Krystalizator jest jednym z urządzeń, przez które przepływa ciekła stal podczas procesu ciągłego odlewania i które pełni ważną rolę w kontroli procesu krzepnięcia. Przeprowadzone symulacje komputerowe miały na celu analizę wpływu prędkości odlewania na hydrodynamikę ciekłej stali w krystalizatorze. W badaniach zwrócono uwagę na gradient prędkości ciekłej stali oraz obszar występowania strumieni wstecznych w przestrzeni krystalizatora. Określono również wpływ prędkości odlewania na naprężenia styczne powstające w wyniku interakcji ciekłej stali z krzepnącym wlewkiem.
EN
Mould is the one of the device of the continuous casting process, during the liquid steel flows through it, and it plays an important role of solidification control. Aim of the conducted computer simulations was to analyze influence of the casting speed on liquid steel hydrodynamics in the mould. In the investigations liquid steel velocity gradient and backflow zone occurring in the working space of the mould were paid attention. The influence of the casting speed on the shear stress creating by liquid steel interaction with billets shell was also determined.
This paper reviews the development and applications of hydrodynamic cavitation in water treatment, with a particular emphasis on the removal of organic and microbiological contaminants. A comparative analysis of published studies is conducted to evaluate the performance of various cavitation configurations, including Venturi tubes, diaphragm systems, and rotor-stator devices. The findings show that hydrodynamic cavitation combines mechanical, thermal, and radical mechanisms that enable the degradation of dyes, pharmaceutical residues, and persistent organic pollutants, as well as the inactivation of pathogenic microorganisms. The analysis identifies cavitation number, flow velocity, pressure drop, and physicochemical properties of the medium as key factors influencing process efficiency. Practical implications include reduced chemical demand and lower energy consumption compared with conventional disinfection methods. The review highlights the potential of hybrid systems (HC+H2O2, HC+O3, HC+TiO3/UV), which often achieve over 90% COD and TOC removal, and indicates directions for optimisation and scale-up of cavitation reactors.
PL
Celem artykułu jest przedstawienie aktualnego stanu wiedzy na temat zastosowań kawitacji hydrodynamicznej w oczyszczaniu wody oraz identyfikacja kluczowych uwarunkowań procesowych. Zastosowano metodę systematycznego przeglądu literatury obejmującą badania z lat 2015-2025. Analiza uwzględnia mechanizmy działania kawitacji, parametry hydrodynamiczne, właściwości fizykochemiczne cieczy oraz efektywność różnych konfiguracji urządzeń. Szczególna uwaga poświęcona jest hybrydowym rozwiązaniom (HC+H2O2, HC+O3, HC+TiO3/UV), które osiągają ponad 90% redukcji zanieczyszczeń organicznych (COD i TOC). Przedstawiono także ograniczenia wynikające z różnorodności geometrii reaktorów, braku standaryzacji parametrów oraz niewystarczającej liczby badań pilotowych. Wartością dodaną pracy jest systematyzacja czynników wpływających na skuteczność kawitacji oraz wskazanie kierunków dalszych badań istotnych dla praktycznej implementacji technologii.
This study employs a simplified computational approach to investigate the hydrodynamic behaviour within tubular reactors for Monoammonium Phosphate (MAP) fertilizer production. The main objective is to understand the impact of key parameters, including volumetric flow rates, fluid properties, reactor geometry, operating conditions, and distinct inlet configurations, on reactant distribution and mixing efficiency. Two primary cases were investigated: Case 1, where ammonia was injected coaxially with phosphoric acid introduced via a side inlet; and Case 2, where phosphoric acid was injected coaxially with ammonia entering through a side inlet. A significant effect of the reactant dosing location into the reactor was observed and was more effective in Case 2 with respect to the MAP formation reaction. High ammonia and acid velocities were obtained at the constriction (nozzle) in the reactor tube. The nozzle design caused a uniform discharge of the reactants to the further part of the reactor, where there was good mixing of the components, comparable to Cases 1 and 2. These simulations provide a practical tool for engineers to adjust design parameters, optimize residence times, and ensure consistent product quality, facilitating both laboratory and industrial-scale applications. Future studies should incorporate chemical species transport and reaction kinetics to further enhance model accuracy and provide a more comprehensive understanding of the reaction process. Ultimately, this research offers valuable insights for informed decision-making in optimizing tubular reactor design and operation, leading to improved MAP production efficiency and product quality.
The paper presents the results of studies on optimisation of water impact on a reservoir by means of sequential periodic increase in hydrodynamic pressure in order to extract capillary trapped oil. The method provides a coordinated account of both displacement conditions and capacitive-filtration characteristics of fluid-saturated reservoirs. The results of experimental, theoretical and field studies of mass transfer processes in the presence of hydrodynamic nonequilibrium in heterogeneous porous media are presented. This paper considers a case where capillary forces are the determining factor for the displacement of immiscible liquids. Laboratory test results have shown that the formation of CO2 in the reaction of an alkaline solution with naphthenic components can make an additional contribution to the control of surface tension in porous media. A series of experimental studies were carried out on a core sample model to simulate the oil displacement by in-situ generated CO2 gas-liquid system. The article offers an analytical and technological solution to the problem of ensuring the value of “capillary number” and capillary penetration corresponding to the most complete extraction of trapped oil by regulating the “rate” of filtration (hydrodynamic injection pressure). The paper presents the field cases of implementing the new reservoir stimulation techniques to increase sweep efficiency. For effective residual oil recovery in fluid flow direction, conditions of stepwise (staged) maintenance of specified hydrodynamic water pressure at the boundary of injection contour are considered. Estimated calculations allow to determine time duration and stage-by-stage control of injection pressure as a requirement for reaching the expected increase in oil recovery.
PL
W artykule przedstawiono wyniki badań nad optymalizacją oddziaływania wody na złoże poprzez sekwencyjne, okresowe zwiększanie ciśnienia hydrodynamicznego w celu wydobycia kapilarnie zatrzymanej ropy. Metoda ta pozwala w sposób skoordynowany uwzględnić zarówno warunki wyporu, jak i charakterystykę kapilarno-filtracyjną złóż nasyconych cieczą. Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, teoretycznych i praktycznych procesów przenoszenia masy w obecności braku równowagi hydrodynamicznej w heterogenicznych ośrodkach porowatych. W artykule rozpatrywany jest przypadek, w którym siły kapilarne są czynnikiem decydującym o wypieraniu niemieszalnych cieczy. Wyniki badań laboratoryjnych wykazały, że powstawanie CO2 w reakcji roztworu zasadowego ze składnikami naftenowymi może mieć dodatkowy udział w kontroli napięcia powierzchniowego w ośrodkach porowatych. Przeprowadzono serię badań eksperymentalnych na modelu próbki rdzeniowej w celu symulacji wypierania ropy przez generowany in-situ układ gazowo-cieczowy CO2. W artykule zaproponowano analityczne i technologiczne rozwiązanie problemu zapewnienia wartości „liczby kapilarnej” i przenikania kapilarnego odpowiadających najbardziej pełnemu wydobyciu zatrzymanej ropy, poprzez regulację „szybkości” filtracji (ciśnienia zatłaczania hydrodynamicznego). W artykule przedstawiono przykłady praktycznego zastosowania nowych technik stymulacji złoża w celu zwiększenia efektywności wydobycia. W celu osiągnięcia efektywnego wydobycia ropy resztkowej w kierunku przepływu cieczy rozważono warunki stopniowego (podzielonego na etapy) utrzymywania określonego ciśnienia hydrodynamicznego wody na granicy konturu zatłaczania. Przeprowadzone obliczenia szacunkowe pozwalają na określenie czasu trwania i etapowego kontrolowania ciśnienia zatłaczania jako warunku osiągnięcia oczekiwanego wzrostu odzysku ropy.
In surface mining operation, blasting method has been commonly used and accounted highly for breaking waste rock and mineral. The main goal of the activity is fundamental fragmentation by energy generation due to blasting. However, only 20% to 30% blasting energy is generated to fragment rock. The remain energry is wasted for flyrock, ground vibration, air overpressure, dust and too fine fragmentation. Flyrock in blasting is large risk for surface mines and occupies more than a half of incidents relating to blasting at surface mines, because this is a severe issue and causes negative reaction of the surrounding residients. However, studies on flyrock-phenomenon prediction methods for blasting in Vietnam have been also limited. In the study, simulation analysis method on induce-blasting-induced flyrock experiment using Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) with LS-Dyna software. Two-dimension modelling was built and practically applied for B2 cross section of Mong Son quarry in Yen Bai province. The result showed that the ability of Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) in analysizing flyrock trajectory distance in blasting. By using the modelling with field-site parameters, the researcher monitored flyrock velocity at installed time periods, such as 1.5 second when the flyrocks fly with a maximum distance of 85 m from blasting site and their average velocity of 40 m/s.
An analysis of the influence of inertia forces and ponderomotive forces on the destabilization of the flow of viscous fluids in the hydrodynamic initial section is given. Cases of flow of viscous, anomalously viscous and electrically conductive liquids are considered; the degree of influence of mass forces on the destabilization of the flow is estimated. As applied to the flow in the hydrodynamic initial section, the degree of influence of inertia forces from convective acceleration and forces with a magnetic nature can be different. Inertia forces stimulate the accelerated movement of the fluid, and in the case of forces with a magnetic nature, ponderomotive forces contribute to deceleration, which is confirmed by the results of studies of the velocity field. Recommendations are given for calculating the length of the hydrodynamic initial section in the presence of mass forces with different nature.
Process intensification is one of the key branches of process engineering. High gravity equipment achieves intensification by substituting gravity with much higher centrifugal force. Rotating Packed Bed is the leading example of high gravity solutions, strongly facilitating gas-liquid mass transfer. However, cylindrical packings come with certain drawbacks, such as dry spots, that can be overcome with new solutions, such as baffle-based packing geometries. However, when baffles are arranged too close to each other, liquid bridges are formed between them, which may lead to decrease in mass transfer efficiency. This work is concerned with improvement of a Zickzack-like internal by the means of visual studies with the use of high-speed camera. According to measured ligament break-up length, two new packings were designed for particular rotational speeds and tested experimentally for effective mass transfer area and wet pressure drop.
The newly discovered mid-Campanian Szozdy Delta System (Roztocze Hills, SE Poland) located in the south-ern part of the Polish Cretaceous Basin, at the northern edge of the Łysogóry-Dobrogea Land, has revealed in-teresting features concerning the relationship between the abundance of rutile and tourmaline. A distinct inverse relationship between rutile and tourmaline can be readily recognised in the succeeding units of the tripartite cyclothems (calcareous mudstone, calcareous sandstone, and calcareous gaize) representing the submarine part of the Szozdy Delta System. In the Szozdy section, both minerals are of similar shape (highly rounded), dura-bility, and size; they are, however, characterised by markedly different densities. Therefore, it might be expected that these two mineral phases will be strongly dependent, both vertically and spatially, on the local energy of the sedimentary environment hydrodynamic power that existed during the deposition of the succeeding units of the cyclothems. The lighter tourmaline was likely transported further to the more quiescent prodelta environment, rendering the prodelta facies overrepresented in this mineral, whereas the heavier rutile was deposited closer to the river discharge. Such relative change in the abundance of these two mineral phases, emphasised by a standardised Z-score statistics, is referred here to as rutile to tourmaline index (RuTidx). Accordingly, as the RuTidx increases, the hydrodynamic power in the sedimentary environment increases as well. Since these two mineral phases are comparatively immune to alteration during the sedimentary cycle, the RuTidx is considered here to be an independent tool in recognising the hydrodynamics of the depositional environments of any age.
The main objective of the present work is to study the behavior of Nano-lubricated journal bearing considering elasticity and variable viscosity effects. A mathematical model for a journal bearing is employed using three-dimensional computational fluid dynamics. The study is implemented for a journal bearing with laminar flow and smooth surfaces lubricated with pure oil as well as lubricants containing different concentrations of Al2O3 Nano-particles. The dependence of the oil viscosity on the temperature is considered by using the modified Krieger Dougherty model. Pressure, temperature and elastic deformation in addition to the bearing load-carrying capacity of the bearing working under different eccentricity ratios (0.1-0.6) have been studied. The mathematical model is confirmed by comparing the results of the pressure and temperature distributions obtained in the current work with those obtained by Ferron et al.(1983) for a bearing lubricated with pure oil. Also, the pressure obtained for the Nano-lubricated bearing of the present work is validated with that obtained by Solighar (2015). The results are found in good agreement with a maximum deviation not exceeding 5%. The obtained results show that the oil film pressure increases by about 17.9% with a slight decrease in oil film temperature and friction coefficient.
Przeanalizowano warunki hydrodynamiczne w mieszalniku do wytwarzania zawiesin w zależności od odległości mieszadła od dna zbiornika. Ustalono, że posadowienie mieszadła bliżej dna jest korzystne, gdyż umożliwia unoszenie większych ziaren z dna. Jednak prędkość przepływu cieczy przy ściance praktycznie nie zależy od wysokości zawieszenia mieszadła, a to ona determinuje warunki wytwarzania jednorodnej zawiesiny. Stwierdzono również, że niższe umieszczenie mieszadła wpływa negatywnie na efektywność jego pracy.
EN
The mixing power was calcd. for different distances of the stirrer from the bottom of the tank filled with water and for the set rotational frequencies. Liq. velocity measurements were detd. with a laser imaging system by adding 10 μm tracer particles to the water. Placing the impeller closer to the bottom was beneficial as it allowed larger grains to be lifted off the bottom. The velocity of liq. flow at the wall, which dets. the conditions for the formation of a homogeneous suspension, practically did not depend on the impeller clearance. The lower position of the impeller had a negative effect on the efficiency of its work.
The work concerns numerical simulations of a cone mill used for emulsion preparation. Hydrodynamics, power consumption and population balance are investigated for various operating conditions at high phase volume emulsions and for different rheologies. Cone mills are usually simplified as a simple gap between rotor and stator but by increasing the complexity of the geometry till it represents the commercial device identifies a wealth of additional features such as recirculation zones above (which enhance breakage) and below (which allow for coalescence) the rotor-stator gap. Two separate sets of population balance modelling constants are required to capture all the experiment results – even with the most complex geometries. Some suggestions are made for improvements and further studies will consider other rotor-stator devices.
The article deals with studying the hydrodynamic characteristics of the fluidized bed in gravitation shelf dryers. The algorithm to calculate hydrodynamic characteristics of the fluidized bed in the dryer’s workspace is described. Every block of the algorithm has a primary hydrodynamic characteristics theoretical model of calculation. Principles of disperse phase motion in various areas in the gravitation shelf dryer are established. The software realization of the author’s mathematic model to calculate disperse phase motion trajectory in a free and constrained regime, disperse phase residence time in the dryers’ workspace, polydisperse systems classification is proposed in the study. Calculations of disperse phase motion hydrodynamic characteristics using the software product ANSYS CFX, based on the author’s mathematic model, are presented in the article. The software product enables automating calculation simultaneously by several optimization criteria and visualizing calculation results in the form of 3D images. The disperse phase flow velocity fields are obtained; principles of a wide fraction of the disperse phase distribution in the workspace of the shelf dryer are fixed. The way to define disperse phase residence time91 in the workspace of the shelf dryer in free (without consideration of cooperation with other particles and dryer’s elements) and con-strained motion regimes is proposed in the research. The calculation results make a base for the optimal choice of the gravitation shelf dryer working chamber sizes.
Full-floating ring bearings are state of the art at high speed turbomachinery shafts like in turbochargers. Their main feature is an additional ring between shaft and housing leading to two fluid films in serial arrangement. Analogously, a thrust bearing with an additional separating disk between journal collar and housing can be designed. The disk is allowed to rotate freely only driven by drag torques, while it is radially supported by a short bearing against the journal. This paper addresses this kind of thrust bearing and its implementation into a transient rotor dynamic simulation by solving the Reynolds PDE online during time integration. Special attention is given to the coupling between the different fluid films of this bearing type. Finally, the differences between a coupled and an uncoupled solution are discussed.
Materia aktywna to układy złożone z wielu elementów, które poruszają się czerpiąc energię z otoczenia. Jednym z przykładów są orzęski – jednokomórkowe mikroorganizmy, poruszające się poprzez wytworzenie na swojej powierzchni przepływu za pomocą setek drobnych rzęsek pokrywających ich komórki. Mechanizm ten zainspirował prace nad sztucznymi mikropływakami, które poruszają się wykorzystując wytwarzane przez siebie gradienty odpowiednich wielkości fizycznych, takich jak temperatura, stężenie produktów reakcji chemicznej albo pole elektryczne. W poniższym artykule omawiam krótko mechanizmy fizyczne rządzące ruchem syntetycznych mikropływaków i podsumowuję dotychczasowe próby wykorzystania wspominanych zjawisk do napędzania aktywnych mikrocząstek. Wskazuję niektóre kierunki rozwoju i wyzwania stojące przed bionaśladowczą mikroinżynierią, takie jak kontrola ruchu cząstek przy użyciu zewnętrznych bodźców, i prezentuję potencjalne rozwiązania.
EN
Active matter are systems comprising of many elements which move by drawing the energy from their environment. An example are ciliates – unicellular microorganisms which move by generating flow on their surfaces using hundreds of tiny cilia covering their cell bodies. his mechanism has inspired works on artificial microswimmers which move in response to self-generated gradients of various physical quantities, such as temperature, concentration of chemical species, or electric field. In this article, I briefly review the basic physical mechanisms governing the motion of synthetic microswimmers and summarise previous implementations using the above mentioned phenomena to propel microparticles. I highlight possible developments and challenges of biomimetic microengineering, such as the control of motion of particles using external stimuli, and present potential solutions.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodykę wyznaczania charakterystyki sił hydrodynamicznych, działających na elementy zamykające zaworu bezpieczeństwa, przy wykorzystaniu numerycznej mechaniki płynów CFD. Omówiono również wpływ charakterystyki na finalną konstrukcję i pracę zaworu.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The performance of modified anchor impellers in stirred tanks is investigated. The classical anchor impeller is taken as a reference, then the upper part of the blade arm is curved at different degrees (α). Three geometrical configurations are explored, namely: α = 0° (which corresponds to the standard shape of anchor impellers), 45°, and 90°. The study is achieved numerically by using a finite volume method based CFD tool. The case of highly viscous Newtonian fluids under laminar flow conditions is considered. From the obtained results, the newly modified anchor impeller has allowed an enhancement in the axial circulation of liquid and a reduction in power requirements. The curved blade with 90° yielded a decrease in power number by about 2.5%, compared to the classical anchor impeller.
PL
W pracy przebadano działanie zmodyfikowanych mieszadeł kotwicowych w zbiornikach z mieszaniem. Jako element referencyjny przyjęto klasyczne mieszadło kotwicowe, w którym górną część ramienia łopatki zakrzywiono pod różnym kątem (α). Przebadano trzy konfiguracje geometryczne, a mianowicie: α = 0° (co odpowiada standardowemu kształtowi mieszadła kotwicowego), 45° i 90°. Badania realizowano numerycznie przy użyciu metody objętości skończonych CFD. Rozważany przypadek dotyczy wysoko lepkich płynów newtonowskich w warunkach przepływu laminarnego. Na podstawie uzyskanych wyników zmodyfikowane mieszadło kotwicowe umożliwiło zwiększenie osiowej cyrkulacji cieczy i zmniejszenie zapotrzebowania na moc. Zakrzywiona łopatka o kącie 90° spowodowała spadek liczby mocy o około 2,5% w porównaniu z klasycznym mieszadłem kotwicowym.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article presents results concerning the hydrodynamics of a reactor with a porous fluidised bed (group D according to Geldart). Pressure drops were experimentally determined by gas flow through the bed and empty column. Using equations from literature flow resistance on the bed and gas distributor, critical velocity and terminal velocity were calculated and the obtained results were compared with experimental data. The equation which best described the work of the tested fluidised bed was identified through a process of trial and error. The influence of sieve being operated on pressure drops occurring during the process was determined and its applicability in the other conditions was verified.
PL
W pracy zaprezentowano wyniki dotyczące hydrodynamiki reaktora z porolitową warstwą fluidalną (grupa D wg Geldarta). Eksperymentalnie wyznaczono spadki ciśnienia przy przepływie gazu przez złoże i pustą kolumnę. Korzystając z równań literaturowych, obliczono opory przepływu na złożu, dystrybutorze gazu, prędkość krytyczną i prędkość wywiewania oraz porównano otrzymane wyniki z danymi doświadczalnymi. Metodą prób i błędów znaleziono równanie najlepiej przedstawiające pracę badanego układu fluidalnego, określono wpływ eksploatowanego sita na spadki ciśnienia występujące w trakcie procesu oraz zweryfikowano jego stosowalność w innych warunkach.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono uzyskane metodą PIV (particle image velocimetry) wyniki badań rozkładu prędkości cieczy w mieszalniku z ekscentrycznie umieszczonym mieszadłem w dyfuzorze. Stwierdzono występowanie cyrkulacji okrężnej powstającej w wyniku wypływu cieczy przez boczny otwór wypływowy. Zaobserwowano również, że strumień cieczy pompowany w kierunku dna mieszalnika porusza się promieniowo w kierunku ścianki mieszalnika i w jej pobliżu krzyżuje się ze strumieniem okrężnym. Na podstawie zmierzonych prędkości chwilowych obliczono również naprężenia turbulentne. Największe wartości tych naprężeń występują w miejscu krzyżowania się strumieni cieczy oraz przed wlotem bocznym i w strumieniu cieczy wypływającej przez otwór boczny.
EN
Characteristics of liq. mixing in a tank equipped with a propeller stirrer were exptl. tested and compared with the Rushton turbine. Particle image velocity method was used to det. the velocity distribution of the liq. in the tank equiped with an eccentrically placed propeller in a diffuser. The measurements showed that the liq. stream pumped towards the bottom of the tank moved radially to the wall and crossed the circular stream near it. On the basis of measured instantaneous velocities, turbulent stresses were also calcd.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.