Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Spatial variability of long-term trends in significant wave height over the Gulf of Gdańsk using System Identification techniques

Badur J., Cieślikiewicz W.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2018

|

Vol. 47, No. 2

190--201

EN

The significant wave height field over the Gulf of Gdańsk in the Baltic Sea is simulated back to the late 19th century using selected data-driven System Identification techniques (Takagi-Sugeno-Kang neuro-fuzzy system and non-linear optimization methods) and the NOAA/OAR/ESRL PSD Reanalysis 2 wind fields. Spatial variability of trends in the simulated dataset is briefly presented to show a cumulative “storminess” increase in the open, eastern part of the Gulf of Gdańsk and a decrease in the sheltered, western part of the Gulf.

2

Ku bezemisyjnej energetyce gazowej

Badur J., Ziółkowski P.

Nowa Energia

|

2018

|

nr 4

9--13

PL

Życie w mieście jest jednym z gordyjskich węzłów problemów społecznych z pewnością współczesna pragmatyczna orientacja na rynek i przedsiębiorczość wszechobecna w programach pomocy i integracji społecznej nie służy rozwiązywaniu problemów społecznych. Nie służy również dlatego, że nie wychodzi naprzeciw marzeniom aktywnej ludności o nowej koncepcji miejskości. Mamy bowiem z jednej skrajnej strony podmiotową koncepcję życia miejskiego, w której jest obecna potrzeba odbudowania wspólnotowych więzi i ukształtowania "miasta jako wspólnego pokoju", a z drugiej skrajnej strony prymat formatu życia społecznego, w którym dominują wartości rynkowe. Czystość i bezpieczeństwo "wspólnego pokoju" jakim jest miasto, nie jest jak dotychczas jeszcze wartością społeczną.

3

Enhanced energy conversion as a result of fluid-solid interaction in micro- and nanoscale

Badur J., Ziółkowski P., Kornet S., Kowalczyk T., Banaś K., Bryk M., Ziółkowski P. J., Stajnke M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2018

|

Vol. 56 nr 1

329--332

EN

It is known that nano- and micromechanics require new approaches to right describing of surface-like phenomena which lead to an enhanced energy conversion. In this work, a general form of surface forces that consist of a contribution from both the friction and mobility components has been extended to collect the effects of bulk and surface motion of a fluid. Quite similar impact can be observed for a solid-fluid mixture, where the principle of effective stress for this new type of approach should be considered from the very beginning. The second motivation of our work is to present the multiscale domain of fluid-solid interaction which describes some “emergence effects” for materials with especially high volumetric surface densities.

4

Termiczna adaptacja pionowego gruntowego wymiennika ciepła w wyniku oddziaływania cyklicznych obciążeń cieplnych

Sławiński D., Badur J.

Instal

|

2018

|

nr 7/8

11--14

PL

W pracy wykorzystano kompleksowy model numeryczny rozwiązujący w sposób symultaniczny bilans masy, pędu i energii. Parametry modelu są oparte na lokalnych warunkach klimatycznych występujących w rejonie Jabłonnej k. Warszawy. Odwzorowano numerycznie 8 dniową pracę gruntowego wymiennika ciepła współpracującego z pompą ciepła. Wymiennik regenerowano cyklicznie ciepłem odpowiadającym rzeczywistym parametrom uzyskiwanym w kolektorze słonecznym. Zaobserwowano zjawisko adaptacji cieplnej wymiennika do zadanego cyklu pracy. Wyniki uzyskane numerycznie poddano weryfikacji z danymi rejestrowanymi na obiekcie. Wykonano przegląd prac o podobnej tematyce opublikowanych w ostatnim czasie.

EN

In the paper a comprehensive model was used with balance of mass, momentum and energy. The model uses local climatic conditions from the vicinity of Jabłonna near Warsaw. The 8-day work of a ground heat exchanger co-operating with a heat pump has been numerically mapped. Soil in heat exchanger has been regenerated with heat used from solar collector. The phenomenon of thermal adaptation of the exchanger to the work cycle was observed. The results of the numerical solution have been confirmed on the data from the experiment. A review of works on similar topics recently published has been made.

5

Analiza numeryczna pełzania wysokotemperaturowego złącza spawanego wykonanego ze stali P91

Sławiński D., Badur J.

Instal

|

2018

|

nr 1

20--25

PL

W pracy przedstawiono wyniki szacowania stopnia degradacji złącza spawanego wykonanego ze stali P91. W modelu numerycznym wyszczególniono strefy: materiału rodzimego (BM), wpływu ciepła (HAZ) oraz materiału spoiny (WM). Model zawierał procedurę szacowania utraty żywotności złącza pod wpływem pełzania wysokotemperaturowego w II i III stadium. Proces pełzania opisano zgodnie z modelem Nortona-Bailey, natomiast ewolucję parametru zniszczenia opisano zależnością podaną przez Robotnova i Kaczanova. Naprężenia zredukowane wyliczono według autorskiej procedury opartej na definicji naprężeń zredukowanych podanych przez Gursona i Bieleckiego. Zastosowany model numeryczny zweryfikowano na wynikach eksperymentu. Dla określenia stopnia degradacji niskocyklowej zaimplementowano do kodu numerycznego procedurę szacującą parametr Larsona-Millera (LMP).

EN

In this paper have been presented results of degradation weld joint made on P91 steel. In numerical model specified characteristic zone: Base Material (BM), Heat Affected Zone (HAZ), Weld Material (WM). The numerical model has a procedure of estimation degrees of damage from II and III stadium of high temperature creep. Process of creep wrote according to Norton Bailey law and evolution of damage parameter described by Kaczanov and Robotnov formula. Equivalent of stress estimated by authorial procedure based on Gurson and Bielecki formula. Numerical model have been verified from the results of experiment. For the describe the degrees of low cycle damage we are implemented procedure had been calculating Larson Miller Parameter (LMP).

6

Wybrane zagadnienia modelowania Thermal-FSI określające przepływ płynu i wymianę ciepła na przykładzie benchmarkowego eksperymentu wymiennika ciepła z minikanałami

Badur J., Kornet S., Stajnke M., Ziółkowski P., Ziółkowski J., Jóźwik P., Bojar Z.

Energetyka

|

2018

|

nr 3

154--157

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące modelowania pracy wymiennika ciepła z minikanałami. Wyniki obliczeń numerycznych, a mianowicie: strumienie ciepła oraz temperatury wylotowe, porównano z wynikami benchmarkowego eksperymentu z wykorzystaniem płytowego wymiennika z minikanałami (MPHE). W artykule omówiono wyniki analiz Thermal-FSI dla różnych strumieni masy wody. MPHE składa się z płyt zawierających ponacinane minikanały o przekroju prostokątnym (szerokość – 1 mm, głębokość – 700 μm) i 40 mm długości oraz kolektorów (dolotowe i wylotowe). Przedstawione analizy należy uznać za użyteczne w aspekcie projektowania wymienników ciepła.

EN

Presented are issues concerning selected problems of the advanced thermal-FSI (“Fluid Solid Interaction”) approach to numerical modeling of a heat exchanger with minichannels. Compared are results of numerical calculations relating to heat flux and outlet temperatures with the benchmark experiment data obtained with the use of the Minichannel Plate Heat Exchanger (MPHE). Analysed was the heat transfer between separated mediums for different mass flow rates. The MPHE exchanger contained two gasketed brazed plates with channels of a rectangular cross-section (width – 1 mm, depth – 700 μm, 40 mm length) and inlet and outlet manifolds. The numerical simulation was performed via thermal-FSI procedure with water as the working fluid. Presented analysis should be considered as satisfied and promising in the process of designing new heat exchangers.

7

Przegląd turbin gazowych dostosowanych do potrzeb nowego bloku gazowo-parowego w Gorzowie Wielkopolskim a doświadczenia eksploatacyjne po roku pracy

Ziółkowski P., Badur J., Buraczewski J.

Energetyka

|

2018

|

nr 11

651--653

PL

Porównano siedem układów turbin gazowych, a mianowicie: SGT-800; LSM100PB; MS6001FA; MS6001B; MS6001C; Trent 60WLE oraz Trent 60DLE. Kierowano się następującymi wymaganiami: moc elektryczna nowego bloku gazowo-parowego, moc cieplna nowego bloku gazowo-parowego, zróżnicowanie spalanego gazu stosowanego w bloku gazowo-parowym na wysokozaazotowany i typowy gaz ziemny, spełnienie limitów emisji spalin i zanieczyszczeń. W części pracy wykorzystano narzędzia CFM pozwalające modelować bloki elektrociepłowni gazowo-parowych w różnych reżimach pracy, w tym zimowym i letnim. Na podstawie przeprowadzonej pracy oraz doświadczeń eksploatacyjnych stwierdzono, że właściciel turbiny dokonał właściwego wyboru przy uwzględnieniu zapotrzebowania na ciepło i prąd elektryczny dla miasta Gorzowa Wielkopolskiego.

EN

In the work, seven systems of gas turbines, namely: SGT-800; LSM100PB; MS6001FA; MS6001B; MS6001C; Trent 60WLE and Trent 60DLE are compared. The following requirements were followed: the electric power of the new combined cycle gas turbine; thermal power of a new heat and power plant; differentiation of the combustion gas used in the burners to high-nitrogen and typical natural gas; meeting emission and pollution limits. Part of the work was done on the basis of the CFM tools that allow modeling cycles of gas-steam CHP plants in various work regimes, including winter and summer. Based on the performed analysis and operational experience, it should be stated that the turbine owner has made the right choice considering the heat and electricity demand for the city of Gorzów Wielkopolski.

8

Nowatorska produkcja metanu w blokach parowych z wychwytem dwutlenku węgla

Kowalczyk T., Ziółkowski P., Badur J.

Energetyka

|

2018

|

nr 11

624--627

PL

Przedstawiono system produkcji metanu z wodoru pochodzącego z elektrolizy wody i dwutlenku węgla ze spalania węgla. Zaletą proponowanej metody jest prosta konstrukcja i eksploatacja układu oraz możliwość podniesienia elastyczności produkcji energii elektrycznej netto w elektrowni, w tym przede wszystkim obniżenia minimum technologicznego produkcji energii elektrycznej w dolinie obciążenia systemu. Modernizacja bloku energetycznego na blok poligeneracyjny daje możliwość dywersyfikacji odbiorców wyprodukowanej energii. Ponadto przedstawiony system umożliwia produkcję zarówno metanu jak i czystego wodoru, co jest dodatkową zaletą w dobie rozwijającej się gospodarki wodorowej.

EN

The paper presents a system of methane production from hydrogen from the electrolysis of water and carbon dioxide from coal combustion. An advantage of the proposed method is the simple construction and operation of the system as well as the possibility of increasing the flexibility of electricity production in the power plant, in particular the reduction of the tech-nological minimal electricity production during the power system load valleys. Modernization of the power unit into a polygeneration block gives the possibility of diversifying recipients of the produced energy. Moreover, the presented system enables the production of both methane and pure hydrogen, which is an additional advantage in the era of the developing hydrogen economy.

9

Dwadzieścia lat pierwszego bloku gazowo-parowego w Polsce i co dalej?

Buraczewski J., Badur J., Ziółkowski P., Kowalczyk T., Bryk M.

Energetyka

|

2018

|

nr 11

609--611

PL

Autorzy zaprezentowali zarówno dane eksploatacyjne jak i studia literaturowe związane z pierwszym blokiem gazowo-parowym, który został zbudowany w Polsce. Ze względu na swoją specyfikę pracy, a mianowicie dwa typy paliw oraz różne reżimy pracy najpierw jako blok ciepłowniczy, a obecnie jako blok kondensacyjny – przechodził on istotne modernizacje i remonty co stanowi bogatą bazę doświadczeń. Mimo długiego czasu pracy turbiny gazowej i kotła odzyskowego nadal może on stanowić istotne źródło mocy w Polskim Systemie Energetycznym odpowiadając błyskawicznie na potrzeby Rynku Mocy.

EN

The authors presented both operational data and literature studies related to the first combined cycle gas turbine, which was built in Poland twenty years ago. Due to it specificity of work, namely two types of fuels and different work regimes first as a combined heat and power block, and now as a condensation block – it undergone significant retrofitting and renovations, which provided a rich base of experience. However, despite the long working hours of the gas turbine and heat recovery steam generator, it can still be a significant source of power in the Polish Energy System, responding quickly to the needs of the Power Market.

10

Badania mikrostruktury i poziomu szumu Barkhausena eksploatowanych łopatek turbiny

Makowska K., Kowalewski Z. L., Dudda W., Ziółkowski P., Badur J.

Energetyka

|

2018

|

nr 11

627--629

PL

Przeprowadzono badania stopnia degradacji eksploatowanych łopatek turbiny metodą szumu Barkhausena oraz techniką mikroskopową. Przeprowadzono badania twardości. Określono wpływ czasu eksploatacji na poziom szumu Barkhausena z uwzględnieniem i bez uwzględnienia zendry.

EN

In the work a level of degradation of the exploited turbine blades using Barkhausen noise method and microscopic technique was examined. The hardness tests were performed. The influence of exploitation time on Barkhausen noise level with consideration and without consideration of the oxygen layer was determined.

11

Aspekty środowiskowo-ekonomiczne przyspieszonego rozruchu turbin parowych dużej mocy

Badur J., Bryk M.

Energetyka

|

2018

|

nr 10

537--539

PL

W artykule poddano dyskusji możliwe profity, które byłyby następstwem przyspieszenia rozruchu turbiny o godzinę. Podano możliwe sposoby przyspieszenia rozruchu oraz wyniki analizy wytrzymałościowej przyspieszonego rozruchu turbiny. Wykonana została uproszczona analiza zysków pieniężnych będących następstwem skrócenia czasu rozruchu turbiny. Poruszono temat wpływu operacji skrócenia czasu rozruchu na środowisko. Przedstawione zostały jednostki wytwórcze energii elektrycznej w Polsce, które zdaniem autorów są możliwe do adaptacji nowych rozwiązań konstrukcyjnych.

EN

Discussed are possible benefits that would result from acceleration of a turbine start-up by one hour. Given are possible ways to accelerate the start-up and the results of an accelerated turbine start-up strength analysis. Performed is a simplified analysis of the financial gain resulting from shortening of the turbine start-up time. Raised is also the topic of an impact that the start-up time reducing operation will have on the environment. Presented are the power generation units working in Poland that, in the authors’ opinion, can be adapted to new design solutions.

12

Verification of zero-dimensional model of SOFC with internal fuel reforming for complex hybrid energy cycles

Badur J., Lemański M., Kowalczyk T., Ziółkowski P., Kornet S.

Chemical and Process Engineering

|

2018

|

Vol. 39, nr 1

113–-128

EN

The article presents a zero-dimensional mathematical model of a tubular fuel cell and its verification on four experiments. Despite the fact that fuel cells are still rarely used in commercial applications, their use has become increasingly more common. Computational Flow Mechanics codes allow to predict basic parameters of a cell such as current, voltage, combustion composition, exhaust temperature, etc. Precise models are particularly important for a complex energy system, where fuel cells cooperate with gas, gas-steam cycles or ORCs and their thermodynamic parameters affect those systems. The proposed model employs extended Nernst equation to determine the fuel cell voltage and steadystate shifting reaction equilibrium to calculate the exhaust composition. Additionally, the reaction of methane reforming and the electrochemical reaction of hydrogen and oxygen have been implemented into the model. The numerical simulation results were compared with available experiment results and the differences, with the exception of the Tomlin experiment, are below 5%. It has been proven that the increase in current density lowers the electrical efficiency of SOFCs, hence fuel cells typically work at low current density, with a corresponding efficiency of 45–50% and with a low emission level (zero emissions in case of hydrogen combustion).

13

On Navier slip and Reynolds transpiration numbers

Ziółkowski P., Badur J.

Archives of Mechanics

|

2018

|

Vol. 70, nr 3

269--300

EN

In this paper, based on the original argumentation of Reynolds and Maxwell, with consideration of previous experiences of the authors in the nano- and micro-flows area, a general form of boundary forces, that consist of contributions from the friction and the mobility components: f∂V = fr + fm, has been extended to common effects of the bulk and surface motion. Hence, adopting Reynolds’ reasoning to a porous media as a whole, we reexamine the Poiseuille–Knudsen–Reynolds equation in terms of the sum of three contributions: the bulk pressure-driven flow, and two mobility surface forces, namely the Knudsen surface slip-driven flow and the Reynolds surface thermally-driven flow. The main motivation of our work is to find the dimensionless contribution of the Navier slip number and the Reynolds thermal transpiration number in materials with high volumetric surface density.

14

Poprawa elastyczności bloku energetycznego klasy 390 MW przy użyciu SOEC

Kowalczyk T., Badur J., Lemański M.

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

|

2017

|

Nr 53

155--158

PL

W pracy zaprezentowano możliwość modyfikacji bloku parowego o mocy 390 MW poprzez zastosowanie wysokotemperaturowych elektrolizerów stało-tlenkowych SOEC. Celem takiej modyfikacji jest poprawa elastyczności bloku cieplnego poprzez możliwość kształtowania wewnętrznej charakterystyki obciążenia bloku. W efekcie moc elektryczna netto bloku może być dostosowywana do zapotrzebowania systemu elektroenergetycznego bez konieczności szybkich zmian mocy cieplnej kotła, a nadwyżka energii służy do produkcji wodoru. W artykule przedstawiono zmiany jakie wprowadzają do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego nowe obiekty OZE. Opisano technologie wysokotemperaturowej elektrolizy wody oraz przeprowadzono obliczenia termodynamiczne wykazujące, że moc elektryczna netto bloku może zostać zredukowana nawet o 60% bez zmiany obciążenia kotła przy wzroście sprawności obiektu o 1pp.

EN

The paper presents the possibility of improving the flexibility of the 390 MW class steam power unit using hightemperature electrolysers SOEC. The aim of the modification is to improve the flexibility of the power unit by shaping the internal load characteristics of a power plant. As a result, the net electric power of the power unit can be adjusted to meet the system demand without the need of fast changes in boiler thermal power output. The surplus energy generated in the unit is used to produce hydrogen. In the article the changes which are brought to the power system with new RES objects are presented. The technology of high temperature electrolysis of water is also described. Performed thermodynamic calculations showed that the power plant net power can be reduced by up to 60% without changing the boiler load, with increase of the energy efficiency of the unit by 1 percentage point.

15

On an approach to the thermo-elasto-plastic failure based on the Burzynski criterion

Banaś K., Badur J.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2017

|

nr 136

65--76

EN

In this paper the comparison of material eort models: the classic Huber-Mises-Hencky approach and the Burzynski condition was presented. Burzynski yield condition is pressure sensitive and naturally takes into account the strength dierential eect, which has been observed in nickel-base super alloys such as Inconel 718. Investigation was performed during thermal-uidstructure interaction analysis of a power turbine guide vane of turbine helicopter engine PZL- 10W. Firstly, computational uid dynamics conjugate heat transfer analysis was carried out, then stress analysis was performed with boundary conditions obtained via computational uid dynamics analysis. During stress analysis, two mentioned above equivalent stress denitions were applied and dierence in material eort modelling by them was shown.

16

Numerical analysis of the onset of condensation in the IMP PAN nozzle for cases without the appearance of shock waves in the steam ﬂow

Kornet S., Banaszkiewicz M., Badur J.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2017

|

nr 138

107--123

EN

The present paper focuses on the prediction of the spontaneous condensation phenomena in the wet steam ﬂow depending on the inlet temperature. The basic tests including comparison with experimental data have been performed using the planar symmetrical nozzle with the de Laval geometry (IMP PAN nozzle). It was assumed in calculations that steam is pure and does not contain heterogeneous sources of condensation. Numerical analysis was performed for boundary conditions which correspond to the ﬂow regime without the shock wave. The present work includes simulations results of the onset of condensation and shows whether initiation of phase transition is located in the region between a spinodal and a binodal. Numerical results along the nozzle axis are presented on thermodynamic diagrams for all considered ﬂow conditions.

17

Eﬀect of turbulence model, turbulence length scale and wall roughness on the laminar-turbulence transition and temperature distribution of a convectively cooled C3X turbine vane

Banaś K., Badur J.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2017

|

nr 138

13--32

EN

Our paper demonstrates the ability of Favre-averaged Navier–Stokes (FANS) turbulence models to predict the laminar-turbulent transition and shows the inﬂuence of the models on the wall temperature distribution. The investigations were based on conjugate heat transfer analyses of a convectively cooled C3X turbine vane, which were performed using commercial ﬂow simulation software. We compared several eddy-viscosity models: shear stress transport (SST), γ-Reθ SSTtransition, v2-f, k-ε, realizable, k-kl-ω transition, and second-order closure ε-based Reynolds stress model (RSM) with a linear pressure-strain model. The turbulence length scale (TLS) was not measured during the experiment, so its inﬂuence on the location of the transition onset and wall temperature distribution is presented. We also examined the inﬂuence of the roughness of the airfoil wall on the location of turbulence initialization and the wall temperature distribution.

18

Development of a coupled numerical and experimental approach to hydrodynamic noise estimation

Felicjancik J., Gatz M., Badur J.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2017

|

nr 138

89--105

EN

The hydroacoustic signatures of ship propellers can be identiﬁed experimentally through measurements of cavitation-induced pressure ﬂuctuations and the accompanying noise distribution at model scale. These measurements have to be performed in a cavitation tunnel at the propellers operating conditions and with suﬃcient accuracy. In comparison, the numerical approach can be used to present a good general idea of the predicted results. Numerical methods can provide highly accurate tools for noise level and propagation prediction, as well as giving insight into the ﬂow ﬁeld and other key aspects. They are also not inﬂuenced by signal conditioning or disturbance sources present in a physical environment. So we trade scope and precision of the results for time and cost reduction. In this paper, we described both experimental and numerical methods currently in use and present advantages and limitations of the practical application of both.

19

Analysis of unsteady boiling during high-temperatured body dipping in water

Badur J., Bryk M.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2017

|

nr 138

75--88

EN

In this paper, the analysis of sudden water phase change during high-temperature metal body dipping is presented. According to that purpose, the computational ﬂuid dynamic analysis has been carried out. The nonstationarity and behavior of sudden water phase change has been examined. The calculation model consists of the solid domain (vessel and high-temperature metal) and ﬂuid domain (liquid ﬁlling vessel). The metal body insertion to the ﬂuid domain was obtained by the use of dynamic mesh. Special case of the dipping velocity, the metal body of temperature 723 K and ﬂuid temperature 288 K. was examined. Moving on to calculations, the model containing basic conservation equation, expanded of turbulence and liquid evaporation equations has been used.

20

A role of the heat and work uncompensated transformations in the balance of entropy and the turbomachinery eﬃcienc

Kowalczyk T., Ziółkowski P., Sławiński D., Cisak M., Badur J.

Transactions of the Institute of Fluid-Flow Machinery

|

2017

|

nr 135

11--27

EN

The notion of heat uncompensated transformation has early been introduced by Clausius in 1854 and next, after ﬁfty years of forgetting, in 1904 Duhem has revalorized it and combined it with a new notion of work uncompensated transformation [3]. In this way the so-called ClausiusDuhem inequality has been established. In our paper we wish to present a novelized procedure of estimating the role of the uncompensated transformations of heat and work within the ﬂow of viscous and heat conducting working ﬂuid like water stream. The original procedure was introduced by Puzyrewski and it is essential in expressing of a local, in time and space, balance of entropy. Futhermore, this unique approach leads to redeﬁnition of the eﬃciency notion, as is usually applied to ﬂuid-ﬂow machineries, to a new one important in computational ﬂuid dynamics (CFD) three-dimensional modeling. As a result, it is shown that usage of the polytropic eﬃciency, instead of the isentropic eﬃciency, is more convenient and seems to be natural in CFD approach. Helpfully, we have also found a correlation between those two eﬃciency deﬁnitions with usage of proposed new dimensionless (criterion) number.