Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Isogeometric approximation for dynamics of infinite string using difference equation method

Rakowski J., Wielentejczyk P.

Engineering Transactions

|

2016

|

Vol. 64, iss. 2

197--211

EN

An efficient method of vibration investigation of an infinite string using the isogeometric analysis (IGA) with B-spline basis functions is considered. The research objective is to compare IGA, finite element method (FEM) and exact formulation approaches. In the IGA approximation a system is divided into a set of regularly distributed coordinates assembled in a uniform knot vector. Transverse displacements are described by linear, quadratic, cubic and quartic B-spline basis functions. The geometrical and mass matrices are found for all types of approximations. The equilibrium conditions for an arbitrary interior element are expressed in the form of one difference equation equivalent to the infinite set of equations obtained by numerical IGA formulation for this dynamic problem. Assuming the wavy nature of a vibration propagation phenomenon the dispersive equations are obtained. The ranges of vibration frequencies for the dispersive and reactive cases are determined. The influences of the adopted discretization, mass distribution and initial axial force effects on the wave propagation phenomenon are examined.

2

Zastosowanie pętli chemicznych w energetyce

Rakowski J., Bocian P., Celińska A., Świątkowski B., Golec T.

Energetyka

|

2016

|

nr 4

208--213

PL

Bezpłomieniowe spalanie węgla w pętlach chemicznych (CLC) wydaje się dzisiaj bardzo obiecujące. Technologia ta jest rozwijana przez wiele ośrodków badawczych na świecie, a w szczególności przez firmę Alstom. Umożliwia ona redukcję emisji CO2 do atmosfery poprzez łatwe wychwytywanie spalin bogatych w ten gaz, a także poprzez obniżoną emisję tlenków azotu w wyniku eliminacji udziału azotu atmosferycznego w procesie spalania. Dla technologii CLC decydujące będą wyniki prac badawczo-rozwojowych i ekonomicznych prowadzonych w tym kierunku na świecie. Ogólnie uznać można, że CLC będzie technologią: a) umożliwiającą budowę jednostek wytwarzających energię z ekonomicznym wychwytem CO2 powyżej 90%, b) przyjazną środowisku poprzez niską emisję NOx , SO2 Hg i pyłów, c) zapewniającą wysoką sprawność, w tym jednostek nadkrytycznych, d) konkurencyjną do technologii spalania tlenowego (oxycombustion), ponieważ nie wymaga budowy bardzo drogich tlenowni kriogenicznych lub membranowych. W Polsce od maja 2014 do kwietnia 2017 roku prowadzony jest projekt o tytule: „Innovative Idea for Combustion of Solid Fuels via Chemical Looping Technology”, akronim NewLoop. Projekt finansowany jest z Funduszy Norweskich w ramach programu Polsko-Norweskiej Współpracy Badawczej, za pośrednictwem Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Koordynatorem projektu jest Instytut Energetyki, którego partnerami są Politechnika Częstochowska oraz Institute for Energy Technology i Norwegian Institute for Air Research z Norwegii. Głównym celem projektu NewLoop jest opracowanie nowej technologii spalania węgla i biomasy, przystosowanej do technologii składowania dwutlenku węgla, która wykorzystywać będzie koncept spalania paliwa w chemicznej pętli tlenkowej. Projekt ma na celu stworzenie technologii konkurencyjnej do już istniejących i charakteryzującej się mniejszą szkodliwością dla środowiska. Celem projektu NewLoop jest także rozpowszechnianie innowacyjności i zrozumienia procesów CLC.

EN

Flameless coal combustion in the CLC process seems to be very promising. This technology is now being developed by many research centres in the world and especially by Alstom. The method enables CO2 emission reduction in the way of easy capture of flue gases rich in CO2 and also through reduced NOx emission as a result of elimination of atmospheric nitrogen from the combustion process. But the crucial thing for the CLC technology will be results of research and development as well as economic works conducted in the world. Generally, it may be considered that CLC will be the technology: a) enabling construction of power units generating energy with economical CO2 capture of more than 90%, b) environment friendly by low emission of NOx SO2 ,Hg and dust, c) ensuring high efficiency, including supercritical units, d) competitive with the oxycombustion technology as it does not need building of very expensive cryogenic/membrane oxygen separation plants. A project called „Innovative Idea for Combustion of Solid Fuels via Chemical Looping Technology” (acronym NewLoop) has now been conducted in Poland (May 2014 - April 2017). It is financed by Norfund in the frames of Polish-Norwegian Research Programme via the Polish National Centre for Research and Development. The coordinator of this project is the Institute of Power Engineering and its partners are Częstochowa Technical University as well as the Institute for Energy Technology and the Institute for Air Research from Norway. The main aim of the NewLoop project is development of a new coal and biomass combustion technology suitable for CO2 storage that will make use of the idea of CLC fuel combustion. This technology should be competitive with the already existing ones and characterized by reduced environmental impact. The aim of the NewLoop project is also promotion of a knowledge concerning innovation and understanding of the CLC technology.

3

Non-linear vibration of Timoshenko beams by finite element method

Rakowski J., Guminiak M.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2015

|

Vol. 53 nr 3

731—743

EN

The paper is concerned with free vibrations of geometrically non-linear elastic Timoshenko beams with immovable supports. The equations of motion are derived by applying the Hamilton principle. The approximate solutions are based on the negligence of longitudinal inertia forces but inclusion of longitudinal deformations. The Ritz method is used to determine non-linear modes and the associated non-linear natural frequencies depending on the vibration amplitude. The beam is discretized into linear elements with independent displacement fields. Consideration of the beams divided into the regular mesh enables one to express the equilibrium conditions for an arbitrary large number of elements in form of one difference equation. Owing to this, it is possible to obtain an analytical solution of the dynamic problem although it has been formulated by the finite element method. Some numerical results are given to show the effects of vibration amplitude, shear deformation, thickness ratio, rotary inertia, mass distribution and boundary conditions on the non-linear natural frequencies of discrete Timoshenko beams.

4

Application of the difference equation method to the vibrations analysis of infinite Rayleigh beams by the isogeometric approach

Rakowski J., Wielentejczyk P.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2015

|

Vol. 15, no. 4

1108--1117

EN

An efficient method of vibration investigations of infinite Rayleigh beams applied to the isogeometric analysis called NURBS (non-uniform rational B-splines) is proposed. The research objective is to examine the influence of rotational inertia effects on the dynamic behaviour of the discrete systems approximated by NURBS and compare obtained results with the finite element method (FEM) and exact ones. In NURBS methodology transverse displacements are approximated by quadratic, cubic and quartic B-splines basis functions. For all types of approximations stiffness and consistent mass matrices with rotational inertia effects are found. The equilibrium conditions for an arbitrary interior element are expressed in the form of one difference equation equivalent to the infinite set of equations derived by numerical NURBS formulation for this dynamic problem. The convergence of these equations to the exact differential equations of motion is presented. Assuming the wavy nature of vibration propagation phenomenon the analytical dispersive equations are obtained for various orders of B-spline basis functions. The parametrical analysis of rotational inertia effects on the wave propagation is carried out. The influence of the adopted discretization and the mass distribution is taken into account, as well. The analytical NURBS results are compared with the FEM and exact ones.

5

Wybrane problemy smart gridu i smart meteringu

Rakowski J.

Elektroenergetyka : współczesność i rozwój

|

2012

|

Nr 1-2(11-12)

66--73

PL

Artykuł opisuje rozwój idei smart w energetyce pod postacią smart gridu i smart meteringu, definiując te pojęcia w przystępny sposób. Porusza zagadnienia generacji rozproszonej i rozsianej, poddaje pod dyskusję postulaty standaryzacji rozwiązań typu smart, opisuje pilotażowy charakter wdrażanych systemów inteligentnego opomiarowania w Polsce. Sporo miejsca poświęca taryfowaniu, a dokładniej braku taryfy sprzedaży energii zgodnej z filozofią smart.

EN

The article provides an overview of the smart grid technology and the introduction of the smart grid and smart metering in the power system. In the course of developing the power grid large generating plants were established (now referred to as large-scale power generation). However, renewable power generation, strengthened position of end users and turning them into prosumers altered the traditional, one-way power flow. Addressing those issues required a new outlook on power engineering and modernization of the existing power system with smart grid capabilities. Similarly, smart metering was developed to provide real-time data on end-user behaviour and to deliver market data to energy consumers and price signals to prosumers.

6

Perspektywiczne możliwości ograniczania emisji CO2 z elektrowni węglowych

Rakowski J.

Energetyka

|

2010

|

nr 4

231-248

PL

Omówiono perspektywiczne możliwości ograniczania emisji dwutlenku węgla z elektrowni węglowych. Wyniki prac studialnych stwarzają nadzieje na wdrażanie technologii wychwytywania CO2 po procesie spalania z absorbentami, które umożliwiać będą produkcję energii elektrycznej ze sprawnością netto do 45% (przy 90% CCS). Oznacza to, że wzrost zużycia węgla spowodowany CCS spadłby z obecnie przewidywanych 65% nawet do 9%.

EN

Discussed are perspective possibilities to reduce CO2 emission from coal-fired power plants. Results of investigation works raise our hopes of implementing the technologies enabling CO2 capture after the process of combustion with absorbents that will enable electric energy production with net efficiency of up to 45% (with 90% CCS). It means that the increase in coal consumption induced by CCS would fall from the at present anticipated 65% to even 9%.

7

Tendencje rozwojowe w zakresie energetycznego wykorzystania biomasy

Golec T., Rakowski J., Bocian P.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2009

|

nr 162

46-51

PL

Referat zawiera krótką charakterystykę globalnego wykorzystania biomasy dla potrzeb energetycznych w skali globalnej, w Unii Europejskiej oraz w Polsce. Przedstawiono rolę biomasy w zakresie produkcji energii elektrycznej i ciepła oraz redukcji emisji CO2. Scharakteryzowano możliwości konwersji biomasy na ciepło, energię elektryczną i paliwa transportowe (spalanie, współspalanie i zgazowanie).

EN

The paper highlights the potential contribution of bioenergy to world, European and Polish energy demand. It illustrates the yearly development of electricity, heat and biofuel generation from bioenergy as well as the main conversion options, that are used or under development, for production of heat, power and transport fuel. Co-firing of biomass with coal as a solution to increase the proportion of renewable energy is also mentioned.

8

Solution of infinite slab static problem using the finite strip method by difference equations

Pawlak Z., Rakowski J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2009

|

Vol. 47 nr 3

629-643

EN

An analytical approach to the solution of an infinite slab static problem using the finite strip method is presented. The structure simply supported on its opposite edges is treated as a discrete one. A regular mesh of identical finite strips approximates the continuous structure. This regular slab discretization enables one to derive a fundamental solution for the two-dimensional discrete strip structure in an analytical, closed form. Equilibrium conditions are derived from the finite element method formulation. The set of the infinite number of equilibrium conditions is replaced by one equivalent difference equation. The solution to this equation is the fundamental function, i.e. Green's function for considered slab strip.

PL

W pracy zaprezentowano analityczne rozwiązanie problemu statyki nieograniczonej tarczy metodą pasm skończonych. Tarcza swobodnie podparta na przeciwległych krawędziach jest rozwiązywana jako układ dyskretny. Ciągła struktura jest aproksymowana regularną siatką składającą się z identycznych pasm skończonych. Regularny podział pozwala na wyprowadzenie funkcji fundamentalnych dla dwuwymiarowego układu dyskretnego w analitycznej, zamkniętej formie. Warunki równowagi zostały wyprowadzone zgodnie ze sformułowaniem metody elementów skończonych. Układ równań równowagi składający się z nieskończonej liczby równań został zastąpiony jednym, równoważnym równaniem różnicowym. Rozwiązanie tego równania jest funkcją fundamentalną dla rozpatrywanej tarczy.

9

Dynamic analysis of reduced integrated finite elements for infinite Reissner-Mindlin plate

Rakowski J., Wielentejczyk P.

Vibrations in Physical Systems

|

2006

|

Vol. 22

303--308

10

The solution of static problem of arch structures by the difference equation method

Rakowski J., Łasecka-Plura M.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2006

|

No. 8

99-110

EN

The solution of a bending problem for a circular arch loaded by nodal forces has been presented herein. The considered structure is divided into a regular mesh of identical finite elements. Equilibrium equations have becnwriiten in the form of three difference equations. The solution has beenobtained in the analytical closed form which does not depend on mesh density.

11

Czy elektrownie węglowe będą w stanie ograniczać emisję CO2?

Rakowski J.

Energetyka

|

2006

|

nr 3

163-173

PL

Wykorzystanie absorpcji chemicznej do wychwytywania CO2 ze spalin w eksploatowanych elektrowniach jest możliwe, podniosłoby jednak koszt produkowanej energii elektrycznej o 70%. Wykorzystanie zgazowania węgla do wychwytywania CO2jest możliwe jedynie poprzez całkowitą rekonstrukcję elektrowni (wymiana kotła i turbiny parowej na blok IGCC). Spalanie tlenowe stwarza możliwość sekwestracji CO2, która mogłaby być rozważana w odniesieniu do istniejących elektrowni węglowych. Warunkiem jest doprowadzenie tej technologii do gotowości wdrożeniowej. Wodór jako paliwo energetyczne jest znacznie droższy od paliw kopalnych.

EN

Utilisation of the chemical adsorption for removing of CO2 from the flue gas in power stations being under operation at present is possible, but it should cause the increase of costs of generated electricity by 70%. Utilisation of coal gasification for the chemical adsorption of CO2 is possible only by complete re-construction of the power station (replacement of the boiler and steam turbine by the IGCC unit). Aerobic combustion creates a possibility of CO2 sequestration, and it could be considered in the aspect of existing power stations. However, as a condition is here the implementation readiness of this technology. Hydrogen as a fuel for power engineering is more expensive than fossil fuels.

12

A variational inequality approach to an elastoplastic plate-foundation system

Kuczma M. S., Litewka P., Rakowski J., Whiteman J. R.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2004

|

No. 4

31-48

EN

A variational formulation of the inequality problem of a plate resting on a foundation is developed. The unilateral interaction conditions between the plate and its foundation are taken into account. For the plate the kinematical model of Reissner-Mindlin is applied and the elastoplastic material behaviour is assumed. The foundation is modelled as an elastoplastic medium of Winkler type. These fundamental assumptions impose inequality constraints on some quantities describing the plate-foundation system and, on the mathematical side, lead to an unilateral boundary value problem. We present a unified approach to this problem in which both the conditions of unilateral contact and those of elastoplastic behaviour are governed by variational inequalities. The proposed variational formulation consists of a variational equation and three variational inequalities. The finite element solution to the weak formulation is defined and numerical results for some test examples are presented.

PL

Artykuł dotyczy zagadnienia współpracy płyty z podłożem o więzach jednostronnych. Przyjęto, że zarówno materiał płyty, jak i materiał podłoża są spreżystopla-styczne, oraz dopuszczono możliwość odrywania się płyty od podłoża. Wykorzystując analogiczną strukturę matematyczną związków plastycznego płynięcia i więzów jednostronnych (bez tarcia), autorom udało się ująć analizowane zagadnienie w jednolitej postaci nierówności wariacyjnej. Po dyskretyzacji metoda elementów skończonych to nieliniowe ewolucyjne zagadnienie brzegowe sprowadzono do sekwencji zagadnień liniowego dopełnienia. Artykuł zawiera wyniki obliczeń numerycznych dla sprężystej płyty i spreżysto-plastycznego podłoża z więzami jednostronnymi.

13

Perspektywy postępu technicznego w wytwarzaniu energii elektrycznej przy wykorzystaniu węgla kamiennego, węgla brunatnego oraz gazu ziemnego z uwzględnieniem efektu środowiskowego

Golec T., Rakowski J., Świrski J.

Elektroenergetyka

|

2004

|

nr 1

16-26

14

Czy energetyka będzie w stanie ograniczyć emisję CO2?

Rakowski J.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2003

|

nr 7

6-13

15

Przegląd zagadnień technologicznych związanych ze zgazowaniem paliw stałych dla potrzeb energetycznych

Rakowski J.

Energetyka

|

2003

|

nr 9

591-601

PL

Wykazano na przykładach, iż bloki gazowo-parowe, oparte na zgazowaniu węgla, są obecnie przestawiane na zgazowanie odpadów przemysłowych i komunalnych. Usuwanie zanieczyszczeń z gazu ze zgazowania jest prostsze i tańsze niż w przypadku oczyszczania spalin. Szybkie doskonalenie turbin gazowych przemawia za rozwojem energetyki gazowej. Współspalanie z paliwem podstawowym gazu ze zgazowania biomasy lub odpadów wydaje się obiecujące.

EN

There is proved on examples that gas-steam power units based on the coal gasification are at present prepared for gasification the industrial and municipal wastes. Contamination removal from gas obtained in the gasification process is more simple and more cheap than in the case flue gas cleaning. Fast progress of the gas turbine technology causes that development of the power industry based on gas turbines is advantageous. Joint combustion of the base fuel and gas achieved from gasification of bio-mass and wastes seems to be promising.

16

Rozwój technologii energetycznych w najbliższych latach

Golec T., Rakowski J.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2002

|

Vol. 280, z. 51

211-224

PL

Artykuł stanowi przegląd technologii aktualnie wdrażanych względnie badanych w skali przemysłowej przez energetykę i przemysł energetyczny w krajach wysoko rozwiniętych. W końcowych fragmentach artykułu wymieniono niektóre problemy związane z decentralizacją wytwarzania energii elektrycznej i ciepła w skojarzeniu.

EN

The article presents technologies currently implemented and tested on a commercial scale by power engineering in developed countries. The final part of the work concerns some problems connected wit decentralization of electric energy generation and heat association.

17

Dynamics of Reissner-Mindlin plate strips by FEM

Rakowski J., Wielentejczyk P.

Vibrations in Physical Systems

|

2002

|

Vol. 20

250--251

18

Problemy wytwarzania energii przy wykorzystaniu nowych technologii

Rakowski J.

Gospodarka Paliwami i Energią

|

2002

|

nr 3

10-22

19

Professor Andrzej Gawęcki

Garstecki A., Łodygowski T., Rakowski J.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2002

|

No. 1

5-5

20

Optymalizacja ekoenergetyczna wybranych konstrukcji wielokrotnego montażu

Rakowski J., Sobierajewicz P.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2002

|

No. 3

73-89

PL

Korzyści wynikające z oszczędności energii można mierzyć na każdym etapie istnienia obiektu budowlanego. Efektywność wartościowania skumulowanej energii dla obiektów budowlanych zależy od przyjętych kryteriów ekologicznych, wynikających z wyboru odpowiedniego wariantu konstrukcji na etapie projektu, ich realizacji i użytkowania. W artykule, na przykładzie hal stalowych wielokrotnego montażu (HSWM), za podstawę przyjęto czynniki ekonomiczne, techniczne i ekologiczne (E—T-E), których łączny udział stanowił miarę wartościowania rozważanych typów hal. Elementy konstrukcji obiektów inżynierskich, które można ponownie wykorzystać, po zakończeniu pierwotnego okresu ich eksploatacji mają pewien zapas energii, możliwy do dalszego wykorzystania. Na podstawie przyjętych wskaźników zużycia energii całkowitej (WZ) i globalnej (WZG) wyprowadzono wskaźnik amortyzacji energii (Wa) oraz wskaźnik opłacalności wielokrotnego montażu (WPk). Mogą one stanowić ekonomiczną miarę opłacalności ekologicznej konstrukcji i jej zdolności do ograniczania negatywnych skutków środowiskowych. Przyjęte do analizy rozważanego problemu powyższe wskaźniki będą decydować nie tylko o wyborze optymalnego rozwiązania, lecz także o krotności wykorzystania elementów konstrukcji.

EN

Ecological aspects of optimization of selected steel structures for repeated using are considered in the paper. The energy criterion is introduced in order to point out the optimal types of steel frames. Energy parameters enables one to determine the number of multiple using of steel halls. They are also the measure of ecological effects connected with the multiple using of the considered building structures. On the basis of these parameters one can choose the optimal design of steel hall in which the ecological effects are taken into account.