Development of the experimental stand with centrally located specimen for the investigation of heat and moisture phenomena in porous building materials

• Autorzy: Cieślikiewicz Łukasz , Wasiak Michał , Kubiś Michał , Łapka Piotr , Bugaj Marcin , Pietrak Karol , Wiśniewski Tomasz S. , Furmański Piotr , Seredyński Mirosław

Identyfikatory

DOI

10.2478/ceer-2019-0005

Warianty tytułu

PL

Rozwój stanowiska doświadczalnego z centralnie umieszczoną próbką do badań procesu grzania i suszenia porowatych materiałów budowlanych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents development of an experimental stand with centrally located specimen for the investigation of heating and drying processes in porous building materials. Additionally, the paper contains preliminary results of measurements which test and verify the assumed operation conditions of the stand. In order to control parameters of air which was used to heat and dry the specimen, the stand was operating in a closed loop and was equipped with several elements, i.e., the cooler (humidity condenser), fan with variable rotation speed, humidifier and heater. Moreover, the stand consisted of two square and parallel ducts with air streams which had identical parameters. This allowed for two measurements at the same time.

PL

W artykule przedstawiono prace nad stanowiskiem doświadczalnym z centralnie umieszczoną próbką do badań procesu grzania i suszenia porowatych materiałów budowlanych. Dodatkowo w artykule zawarto wstępne wyniki pomiarów, które weryfikują zakładane warunki pracy stanowiska. W celu kontroli parametrów powietrza wykorzystywanego do podgrzewania i suszenia próbki, stanowisko pracowało w pętli zamkniętej i było wyposażone w kilka elementów, tj. chłodnicę (jednocześnie osuszacz powietrza), wentylator o zmiennej prędkości obrotowej, nawilżacz i nagrzewnicę. Aby uzyskać dwa strumienie powietrza o identycznych parametrach, pozwalające na wykonanie dwóch pomiarów w tym samym czasie i weryfikację powtarzalności proponowanej metody badawczej, układ składał się z dwóch kwadratowych i równoległych kanałów pomiarowych. Próbka została umieszczona w środku każdego kanału, co pozwoliło na wielowymiarowy transport ciepła i wilgoci wewnątrz próbki. W trakcie pomiarów zmierzono wilgotność w różnych położeniach i całkowitą wilgotność próbki, stosując odpowiednio system mierników rezystancji i siłomierza. Zmienność temperatury próbki mierzono kilkoma termoparami typu K i termografią w podczerwieni. Pomiary eksperymentalne przeprowadzono dla następujących zakresów prędkości powietrza, temperatury i wilgotności względnej: 0,1-10 m/s, 15^o-60^o i 10-90%. Podczas pomiarów rejestrowano i analizowano czasowe zmiany temperatury i wilgotności w kilku punktach próbki oraz zmiany całkowitej ilości wilgoci w próbce.

Słowa kluczowe

EN

drying of porous materials; drying measurements; building materials; experimental stand

PL

suszenie materiałów; pomiary procesu suszenia; materiały budowlane; stanowisko doświadczalne

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 29, no. 1
• Strony: 53--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Cieślikiewicz Łukasz

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Wasiak Michał

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Kubiś Michał

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Łapka Piotr

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Bugaj Marcin

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Pietrak Karol

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Wiśniewski Tomasz S.

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Furmański Piotr

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

autor

Seredyński Mirosław

• Warsaw University of Technology, Warsaw, Poland

Bibliografia

• 1. Bianchi Janetti, M, Colombo, LPM, Ochs, F and Feist, W. 2017. Determination of the water retention curve from drying experiments using infrared thermography: A preliminary study. International Journal of Thermal Sciences 114, 271–280.
• 2. Castro, AM, Mayorga, EY and Moreno, F.L. 2018. Mathematical modelling of convective drying of fruits: A review. Journal of Food Engineering 223, 152–167.
• 3. Cheng, X and Fan, J. 2004. Simulation of heat and moisture transfer with phase change and mobile condensates in fibrous insulation. International Journal of Thermal Sciences 43, 665–676.
• 4. Costa, VAF, Mendonça, ML and Figueiredo, AR. 2008. Modeling and simulation of wetted porous thermal barriers operating under high temperature or high heat flux. International Journal of Heat and Mass Transfer 51, 3342–3354.
• 5. Cuccurullo, G, Giordano, L, Metallo, A and Cinquanta, L. 2018. Drying rate control in microwave assisted processing of sliced apples. Biosystems Engineering 170, 24–30.
• 6. Das, I and Arora, A. 2018. Alternate microwave and convective hot air application for rapid mushroom drying. Journal of Food Engineering 223, 208–219.
• 7. Falchi, L, Slanzi, D, Balliana, E, Driussi, G and Zendri, E. 2018. Rising damp in historical buildings: A Venetian perspective. Building and Environment 131, 117–127.
• 8. Fan, J and Wen, X. 2002. Modeling heat and moisture transfer through fibrous insulation with phase change and mobile condensates. International Journal of Heat and Mass Transfer 45, 4045–4055.
• 9. Gueli, AM, Garro, V, Liuzzo, M, Margani, G, Pasquale, S, Politi, G and Stella, G. 2018. Effects of moisture on historical buildings TL ages. Measurement 118, 289–297.
• 10. Janssen, H, Scheffler, GA and Plagge, R 2016. Experimental study of dynamic effects in moisture transfer in building materials. International Journal of Heat and Mass Transfer 98, 141–149.
• 11. Junqueira, JRdJ, Corrêa, JLG, de Oliveira, HM, Ivo Soares Avelar, R and Salles Pio, LA 2017. Convective drying of cape gooseberry fruits: Effect of pretreatments on kinetics and quality parameters. LWT - Food Science and Technology 82, 404–410.
• 12. Karagiannis, N, Karoglou, M, Bakolas, A, Krokida, M and Moropoulou, A 2017. Drying kinetics of building materials capillary moisture. Construction and Building Materials 137, 441–449.
• 13. Lourenço, PB, Luso, E and Almeida, MG. 2006. Defects and moisture problems in buildings from historical city centres: A case study in Portugal. Building and Environment 41, 223–234.
• 14. Łapka, P, Wasik, M, Furmański, P, Seredyński, M, Cieślikiewicz, Ł, Pietrak K, Kubiś, M, Wiśniewski, TS and Jaworski, M. 2018. Preliminary mathematical and numerical transient models of convective heating and drying of a brick. MATEC Web of Conferences 240, 01022.
• 15. Pel, L, Landman, KA and Kaasschieter, EF. 2002. Analytic solution for the non-linear drying problem. International Journal of Heat and Mass Transfer 45, 3173–3180.
• 16. Salagnac, P, Glouannec, P and Lecharpentier, D. 2004. Numerical modeling of heat and mass transfer in porous medium during combined hot air, infrared and microwaves drying. International Journal of Heat and Mass Transfer 47, 4479–4489.
• 17. Shoemaker, RC and House DE. 2006. Sick building syndrome (SBS) and exposure to water-damaged buildings: Time series study, clinical trial and mechanisms. Neurotoxicology and Teratology 28, 573–588.
• 18. Szadzińska, J, Kowalski, SJ and Stasiak, M. 2016. Microwave and ultrasound enhancement of convective drying of strawberries: Experimental and modeling efficiency. International Journal of Heat and Mass Transfer 103, 1065–1074.
• 19. Trochonowicz, M. 2010. Wilgoć w obiektach budowlanych. Problematyka badań wilgotnościowych. Budownictwo i Architektura 7, 131–144.
• 20. Van Belleghem, M, Steeman, M, Janssen, H, Janssens, A and De Paepe, M. 2014. Validation of a coupled heat, vapour and liquid moisture transport model for porous materials implemented in CFD. Building and Environment 81, 340–353.
• 21. Zecchi, B, Clavijo, L, Martínez Garreiro, J and Gerla, P. 2011. Modeling and minimizing process time of combined convective and vacuum drying ofmushrooms and parsley. Journal of Food Engineering 104, 49–55.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)