Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych nowego rodzaju strukturalnego nośnika katalitycznego, wykonanego za pomocą druku 3D. Inspirację do jego opracowania stanowiły rybie skrzela, naturalne struktury o bardzo dobrych właściwościach transportowych i dużej powierzchni właściwej, cechach pożądanych dla nośnika katalitycznego. Wyznaczone wartości liczb Nusselta dla nowej struktury GSC (Gill-like structured carrier, strukturalny nośnik o strukturze podobnej do skrzeli) wskazująna intensywny transport ciepła, zbliżony do złoża usypanego i akceptowalne opory przepływu.
EN
Exptl. studies were conducted on a new type of structured catalytic carrier, manufactured using 3D printing. Its design was inspired by fish gills, which are natural structures with high transport properties and a large sp. surface area, characteristics desirable for a catalytic carrier. The Nusselt no. detd. for the new structure (GSC, Gill-like structured carrier) indicate intensive heat transfer, similar to a packed bed, and acceptable flow resistance.
This paper presents research that formed the basis for the development of a low-temperature centrifugal extraction reactor. This reactor is used to obtain medicinal substances from herbs, where key parameters include extraction time, temperature, and the velocity of the solvent that flows through the dried herbs. An important parameter for performing simulation studies was the assessment of the medium flow characteristics through the dried medicinal herb material. For this purpose, a flow reactor was developed and tested. The first part of the paper discusses the results of numerical and experimental studies on liquid flow through the extraction reactor. This part of the work was carried out in order to determine the parameters related to the resistance of liquid flow through dried medicinal herbs. This resistance of the liquid flow through the herbs affects the limitation of its velocity and has a direct impact on the efficiency of the process. In the second part of the paper, the results obtained from the flow reactor experiments were used for numerical investigations of the centrifugal extractor drum.
An experiment was conducted to analyze a tubular heat exchanger's turbulent heat transfer characteristics. The heat exchanger was equipped with a newly designed perforated (rectangular) conical baffle plate consisting of two rectangular opposite-oriented flow deflectors with adjustable tilt angles. The baffle plate was installed at the entrance of the heat exchanger, resulting in a counter-swirling flow pattern downstream. Three baffle plates were installed along the flow direction with different pitch ratios (spacing between baffle plates divided by the diameter of the heat exchanger). The experiment examined the effects of pitch ratio (ranging from 0.6 to 1.2), deflector tilt angle (ranging from 30° to 50°) and Reynolds numbers (ranging from 16 500 to 30 000) on the heat transfer performance. The results showed that the pitch ratio and tilt angle significantly affected the performance of the heat exchanger. In particular, a configuration with a tilt angle of 30° and a pitch ratio of 1 resulted in an average improvement of 26.9% in the heat exchanger's performance compared to a heat exchanger without a conical baffle plate under similar operating conditions.
The paper presents flow resistance of a new type of catalytic carriers - streamlined structures. They are short-channel structures (short monoliths) of various channel cross-sectional shape. The innovation of the design is channel wall similar to the airfoil profile. The influence of the structure length and the channel cross-sectional shape on flow resistance is presented. The results are also compared with the values for monolith and packed bed.
PL
W pracy przedstawiono wyniki badań oporów przepływu dla nowego rodzaju nośników katalitycznych - struktur opływowych. Wypełnienia te są strukturami krótkokanałowymi (krótkimi monolitami) o różnych kształtach przekroju poprzecznego kanałów. Innowacyjność projektu polega na uformowaniu przekroju ścianek kanałów struktur na podobieństwo profilu skrzydła samolotu. Przedstawiono wpływ długości struktury i kształtu przekroju poprzecznego jej kanałów na opory przepływu oraz porównano wyniki badań z wartościami dla monolitu i złoża usypanego.
Hydrogen induced cracking is a form of wet H2S cracking. Blistering or crack propagation is a result of the mechanical tearing of material by high-pressure hydrogen gas forming on internal material discontinuities, like non-metallic inclusions. This failure mechanism is typically associated with low and medium-strength pipeline steels, however, it does also occur in high-strength rolled wire. This evaluation aims to elucidate the mechanism of this susceptibility. The characteristic failure pattern where cracking occurs near the wire centreline and propagates perpendicular to the rolling direction leads to believe that the wire anisotropy, developed during cold rolling, plays a critical role. A mechanical property – flow resistance in principal directions – was measured using the Wheeler and Ireland technique. It was found that the “weak” direction is perpendicular to the crack propagation direction. The failure rate does not correspond to the flow resistance, but rather to the flow resistance ratios. It is proposed that those ratios are not only a measure of anisotropy but also a measure of microstructural damage inflicted by the cold rolling process. This microstructural damage is partially reversible by heat treatment processes.
PL
Pękanie wodorowe jest mechanizmem degradacji często zachodzącym w środowiskach korozyjnych, w których występuje siarkowodór. Propagacja pęknięć postępuje na skutek fizycznego rozrywania materiału przez cząsteczkowy wodór pod wysokim ciśnieniem, tworzący się na nieciągłościach wewnętrznych, takich jak na przykład wtrącenia niemetaliczne. Praca badawcza dotyczy mechanizmu pękania wysoko wytrzymałego kształtowego drutu stalowego. Drut pęka w charakterystyczny sposób: pęknięcie tworzy się w pobliżu środka drutu i propaguje równolegle do płaskich powierzchni. Obserwacja ta każe przypuszczać, że propagacja związana jest z anizotropią właściwości mechanicznych drutu. Anizotropię zbadano jako opór płynięcia plastycznego materiału pod wgłębnikiem twardościomierza metodą Wheelera i Irelanda. Zaobserwowano, że pęknięcia propagują prostopadle do kierunku, w którym występuje najmniejszy opór płynięcia. Pękanie podczas testów w środowisku korozyjnym z siarkowodorem nie jest skorelowane bezpośrednio z oporem płynięcia, a ze stosunkiem oporów płynięcia w dwu kierunkach, a więc miarą anizotropii. Z badań wynika, że proces walcowania na zimno powoduje uszkodzenia mikrostruktury, które można szacować miarą anizotropii właściwości mechanicznych drutu i które są częściowo odwracalne w procesie obróbki cieplnej.
The paper presents the concept of new swirl inserts. An empty two-phase swirl flow atomizer, and three atomizers with inserts were designed, manufactured and tested. The tested atomizers did not differ in terms of their geometric dimensions, with the only variable being the type swirl chamber filling. Flow resistance and spray angle values were analysed for all the evaluated structures. It was shown that the presence of a swirl insert does not significantly increase flow resistance, but instead results in larger spray angles. Taking into account the values of flow resistance and spray angles, the best design solution turned out to be the set of inserts No. 2.
The paper presents research on a novel catalytic carrier, called “streamlined structure”. The carrier is a short-channel monolith, whose walls are shaped like an airfoil profile (airplane wing). The intention is heat transfer intensification coupled with moderate flow resistance. Streamlined structures with triangular channel cross-section, 3mm, 6mm and 12 mm long, were designed and manufactured using the SLM (Selective Laser Melting) technique for the experimental verification. The structures were modelled using the CFD (Computational Fluid Dynamics) software to derive flow resistance, flow patterns and heat transfer coefficients. Compared to classic structures, CFD showed intensified heat transfer, combined with acceptable flow resistance increase. CFD proved the lack of an inlet vortex, which in classical structures seriously reduces the intensity of heat transfer. The CFD has been satisfactorily verified by experiments.
Hydraulic and transport properties of periodic open cellular structures (POCS) based on cubic cells were investigated numerically. Different cell and strut dimensions, as well as strut shapes, were examined. Numerical results of heat transfer and flow resistance, as well as modeled morphological parameters were verified experimentally. The most beneficial properties were obtained for the POCS with convex triangular, circular and hexagonal struts.
An axial flow tubular heat exchanger has been experimentally investigated to augment the heat transfer rate with a novel swirl flow of air past the heated tubes. The novel design has been based on circular baffle plates provided with trapezoidal air deflectors of various inclination angles. The arrangement of tubes is kept the same throughout the experiment, in accordance with the longitudinal airflow direction. The tubes maintained a constant heat flux condition over the surface. Four deflectors with equal inclination angles were developed on each baffle plate, generating air swirl inside a circular duct carrying the heated tubes that increase air-side turbulence and, consequently, the surface heat transfer rate. The baffle plates were placed equidistant from each other at variable pitch ratios. The Reynolds number was kept in the range of 16000– 28000. The effect of pitch ratios and inclination angles on the thermo-fluid performance of the heat exchanger was studied. The investigations revealed an average improvement of 3.75 times in thermo-fluid performance for an exchanger with a deflector baffle plate with a baffle inclination angle of 50_ and a pitch ratio of 1.4 when compared to other inclination angles and pitch ratios.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zjawisko anormalnie zmniejszonych oporów przepływu wywołują substancje powierzchniowo czynne SPC (surfaktanty) oraz polimery o dużej masie cząsteczkowej. Dzięki tym dodatkom można uzyskać znaczne, nawet kilkudziesięcioprocentowe, oszczędności energii niezbędnej do realizacji przepływu. Przejawia się to w zwiększonym natężeniu przepływu płynu, bez zmiany zapotrzebowania na moc.
EN
A review, with 26 refs., of the fundamentals of the phenomenon of abnormally reduced flow resistance caused by the addn. of surfactants or high molecular weight polymers. The practical benefits resulting from the use of the additives were indicated and examples of their applications were presented.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy dokonano przeglądu pośrednich instalacji chłodniczych z pętlą cyrkulacyjną z dwutlenkiem węgla jako czynnikiem roboczym. Omówiono rozwiązanie techniczne polegające na sprzężeniu propanowego agregatu sprężarkowego z dwufazową pętlą CO2. Przedstawiono ramową propozycję obliczania oporów przepływu występujących w instalacji na podstawie sporządzonych map przepływów dwufazowych w kanałach poziomych i pionowych. Głównym przedmiotem obliczeń było określenie odpowiedniej wysokości słupa cieczy, umożliwiającej prawidłową pracę instalacji. Artykuł stanowi wstęp do podejmowanych aktualnie prac rozwojowych nad innowacyjnymi rozwiązaniami pośrednich układów chłodniczych dla chłodnictwa handlowego.
EN
The paper provides with a review of indirect cooling systems with a circulation loop with carbon dioxide as a working fluid. A technical solution was also proposed, consisting in coupling a propane compressor cooling system unit with a two-phase CO2 loop. A general calculation approach was presented for the flow resistance occurring in the installation because of the prepared maps of two-phase flow patterns in the horizontal and vertical channels. The focus of the calculations was to determine the appropriate height of the liquid column to enable proper operation of the system. The paper is an introduction to the currently undertaken development works on innovative solutions of indirect refrigeration systems for commercial refrigeration.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badano opory przepływu w rurociągu substancji o różnym charakterze reologicznym. Szczególny nacisk położono na zawiesiny cząstek roślinnych, które są porowate i mogą ulegać pęcznieniu. Podano wyniki reometrycznych badań wodnych zawiesin cząstek siana, które w momencie przygotowania zawierały do 11% obj. fazy stałej. Wykonane na ich podstawie obliczenia symulacyjne wskazały na trudności w szacowaniu oporu przepływu tego rodzaju płynu w rurociągu, a tym samym w określeniu wymaganych parametrów pracy urządzenia pompującego.
EN
Flow resistance of an aq. suspension of hay particles (up to 11% by volume) in a pipeline was studied. The apparent viscosity of the suspensions decreased with the increasing the shearing rate and solid phase content. The flow resistance increased with increasing volume flow and decreasing solid phase content. The Ostwaldde Waele equation described well the flow of low concd. suspensions while the Herschel-Bulkley equation was the best for describing the flow of suspensions with high concn. of solid phase.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Dodatki środków powierzchniowo czynnych lub polimerów wywołują zmniejszenie oporów przepływu mediów. Przedstawiono i porównano 3 sposoby ograniczenia oporów przepływu i efekty towarzyszące temu zjawisku.
EN
Fundamentals and a review with 19 refs.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przeprowadzono dyskusję nad reologią cieczy stosowanych w wiertnictwie. Analiza dotyczyła wpływu parametrów technologicznych cieczy wiertniczych na dokładność wyznaczania oporów przepływu na udoskonalonym stanowisku badawczym wykonanym na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH. Porównano wyniki badań i przeprowadzono dyskusję dotyczącą celowości i efektów wynikających z modernizacji urządzenia umożliwiającego określenie zależności hydrodynamicznych rejestrowanych podczas przepływu cieczy wiertniczych.
EN
A test stand for measuring shearing stress in drilling fluid flow under industrial conditions was modernized and used for checking the correctness of Blasius coeffs. in water flow. The discrepancy between exp. results and theor. assumptions was decreased by more than 5%.
Przedstawiono właściwości nanowłókien, metody ich wytwarzania oraz obszary zastosowania. Zaprezentowano oraz przeanalizowano parametry charakteryzujące materiały filtracyjne z dodatkiem nanowłókien. Opracowano metodykę badań charakterystyki aerodynamicznej oraz charakterystyki: skuteczności, dokładności i oporu przepływu wkładów filtracyjnych z dodatkiem nanowłókien w zależności od współczynnika chłonności pyłu km. Przedstawiono charakterystyczne parametry filtracyjne materiałów z dodatkiem nanowłókien. Wykonano pięć wkładów różniących się materiałem filtracyjnym z dodatkiem nanowłókien oraz bez tej warstwy. Opracowano warunki badań oraz przygotowano stanowisko badawcze. Przeprowadzono badania charakterystyk aerodynamicznych wykonanych wkładów filtracyjnych oraz charakterystyk skuteczności i dokładności filtracji i oporów przepływu wkładu standardowego (celulozowego), a także z dodatkiem nanowłókien. Potwierdzono pozytywny wpływ warstwy nanowłókien na wzrost skuteczności i dokładności filtracji powietrza wlotowego do silnika. Dokonano oceny składu granulometrycznego pyłu w powietrzu za standardowym wkładem filtracyjnym i wkładem z dodatkiem nanowłókien.
EN
Nanofiber properties, methods of their production, and areas of their application have been presented. Parameters describing filtration materials with nanofibers addition were presented, and analyzed. Methodology for testing aerodynamic characteristics as well as characteristics of: efficiency, accuracy, and filter cartridges resistance with nanofibers addition, depending on the dust mass loading km were developed. Characteristic filtration parameters of the materials with nanofibers addition are presented. Five filtration inserts, differing in the filtration material with nanofibers addition, and without this layer were made. Test conditions were developed as well as a test stand was prepared. Aerodynamic characteristics tests of filter cartridges as well as filtration efficiency, accuracy, and flow resistance of standard (cellulose) cartridge, and the ones with nanofibers addition were performed. The positive effect of nanofiber layer on efficiency, and accuracy increase in the inlet engine air filtration was confirmed. Granulometric composition of air dust was assessed on a standard filter cartridge, and on a cartridge with nanofibers addition.
Air filtration conditions in a single-stage and a two-stage filtration system (multicyclone-porous panel filter) are presented. Allowable flow resistance Δpfdop values reducing the air filter service life are specified. The benefits of using a multicyclone as a first stage of air filtration, including improved mobility and extended service life, are discussed. Criteria for selecting the filter media for the automobile air intake system using an absorption coefficient of dust km determined at a specific allowable flow resistance Δpfdop are specified. New methods and conditions to determine the absorption coefficient of dust km for article filter and non-woven fabric filter in a single-stage and a two-stage filtration system are developed and presented. The separation efficiency and separation performance as well as the flow resistance characteristics of the filter set including a single cyclone and a filter element with a specially selected filter medium surface area are tested. Absorption coefficients of dust km for the tested paper filter and non-woven fabric filter were determined for an allowable flow resistance. The effects of dust particle size distribution in the air downstream of the cyclone on reducing the absorption coefficient of dust of the paper filter and non-woven fabric filter in a two-stage filtration system are shown.
Artykuł zawiera uzasadnienie istoty przeprowadzania badań dotyczących zawiesiny lodowej. Przedstawia też konieczność wprowadzania częstszego jej wykorzystywania w branży chłodniczej. Scharakteryzowany został również proces przygotowania pomiarów. Część ta zawiera opis stanowiska badawczego z uwzględnieniem wszystkich jego elementów. Badania przeprowadzono dla trzech zaworów kulowych o różnych średnicach. Wykonano serie pomiarów dla dwóch wartości zamknięcia tychże zaworów przy sześciu różnych temperaturach zawiesiny lodowej oraz dla sześciu wartości udziału lodu w mieszaninie. Przedstawiony został także algorytm obliczeniowy, pozwalający na wyznaczenie wartości niezbędnych do przeprowadzenia analiz. Za pomocą charakterystyk pokazano zależności współczynników strat miejscowych w badanych zaworach od liczby Reynoldsa dla modelu Binghama. Wyniki badań porównano z wartościami zawartymi w Polskiej Normie M – 34034. Ponadto wykazano wpływ obecności cząsteczek lodu na laminaryzację.
EN
The article contains the justification for conducting the research on ice slurry. It portrays the necessity for more frequent usage of it in the cooling industry. The process of preparing the measurements has also been characterized. This part contains the research post description with all of its elements. The research has been conducted for three ball valves with different diameters. A series of measurements for two closing values of the aforementioned valves, with six different ice slurry temperatures and six different amounts of ice in the mix have been made. The used calculating algorithm, capable of determining the values essential for analyses, has been presented. With the use of characteristics, the relations between loss coefficients in researched valves and Reynolds number for the Bingham model has been displayed. Research results has been compared to values available in Polish Norm M – 34034. Moreover, the influence of ice particles on laminarization has been demonstrated.
This paper presents an effect of general dimensions of a reverse flow mini-cyclone with a tangential inlet on its separation efficiency. Several mini-cyclone design modifications are presented and evaluated for use in the air filtration systems of motor vehicles. Local design improvements of three components of a reverse flow mini-cyclone with a tangential inlet D-40 of an air filter fitted in an all-terrain vehicle engine were introduced. An asymmetric curvilinear shape of an outlet port was used instead of a symmetrical shape. An outlet vortex finder inlet port shape was streamlined, and a cylindrical outlet vortex finder of the cyclone was replaced with a conical one. Experimental evaluation of the effects of the design improvements of mini-cyclone on its separation efficiency and performance as well as flow resistance was carried out. Separation efficiency of the cyclone was determined using the mass method as a product of dust mass retained by the mini-cyclone and supplied to the mini-cyclone in a specified time. Separation performance of the cyclone was determined as the largest dust particle dz =dzmax in a specific test cycle in the cyclone outlet air stream. A polydisperse PTC-D test dust used in Poland, a substitute for AC-fine test dust was used. Dust concentration at the mini-cyclone inlet was kept at 1 g/m3. The size and total number of dust particles in the air stream at the outlet of the original mini-cyclone and at the outlet of the improved mini-cyclone was determined using a particle counter.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents the results of experimental studies of the enhancement of the boiling process of a zeotropic agent with high temperature glide inside tubes at a low heat flux density. It discusses the effect of three types of inserts on the heat transfer process and the flow resistances during boiling of R407C in vertical tubes. The experimental studies covered measurements of heat transfer coefficient values, flow resistance values and thermal efficiency in the measurement section.
PL
Przedmiotem prezentowanej publikacji są wyniki badań eksperymentalnych intensyfikacji procesu wrzenia wewnątrz rur czynnika zeotropowego z dużym poślizgiem temperaturowym w warunkach niskich gęstości strumieni ciepła. W ramach pracy omówiono wpływ zastosowania trzech rodzajów wkładek na proces wymiany ciepła czynnika R407C i opory przepływu podczas wrzenia w rurach pionowych. Wyniki badań doświadczalnych obejmują pomiary wartości współczynników przejmowania ciepła, oporów przepływu oraz wydajności cieplnej uzyskiwanej w odcinku pomiarowym.
Wyznaczono dyspersję osiową dla jednofazowego przepływu cieczy (wody i 45% roztworu gliceryny) przez złoże metalowych i ceramicznych pian stałych. Otrzymane wyniki zostały porównane z wartościami właściwymi dla złoża kulek. Określono wpływ lepkości cieczy na mierzony parametr. Dodatkowo wyznaczono również opory przepływu.
EN
Metal and ceramic solid foams were examined to determine axial dispersion for liquids (water and 45% glycerol solution) single phase flow; the results obtained for the packed bed of spheres were used for comparison. The influence of the liquid viscosity on axial dispersion was tested. Moreover, flow resistance was also measured.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.