu Energonica autorul acesteia a

publicat următoarele cărţi: Energonica [4], Principiile

şi legile Energonicii [7], Principiul energiei critice şi

aplicaţiile sale [8], Application in Mechanical

Engineerig of the Principle of Critical Energy [9],

Energia, Energonica şi Termodinamica [5]. Durata de

viată a structurilor mecanice şi a organismelor vii

[10]. Unele probleme specifice Energonicii sunt

prezentate în cărţile [11;12]. De asemenea, a publicat

numeroase lucrări stiinţifice, intre care lucrările [13-

38].

ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ FUNDAMENTALĂ, ROMÂNEASCĂ

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 77

2.1. Principiile energonicii

Din analiza tuturor interacţiunilor posibile (nu

numai a celor termodinamice) pe baza conceptului

de energie V.V. Jinescu a descoperit şi enunţat patru noi principii ale naturii (II-IV), şi a adoptat două

principii (I şi VI). Ele formează setul de şase principii ale Energonicii:

I – Principiul conservării energiei, în formulare cauzală;

II – Principiul ireversibilităţii;

III – Principiul accesibilităţii energiei;

IV – Principiul energiei critice;

V – Principiul reluctanţei;

VI – Principiul minimei acţiuni. Principiile II-V sunt principii introduse de Energo-

nică. Principiul I a fost „importat” din Termodinamică şi reformulat în Energonică, iar principiul al VI-lea este

„importat” din Fizică şi din Mecanică. Principiile II, III, IV şi V au fost aplicate la

rezolvarea a numeroase probleme pentru care nu au

fost găsite soluţii pe baza capitolelor existente ale ştiinţei.

De exemplu, suprapunerea sau cumularea

efectelor mai multor solicitări asupra unui corp

material care se comportă neliniar este posibilă, în

prezent, numai prin utilizarea principiului energiei

critice (principiul al patrulea al Energonicii).

Principiul energiei critice operează cu mărimi

adimensionale dependente de solicitare şi de com-

portarea materiei, ceea ce a făcut posibilă, de exemplu,

introducerea în calcule a deteriorării materiei, a

influenţei tensiunilor remanente, în cazul structurilor

tehnice, sau a influenţei deficitului de nutrienţi sau de

oligoelemente etc. în cazul organismelor vii.

2.2. Legile energonicii

O lege fizică exprimă legătura dintre mărimile

fizice care caracterizează un proces sau un fenomen

oarecare. Altfel spus, o lege în ştiinţă exprimă

legătura dintre cauză şi efect.

Energonica, în prezent, conţine patru legi proprii,

descoperite şi enunţate de V.V. Jinescu, şi anume:

– legea stărilor critice; – legea echivalenţei proceselor şi fenomenelor;

– legea coexistenţei şi complementarităţii ordinii şi dezordinii;

– legea regimurilor tranzitorii.

3. APLICAŢII PRACTICE

Vom prezenta câteva probleme practice, rezolvate sau rezolvabile pe baza principiilor şi

legilor Energonicii [4-11].

3.1. Principiul ireversibilităţii

Introduce conceptul de grad de ireversibilitate

a

ir

irE

Q , (1)

în care aE este cantitatea de energie de acţiune în

procesul sau fenomenul analizat, iar irQ – cantitatea

de energie transformată în căldură.

În general 1;0ir . În procesele ideale, rever-

sibile, 0ir , iar în cele total ireversibile 1ir .

Randamentul unui proces, p , şi gradul de

ireversibilitate sunt complementare [5;8],

1 irp . (2)

Relaţia (2) este valabilă pentru procesele în care

energia disipată sub formă de căldură este o pierdere

pentru procesul respectiv.

În procesele pentru care căldura rezultată este

utilă procesului, în locul relaţiei (2) se recurge la

relaţia [5;8],

1ξη pp , (3)

unde app EQξ este căldura (Qp) raportată,

pierdută în mediul înconjurător.

3.2. Principiul accesibilităţii energiei

Permite calculul corect al randamentelor pro-

ceselor fizice, fizico-chimice, mecanice etc. ţinând

seama de limitarea introdusă de cantitatea de energie

accesibilă, Eac. La un moment dat, aceasta depinde

de condiţiile (parametrii) mediului înconjurător.

Se pune în evidenţă influenţa asupra randamen-

tului procesului a cantităţii de energie neaccesibilă

din condiţii tehnice, teh

nacE . S-a definit gradul de

neutilizare sau neaccesibilitate a energiei de acţiune

din condiţiile tehnice [5],

max,

ηac

teh

nacteh

nacE

E , (4)

în care max,acE este cantitatea de energie de acţiune

maximum accesibilă pentru procesul sau fenomenul

analizat.

În Figura 1 este înscrisă corelaţia dintre diversele

energii accesibile şi neaccesibile, în cuprinsul unei

anumite valori a energiei absolute, Eabs. Energia

neaccesibilă datorită condiţiilor naturale, impuse de

mediu, s-a notat nat

nacE

Randamentul total al unui proces oarecare în

raport cu energia maximum accesibilă, este [5;8],

tp,η ir

teh

nac ξ1ξ1 . (5)

INGINERIA ÎN SLUJBA DEZVOLTĂRII ROMÂNIEI

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 78

Fig. 1. Corelaţia dintre diversele energii accesibile şi neaccesibile,

pe o semiaxă a energiei.

O dată cu perfecţionarea mijloacelor tehnice, este

posibilă micşorarea cantităţii de energie neaccesibilă

tehnic, teh

nacE , şi, în consecinţă, mărirea randa-

mentului. De asemenea, prin micşorarea energiei

disipată ireversibil sub formă de căldură, Qir, se

măreşte randamentul total.

3.3. Principiul energiei critice (PEC)

Introduce următoarele concepte [4;5;7]:

– participaţia energiei specifice, sE , în raport cu

starea critică, o mărime adimensională definită prin

relaţia:

E

jcrs

s

E

EP δ

,

, (6)

unde Es este energia specifică, măsurată în J/m3 sau

J/m2, sau J/m sau J/kg (după caz); crsE , – valoarea

critică a lui sE în procesul respectiv (de exemplu

rupere, deformare excesivă, atingerea limitei de

curgere, temperatură critică etc.); 1δ E dacă sE

acţionează în sensul desfăşurării procesului sau

fenomenului analizat şi 1δ E în caz contrar;

– participaţia critică a energiei specifice, Pcr, o

mărime adimensională şi, în general, subunitară.

Acest principiu permite introducerea în calcule a:

– comportării materiei, de exemplu printr-o

relaţie de forma

kXCY , (7)

în care Y este sarcina sau suportul energetic al

acţiunii exterioare (cauza), iar X este efectul obţinut;

C şi k – constante de material;

– deteriorarea materiei pe baza conceptului

adimensional notat tD – deteriorarea la momen-

tul t;

– influenţa participaţiei tensiunilor reziduale, Pres;

– influenţa tensiunii medii, mσ , în cazul soli-

citării variabile ş.a.

Din relaţiile (6) şi (7) s-a obţinut relaţia generală a participaţiei totale a energiei specifice în raport cu starea critică, la un moment dat, t [4],

iE

ii cri

iT

Y

YtP ,

,

δ

, (8)

unde iE ,δ are semnificaţia lui Eδ , iar k1α .

Pentru participaţia critică s-a obţinut relaţia [11],

rezT

cr

mcr PtDtP

1

σ

σ1

, (9)

în care crσ este tensiunea critică (limita de curgere

sau rezistenţa la rupere), i

iT tDtD - deterio-

rarea totală şi rezcrrezrezP δσσ2 este partici-

paţia tensiunilor reziduale, rezσ , iar 1δ rez dacă

rezσ acţionează în sensul desfăşurării procesului sau

fenomenului analizat şi 1δ rez , în caz contrar.

Pentru structurile tehnice, deteriorarea totală se obţine ca sumă a deteriorărilor parţiale,

;

,

T cs

c

D t D a c D n D t

D t D ntr D H D t

în care nD este deteriorarea produsă de solicitarea

variabilă cu un număr n de cicluri; caD ; –

deteriorarea cauzată de o fisură cu adâncimea a şi

lungimea 2c; cstD – deteriorarea cauzată de

coroziunea uniformă pe o durată tcs, iar ctD –

deteriorarea produsă de durata tc a solicitării în condiţii de fluaj;

ntrD – deteriorarea produsă de acţiunea

neutronilor; HD – deteriorarea cauzată de

acumularea în metal a hidrogenului atomic; tD –

deteriorarea cauzată de îmbătrânirea materialului. Dacă:

crT PP – solicitarea este subcritică; (10)

crT PP – solicitarea este critică sau supracritică.

ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ FUNDAMENTALĂ, ROMÂNEASCĂ

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 79

Cu acest principiu au fost rezolvate numeroase probleme de suprapunere şi/sau cumulare a solici-tărilor de aceeaşi natură sau de natură diferită. PEC permite calculul duratei de viaţă a unei structuri solicitate [10].

Câteva exemple:

a. Un înveliş cilindric solicitat static simultan la presiunea interioară, pi, forţă axială, F şi momentul încovoietor, Mî.

Fig. 2. Înveliş cilindric solicitat static simultan la presiunea interioară, pi, forţă axială, F şi momentul

încovoietor, Mî.

Starea critică se atinge atunci când [7;9;20],

tPM

M

F

F

p

pcr

crî

îF

crcr

,

1α1α

δσ

σ,(11)

unde crîcrcr MF , şi ,σ sunt valorile critice ale

mărimilor de la numărător. Proiectantul poate defini

starea critică: – rezistenţa de rupere rcr p σσ etc.

şi k1α ; – limita de curgere ccr p σσ etc.,

1k şi 1α ; – rezistenţa admisibilă adσ etc. şi

1α k .

b. O structură mecanică solicitată variabil (oboseală) cu câteva blocuri de tensiuni normale, ciclice (Fig. 3).

Fig. 3. Solicitare cu blocuri succesive de tensiuni normale ciclice.

Se definesc:

minmax σσ0,5σ a – amplitudinea solicitării;

minmax σσ0.5σ m – tensiunea medie,

ni – numărul de cicluri de solicitare din blocul i; Na,i – numărul ciclurilor de solicitare cu

amplitudinea ia,σ până la rupere.

Starea critică (ruperea) se atinge atunci când este

satisfăcută relaţia [9; 22],

TD

i ia

a CN

,

1-σ

σ

, (12)

în care ai N1,-σ este rezistenţa la oboseală

alternant simetrică 1σσ maxmin la Na cicluri de

solicitare;

tPtDC rezT

fr

mTD

2

, δσ

σ1 ,

unde raportul frm σσ se referă la ultimul

(final) bloc de solicitare ciclică; 1δσ m

, dacă

0σ m şi 1δσ m

, dacă 0σ m .

Se consideră pentru exemplificare solicitarea

variabilă simultană de încovoiere şi de torsiune (Fig. 4) a unei epruvete cu comportare liniar-elastică

şi anume solicitare ciclică alternant simetrică

( 0σ mm ).

Fig. 4. Solicitare variabilă ciclică simultană, cu tensiunea de încovoiere (σî) şi de torsiune (τt).

In figură i şi

t .

Conform principiului energiei critice, pentru epruvetele fără deteriorări (DT(t)=0), în cazul lipsei

tensiunilor reziduale (Prez=0), se obţine [9;28],

σ2

1

2

1-

acr

a P

, (13)

INGINERIA ÎN SLUJBA DEZVOLTĂRII ROMÂNIEI

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 80

deoarece tensiunile medii sunt nule (σm=τm=0), şi

unde σ-1; τ-1 este limita la oboseală la încovoiere şi, respectiv, la torsiune, iar Pcr(0) este participaţia

critică la momentu t=0 şi anume 𝑃𝑐𝑟(0) ∈

[𝑃𝑐𝑟,𝑚𝑖𝑛(0)

; 𝑃𝑐𝑟,𝑚𝑎𝑥(0)

] cu 𝑃𝑐𝑟,𝑚𝑎𝑥(0)

≤ 1.

Relaţia (13) descrie situaţia reală, şi anume,

justifică distribuţia statistică a datelor experimentale,

𝑃𝑐𝑟(0) ∈ [0,9; 1,0], aşa cum rezultă din figura 5,

pentru epruvete lise, din oţeluri şi fonte [12].

τa/ τ-

1

σa/ σ-1

Fig.5. Dependenţa dintre amplitudinea tensiunii de încovoiere

raportată (σa/ σ-1) şi tensiunii de torsiune raportată (τa/ τ-1), la

solicitarea variabilă ciclică simultană a unor epruvete lise, din

oţeluri şi din fonte.

c. Solicitarea mediului simultan/succesiv cu

mai mulţi poluanţi chimici (poluare multiplă), de

concentraţii tci , la un moment dat t (Fig. 6).

Fig. 6. Acţiuni succesive ale unor poluanţi a căror concentraţie

321 ; ; ccc scade în timp.

Participaţia totală a acţiunii poluanţilor chimici în

raport cu starea critică, la un moment dat, este

[10;13;14],

i cri

iT

ic

c

tccP

,

. (14)

Starea critică a poluării se atinge atunci când

1cPT .

Poluarea deteriorează mediul, astfel că parti-

cipaţia totală este practic egală cu deteriorarea totală produsă, în acest caz, de poluanţi

cPcD TT . (15).

d. Solicitarea mediului cu poluanţi chimici şi

radioactivi [10;14] Acţiunea poluanţilor radioactivi se evaluează pe

baza activităţii radioizotopilor notată tAj ca

funcţie de timp. Aceasta depinde de timpul de

înjumătăţire specifici radioizotopului j. Participaţia energiei specifice în raport cu starea

critică corespunzătore activităţii radioizotopilor este,

j crj

j

T

Aj

A

tAAP

,

. (16)

unde crjA , este valoarea critică a activităţii radio-

izotopului j. La acţiunea simultană a poluanţilor chimici şi

radioactivi, participaţia totală la momentul t se calculează prin sumarea expresiilor (14) şi (16),

j crj

j

i cri

iT

jAic

A

tA

c

tcAcP

,

,

; . (17)

Starea critică (supracitică) a mediului se atinge

atunci când 1tPT.

Relaţia (17) exprimă deteriorarea produsă mediului, chimic şi radioactiv. În consecinţă,

.;; AcPAcD TT (18)

e. Poluarea mediului [10;13] Poluarea mediului simultan cu factori externi

diferiţi, precum o substanţă chimică cu concentraţia

dependentă de timp tc , un flux de radiaţie (ultra-

violetă, termică, neutroni, cu raze-X etc.) , un

câmp magnetic de inducţie B, este caracterizată de

participaţia totală a energiilor specifice în raport cu starea critică, dată de relaţia,

,

1α1α1α

Bc

crcrcr

TB

B

c

tctP (19)

unde numitorii reprezintă valorile critice ale mări-

milor corespunzătoare de la numărători. Exponenţii

corespund comportării neliniare.

Starea critică se atinge atunci când 1tPT.

f. Un organism viu (o maimuţă) injectat cu o

anumită cantitate de virus poliomielitic, vm , şi

supus unui stres, S [5;10].

O maimuţa injectată cu o anumită cantitate de

virus poliomielitic, crpm , , s-a îmbolnăvit de polio-

ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ FUNDAMENTALĂ, ROMÂNEASCĂ

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 81

mielită, pe când injectată cu o cantitate crpp mm , ,

nu s-a îmbolnăvit. Supusă la un stres de intensitate

crS , maimuţa a murit, pe când dacă stresul crSS ,

maimuţa nu a murit. Se pune întrebarea: ce se va întâmpla cu maimuţa

dacă este supusă simultan acţiunii virusului polio-

mielitic crpp mm , şi unui stres de intensitate

crSS ?! Deoarece cantitatea de virus administrată

şi intensitatea stresului au unităţi de măsură diferite, ele nu pot fi sumate.

Dacă virusul şi stresul acţionează simultan, rezul-tatul se evaluează prin calculul participaţiei totale a energiilor specifice corespunzătoare acestora,

1α1α

,

sp

crcrp

p

TS

S

m

mP . (20)

PT se compară cu tPcr . Dacă crpm , şi crS etc.

au valori personalizate fiecărui individ (ţin seamă de vârstă, antecedente, starea sănătăţii momentană etc.),

atunci se poate accepta 1tPcr .

Pe de altă parte, dacă virusul poliomielitic acţionează lent, pe când stresul acţionează prin şoc, în locul relaţiei (20) se utilizează expresia:

.

11

, cr

k

crp

p

TS

S

m

mP

p

(21)

Starea critică se atinge pentru 1TP .

g. Efectul total al cumulării acţiunilor unor

poluanţi, radiaţiilor şi stresurilor asupra unui

organism sau asupra unui anumit grup de celule,

poate fi calculată pe baza participaţiilor totale a

energiilor lor specifice [10;13],

,

,

,

Sc

k crk

k

j crj

j

i cri

iT

S

S

c

cP

. (22)

Dacă 1TP – nu se atinge starea critică (de

exemplu moartea organismului sau organului), pe

când dacă 1TP – se atinge sau se depăşeşte starea

critică (organismul moare). Pe de altă parte, dacă

organismul are concentraţii insuficiente de vitamine,

oligoelemente, nutrienţi etc., atunci 1tPcr ; acesta

se calculează ţinând seama de deteriorarea internă pe

care lipsa acestora o provoacă organismului [10].

3.4. Principiul reluctanţei

Reluctanţa cu înţelesul de împotrivire la schimbare reprezintă o proprietate fundamentală a materiei.

Acest principiu circumscrie domeniile de vala-bilitate ale unor principii şi legi cunoscute: principiul lui Le Chatelier, legea autoinducţiei electromagne-tice (legea lui Lenz), legea lui Arhimede, transmiterea căldurii, homeostazia organismelor vii, principiul inerţiei (Newton) ş.a.

Setul total de 6 principii ale Energonicii, cuprinde – pe lângă aceste patru principii – şi două principii importate din alte capitole ale ştiinţei: principiul conservării energiei şi principiul minimei acţiuni.

4. LEGILE ENERGONICII

a. Legea stărilor critice ale materiei arată că în desfăşurarea unui proces sau fenomen oarecare există cel puţin o stare critică. Această constatare stă la baza principiului energiei critice.

b. Legea echivalenţei proceselor şi fenomenelor, arată că două procese sau fenomene sunt echivalente dacă participaţiile totale ale energiilor specifice, raportate la aceeaşi stare critică, sunt egale

tPtP TT 2,1, . (23)

Legea permite echivalarea unor solicitări de aceeaşi natură, sau de natură diferită. De exemplu: echivalenţa deformare-timp, echivalenţa temperatură-timp etc. [7]

c. Legea coexistenţei şi complementarităţii ordinii şi dezordinii afirmă că participaţia la ordine, Pord, şi participaţia la dezordine Pdez într-un proces oarecare coexistă şi sunt complementare, şi anume,

1 dezord PP . (24)

d. Legea regimurilor tranzitorii se referă la viteza

de variaţie a parametrilor solicitării unei structuri şi influenţa acesteia asupra integrităţii structurii.

5. CONCLUZII

În cartea „Discursuri şi expuneri academice” [12], autorul afirma:

„Energonica mi-a aparţinut înainte de-a o face publică. De acum înainte ea aparţine lumii ştiin-ţifice. Dacă va fi recunoscută ca o creaţie a spiritului românesc, sau şi-o va însuşi o altă naţi-une, depinde numai de comunitatea ştiinţifică.”

Principiile şi legilor Energonicii nu aparţin mecanicii sau termodinamicii, electrodinamicii sau chimiei sau biochimiei etc. Ele sunt principii şi legi ale energiei, concept care traversează toate capitolele în care este împărţită astăzi ştiinţa.

Energonica deschide o fereastră prin care putem analiza şi interpreta realitatea fizică diferit de căile clasice.

Energonica poate reprezenta calea unificării şi simplificării diferitelor capitole în care este împărţită ştiinţa contemporană.

INGINERIA ÎN SLUJBA DEZVOLTĂRII ROMÂNIEI

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 82

Energonica, deşi a fost dezvoltată ca un capitol distinct al ştiinţei, este de fapt zona comună a tuturor capitolelor ştiinţei, şi anume acea zonă a fiecăreia dintre ele, care operează cu conceptul de energie. Energonica permite tratarea unitară a multor fenomene şi procese diferite, deoarece se bazează pe un concept general, concept etalon, energia, care poate reprezenta baza unificării tuturor capitolelor în care este împărţită ştiinţa contemporană.

În final se poate spune că Energonica, în

totalitate originală, reprezintă o importantă contribuţie la evoluţia ştiinţei, un pas către ştiinţa viitorului.

BIBLIOGRAFIE

[1] V.-I. Iordăchescu (Nicolof) V.I., “Cercetări asupra rezistenţei structurilor mecanice cu fisuri, cu aplicţie la echipamente sub presiune”, teza de doctorat, Universitatea Politehnică din Bucureşti, 2013.

[2] A.Chelu, “Cercetări privitoare la suprapunerea efectelor solicitărilor şi deteriorării produsă de fisuri asupra structurilor mecanice, cu aplicatie la jonctiunile tubulare ale echipamentelor sub presiune”, teza de doctorat, Universitatea Politehnică din Bucureşti, 2015.

[3] S.E.Manea “Cercetări în vederea atestării gradului de generalitate al principiului energiei critice, cu aplicaţii la suprapunerea şi/sau cumularea efectelor solicitărilor asupra structurilor mecanice şi la poluarea multiplă” , teza de doctorat, Universitatea Politehnică din Bucureşti, 2018.

[4] V.V. Jinescu, “Energonica”, Editura Semne, Bucureşti, 1997.

[5] V.V. Jinescu, “Energia, Energonica şi Termodinamica”, Editura AGIR, Bucureşti, 2016.

[6] M.-M. Popovici, “Eseuri în amfiteatre”, vol.2, Editura Printech, 2006.

[7] V.V. Jinescu, “Principiul energiei critice şi aplicaţiile sale”, Editura Academiei Române, Bucureşti, 2005

[8] V.V. Jinescu, “Principiile şi legile Energonicii”, Politehnica Press, Bucureşti, 2003.

[9] V.V. Jinescu, “Applications in Mechanical Engineering of the Principle of Critical Energy”, Lambert Academic Publishing, Saarbrücken, 2015.

[10] V.V. Jinescu, G. Jinescu, “ Durata de viaţă a structurilor tehnice şi a organismelor vii”, Editura Tehnica-Info, Chişinău, 2018.

[11] V.V. Jinescu, “Tratat de Termomecanică”, vol. 1, Editura AGIR, Bucureşti, 2011.

[12] V.V. Jinescu, “Discursuri şi expuneri academice”, Editura AGIR, Bucureşti, 2014 şi 2017.

[13] V.V. Jinescu, V.-I. Nicolof, George Jinescu, S.E. Manea, Cap. 1: „The Principle of Critical Energy is a Transdisciplinary Principle with Interdisciplinary Applications” în vol. “Proceedings of the International Conference on Interdisciplinary Studies” (editor Valentina Mihaela Pomazan), INTECH, ICIS 2016, p. 1-23.

[14] V.V. Jinescu, Simona-Eugenia Manea, G. Jinescu, Vali-Ifigenia Nicolof, „Superposition of potential chemical polluants and radioisotopes and their influence upon environment and living organismes”, Rev. Chimie, 68, nr. 10, 2017.

[15] V.V. Jinescu, Simona-Eugenia Manea, C. Jinescu, „The result of loads superposition upon the matter and particularity upon the environment”, Rev. Chimie, 68, nr. 4, 2017, p. 656-665.

[16] V.V. Jinescu, Nicoleta Teodorescu, G. Jinescu, Iolanda Constanţa Panait, „The result superposition of different

actions upon the mechanical structures and living organisms”, Rev. Chimie, 67, nr. 12, 2016, p. 2607-2613.

[17] V.V. Jinescu, Vali-Ifigenia Nicolof, G. Jinescu, Georgiana Luminita Enachescu, „Unitary approach of mechanical structures and living organisms lifetime”, Rev. Chimie, 67, nr. 9, 2016, p. 1673-1679.

[18] V.V. Jinescu, Vali-Ifigenia Nicolof, N. Teodorescu, „Effects superposition under imposed deterioration and simultaneous fatigue in different regimes”, Int. J. Damage Mech, 26, Issue 5, July 2017, p. 633-650.

[19] V.V. Jinescu, Vali-Ifigenia Nicolof, “Strength criteria at the tip of the crack”, Engineering Fracture Mechanics, 142, 2015, p. 108–115.

[20] V.V. Jinescu, Vali-Ifigenia Nicolof, Cosmin Jinescu, Angela Chelu, “Superposition of Effects in Calculating the Deterioration of Tubular Structures and in Non-newtonian Fluid Flow”, Revista de Chimie, 66, nr. 5, 2015, p. 698 – 702.

[21] V.V. Jinescu, “The Principle of Critical Energy, Conse-quences and Applications”, Proceedings of the Romanian Academy, Series A, vol. 14, nr. 2, 2013, p. 152-160.

[22] V.V. Jinescu, “Critical Energy Approach for the Fatigue life Calculation under Blocks with different normal Stress Amplitudes”, Int. J. Mechanical Sci., 67, febr. 2013, p. 78-88.

[23] V.V. Jinescu, “Cumulation of Effects in calculation the Deterioration of Fatigue loaded Structures”, International Journal Damage Mechanics, 21, July, 2012, p. 671-695.

[24] V.V. Jinescu, “Effects Superposition by Buckling, Fatigue and Creep”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 53, nr. 3, 1993, p. 377-391.

[25] V.V. Jinescu, “The Principle of Critical Energy in the Field of Materials Fracture Mechanics”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 53, nr. 1, 1992, p. 39-45.

[26] V.V. Jinescu, “Stability Determination of Structure under Groups of Loads by Using the Principle of Critical Energy”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 48, nr. 4, 1991, p. 343-375.

[27] V.V. Jinescu, “The Energy Concept in Critical Group of Loads Calculation”, International Journal of Pressure Vessels and Piping, 38, nr. 3, 1989, p. 211-226.

[28] V.V. Jinescu, “Fatigue life prediction for simultaneous cyclic loading with blocks of normal stresses and shear stresses”, J. of Eng. Sci. and Innovation 1, nr. 1, 2016, pp. 1-16.

[29] V.V. Jinescu, V.–I. Nicolof, A. Chelu, S.-E. Manea, “Calculation of the local critical state taking into account the deterioration and the residual stresses”, J. of Eng. Sci. and Innovation, 2, nr. 3, 2017, p. 9-21.

[30] V.V. Jinescu, V.I. Nicolof, A. Chelu, S. E. Manea, “Critical stresses, critical group of stresses and strength of tubular structures without and with cracks”, U.P.B. Sci.Bull., Series D, vol. 77, 2015 p. 165-176.

[31] V.V. Jinescu, A. Chelu, N. Teodorescu, V.I. Nicolof, “Strength of tubular samples and tubular cracked junctions under combined loads”, Revista de Chimie, 66, nr. 11, 2015, p. 1832-1836.

[32] V.V. Jinescu, V.I. Iordăchescu, “Calculation of deterioration due to cracks in tubular specimens”, U.P.B. Sci.Bull., Series D, vol. 76, 2014, p. 149 – 160.

[33] V.V. Jinescu, Vali-Ifigenia Iordăchescu, Nicoleta Teodorescu, “Relation for Calculation of Critical Stresses in Pressure Equipment with Cracks”, Revista de Chimie, 64, nr. 8, 2013, p. 858-863.

[34] V.V. Jinescu, „Prediction of the influence of Residual Stresses to Strength and Lifetime of Process Equipment”, Revista de Chimie, 60, nr. 11, 2009, p. 114-118.

[35] V.V. Jinescu, "Legea echivalenţei proceselor şi fenomenelor şi aplicaţiile ei", Revista de Chimie, 52, nr. 12, 2001, p. 768-773.

[36] V.V. Jinescu, "Legea coexistenţei şi complementarităţii ordinii şi dezordinii", Revista de Chimie, 52, nr. 3, 2001, p. 91-96.

ENERGONICA, O CREAŢIE ŞTIINŢIFICĂ FUNDAMENTALĂ, ROMÂNEASCĂ

Buletinul AGIR nr. 1/2019 ● ianuarie-martie 83

[37] V.V. Jinescu, “Principiul ireversibilităţii”, Revista de Chimie, 50, 1999, p. 237-247.

[38] V.V. Jinescu, “Principiul energiei critice”, Revista de Chimie, 35, nr. 9, 1984, p. 858-861.

Despre autori

Simona-Eugenia MANEA Inginer Dezvoltare Tehnologică, gr II, IFIN-HH

Inginer mecano-chimist (absolvent UIPCh, UPB în 1988) cu o experientă de 28 de ani în cercetare, domeniul „Surse

deschise de radiatii”, specialitatea “Radiochimie”. In prezent doctorand In inginerie mecanică, conducător de

doctorat prof. univ. emerit. Dr. ing. Valeriu V. Jinescu, Dhc.

Vali-Ifigenia Nicolof

Colegiul Tehnic ”Carol I” din Bucureşti

Inginer absolvent TCM Galati 1991, profesor inginer în învăţământul preuniversitar chiar din anul absolvirii,

director adjunct din anul 2010 la Colegiul Tehnic ”Carol I” din Bucureşti, doctor în inginerie mecanică, având ca

îndrumator pe d-nul profesor Univ. Dr. Ing. Valeriu V. Jinescu, creatorul Energonicii.”

Angela Chelu Șef lucrări UPB, FIMM, DEPI

Inginer mecanic cu 15 ani de experiență în educaţie, domeniul Inginerie mecanică, Specializarea Echipamente

pentru Procese Industriale. Competenţe de cercetare şi de proiectare a echipamentelor pentru procese industriale.

Domenii de interes: mecanica ruperii, echipamente pentru procese industriale, analiza cu elemente finite.