Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermophysical properties and microstructure of 32CrMoV12-28 hot-work tool steel

Koniorczyk Piotr, Zieliński Mateusz, Sienkiewicz Judyta, Zmywaczyk Janusz

Archives of Thermodynamics

|

2024

|

Vol. 45, no 2

269--277

EN

Measurements of thermal diffusivity, heat capacity and thermal expansion of hot work tool steel 32CrMoV12-28 have been carried out in the temperature range from room temperature (RT) to 1000℃. 32CrMoV12-28 steel has been tested for military applications as steel for gun barrels. The thermophysical properties of this steel can be used as input data for numerical simulations of heat transfer in gun barrels. Both the LFA 427 laser flash apparatus in the RT 1000℃ temperature range and the LFA 467 light flash apparatus in the RT 500℃ temperature range were used for thermal diffusivity tests. Specific heat capacity was investigated in the range RT 1000℃. The specific heat was determined by two methods, i.e. the classical method, the so-called continuous-scanning method and the stepwise-scanning method according to EN ISO 11357-4. The paper compares both methods and assesses their suitability for testing the specific heat capacity of barrel steels. Thermal expansion was investigated in the range RT 1000℃. Inconel 600 was selected as the reference material during the thermal diffusivity test using LFA 467. Light microscopy (LM), scanning electron microscopy (SEM), and Vickers microhardness measurements were performed to detect changes in the microstructure before and after thermophysical measurements. We compared the results of measurements of the thermophysical properties of 32CrMoV12-28 steel with the results of our tests for other barrel steels with medium carbon content, i.e. X37CrMoV5-1 (1.2343), 38HMJ (1.8509) and 30HN2MFA. The comparison was made in terms of shifting the effect of material shrinkage towards higher temperatures.

2

Wymiana ciepła w lufie armaty przeciwlotniczej w czasie strzelań amunicją ćwiczebną oraz bojową - porównanie wyników obliczeń

Koniorczyk Piotr, Zieliński Mateusz, Surma Zbigniew

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2023

|

R. 52, z. 165

23--39

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych wymiany ciepła w ściance lufy wykonanej ze stali 30HN2MFA ar-maty przeciwlotniczej kalibru 35 mm podczas strzelań amunicją bojową oraz ćwiczebną. Obliczenia wykonano dla pojedynczego strzału oraz sekwencji siedmiu strzałów dla dwóch rodzajów amunicji 35x228 mm: z pociskiem podkalibrowym FAPDS-T oraz z pociskiem ćwiczebnym TP-T. Lufę o długości 3150 mm podzielono na 6 stref i w każdej z nich obliczono temperaturę w funkcji czasu wzdłuż grubości ścianki lufy podczas strzelań. Wyniki porównano dla obu rodzajów amunicji.

EN

The paper presents results of numerical simulations of heat transfer in the 35 mm anti-aircraft gun barrel wall made of 30HN2MFA steel during firing with combat and practice ammunition. Calculations were made for a single shot and a sequence of seven shots for two types of ammunition 35x228 mm: with FAPDS-T projectile and TP-T practice projectile. The 3150 mm long barrel was divided into 6 zones and in each zone the temperature versus time was calculated along the barrel thickness during firing. The results were compared for both types of ammunition.

3

Własności termofizyczne wybranych stali lufowych

Koniorczyk Piotr, Zieliński Mateusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2023

|

R, 52, z. 164

19--41

PL

Artykuł poświęcono badaniom własności termofizycznych, tzn. dyfuzyjności cieplnej, przewodności cieplnej, rozszerzalności cieplnej oraz ciepła właściwego wybranych stali lufowych. W typowych stalach lufowych, np. 30HN2MFA występuje przemiana strukturalna w temp. około 730℃, w której zachodzi skurcz materiału. Sposobem na podwyższenie trwałości luf jest zmiana rodzaju stali na taki, w którym ta przemiana nie zachodzi lub ma miejsce, ale w wyższych temperaturach. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wszystkich wymienionych powyżej własności termofizycznych pięciu wybranych stali lufowych, tzn. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL oraz MARAGING 350. Pomiary wykonano w zakresie temperatury od pokojowej do około 1100℃. W ten sposób utworzono bazę danych własności termofizycznych tych stali jako dane wejściowe do wykonania obliczeń wymiany ciepła w lufach broni strzeleckiej i armat.

EN

This paper is devoted to the study of thermophysical properties, i.e. thermal diffusivity, thermal conductivity, thermal expansion and specific heat of selected barrel steels.In typical barrel steels, e.g.30HN2MFA, a structural trans-formation occurs at about 730℃, at which material shrinkage occurs. The way to increase the durability of the barrels is to change the steel grade to one in which this transformation does not occur or does occur, but at higher temperatures. The paper presents the results of experimental studies of all the above-mentioned thermophysical properties of five selected barrel steels, i.e. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL and MARAGING 350. Measurements were made in the range from room temperature to about 1100°C. In this way, a data-base of thermophysical properties of these steels was created as input data for the calculation of heat transfer in the barrels of small arms and cannons.

4

Selected Aspects of Heat Transfer Study in a Gun Barrel of an Anti-Aircraft Cannon

Zieliński Mateusz, Koniorczyk Piotr, Surma Zbigniew, Preiskorn Marek, Sienkiewicz Judyta

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2023

|

Vol. 14, Nr 2 (52)

73--86

EN

The paper presents the results of computer simulations of the transient heat flow in the barrel wall of a 35 mm caliber cannon for a single shot and a sequence of seven shots for a selected 30HN2MFA barrel steel. It was assumed that the inner surface of the barrel does not have a protective layer of chromium or nitride. When calculating heat transfer in a barrel, constant and temperature variable values of thermal conductivity, specific heat and density (in the range from RT (Room Temperature) up to 1000℃) in the 30HN2MFA steel were assumed. The test results were compared for both cases. A barrel with a total length of 3150 mm was divided into 6 zones (i = 1,…, 6) and in each of them, the heat flux density was calculated as a function of the time 𝑞̇𝑖(𝑡) on the inner surface of the barrel. In each zone, the heat transfer coefficient, as a function of the time hi(t) and bore gas temperature as a function of the time Tg(t) to the cannon barrel for given ammunition parameters, was developed. A calculating time equaling 100 ms per single shot was assumed. The results of the calculations were obtained using FEM implemented in COMSOL Multiphysics ver. 5.6 software.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji komputerowych nieustalonego przepływu ciepła w ścianie lufy armaty kalibru 35 mm dla pojedynczego strzału i sekwencji siedmiu strzałów dla wybranej stali lufowej 30HN2MFA. Założono, że wewnętrzna powierzchnia lufy nie posiada ochronnej warstwy chromu lub azotku. Przy obliczaniu wymiany ciepła w lufie przyjęto stałe oraz temperaturowo zmienne wartości przewodności cieplnej, ciepła właściwego i gęstości (w zakresie od temperatury pokojowej (Room Temperature) do 1000℃) dla stali 30HN2MFA. Wyniki badań porównano dla obu przypadków. Lufa o łącznej długości 3150 mm została podzielona na 6 stref (i=1,…,6) i w każdej z nich obliczono gęstość strumienia ciepła w funkcji czasu 𝑞̇𝑖(𝑡) na wewnętrznej powierzchni lufy. W każdej strefie obliczono współczynnik przejmowania ciepła w funkcji czasu ℎ𝑖 (𝑡) oraz temperatury gazów prochowych w funkcji czasu 𝑇𝑔(𝑡) w lufie armaty dla zadanych parametrów amunicji. Dla pojedynczego strzału do obliczeń przyjęto czas równy 100 ms. Wyniki obliczeń uzyskano za pomocą MES zaimplementowanego w oprogramowaniu COMSOL Multiphysics ver. 5.6.

5

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 2 – Opis instalacji budynku i wyniki badań

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 4

10--14

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW. Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Pompę cieplna przystosowano do współpracy z niskotemperaturowym wymiennikiem ciepła jakim był zbiornik wodny zlokalizowany obok budynku. W pracy przedstawiono wyniki badań w lutym, marcu, kwietniu oraz październiku, listopadzie i grudniu 2020 r.: temperatury zewnętrznej w dzień i w nocy, temperatury dolnego źródła ciepła, pobranej energii elektrycznej oraz wyprodukowanej na sposób ciepła energii.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test stand was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. This paper presents the results of February, March, April, and October, November, and December 2020: daytime and nighttime outdoor temperatures, bottom heat source temperatures, electricity consumed, and energy produced by the heat method.

6

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 3 – Obliczenia parametrów sprężarkowej pompy ciepła

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 5

30--34

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW. Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Pompę ciepła przystosowano do współpracy z niskotemperaturowym wymiennikiem ciepła jakim był zbiornik wodny zlokalizowany obok budynku. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń parametrów sprężarkowej pompy ciepła na podstawie uzyskanych w cz. 2 niniejszej pracy pomiarów temperatury zewnętrznej w dzień i w nocy, temperatury dolnego źródła ciepła, pobranej energii elektrycznej oraz wyprodukowanej energii cieplnej w lutym, marcu, kwietniu oraz październiku, listopadzie i grudniu 2020 r.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test stand was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. This paper presents the results of compressor heat pump performance calculations based on measurements of day and night outdoor temperature, bottom heat source temperature, electricity consumed, and heat energy produced obtained in Part 2 of this study in February, March, April, and October, November, and December 2020.

7

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 4 - Koszty inwestycyjne i eksploatacyjne. Analiza ekonomiczna

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 6

37--41

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW . Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Dolnym źródłem pompy ciepła był zbiornik wody zlokalizowany obok budynku. W artykule poddano ocenie porównawczej koszty wytwarzania ciepła do instalacji centralnego ogrzewania biorąc pod uwagę systemy grzewcze oparte na: sprężarkowej pompie ciepła, kotle gazowym, kotle olejowym oraz kotle zasilanym ekogroszkiem.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test site was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. In the paper a comparative evaluation of the costs of heat generation for the central heating system has been made, taking into account the heating systems based on: compressor heat pump, gas-fired boiler, oil-fired boiler and eco-pea coalfired boiler.

8

Energetyczno-ekonomiczna analiza instalacji ogrzewania budynku wyposażonej w sprężarkową pompę ciepła. Cz. 1 - Zasada działania i budowa sprężarkowych pomp ciepła

Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Wizor Małgorzata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2022

|

T. 53, nr 3

39--44

PL

Przedmiotem badań była sprężarkowa pompa ciepła solanka/ woda WPC 13 o mocy grzewczej 13,2 kW. Stanowisko badawcze znajdowało się w budynku jednorodzinnym o całkowitej powierzchni 340 m2 [1]. Dolnym źródłem pompy ciepła był zbiornik wody zlokalizowany obok budynku. W artykule opisano budowę i zasadę działania sprężarkowych pomp ciepła, ich klasyfikację i podstawowe parametry oraz stosowane rozwiązania konstrukcyjne instalacji pozyskiwania ciepła niskotemperaturowego.

EN

The test subject was a WPC 13 compressor brine/water heat pump with a heating capacity of 13.2 kW. The test site was located in a single-family building with a total area of 340 m2 [1]. The heat pump was adapted to cooperate with a low-temperature heat exchanger, which was a water tank located next to the building. The construction and principle of operation of compressor heat pumps, their classification and basic parameters as well as the applied construction solutions in relation to the bottom heat sources are presented.

9

Symulacje numeryczne pól temperatury w niechłodzonej dyszy silnika rakietowego przeciwlotniczej rakiety krótkiego zasięgu z wkładką w przekroju krytycznym wykonaną z różnych materiałów

Zieliński Mateusz, Koniorczyk Piotr, Zmywaczyk Janusz, Preiskorn Marek

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2021

|

Vol. 70, nr 1

15--30

PL

W pracy przedstawiono symulacje numeryczne nieustalonego przewodzenia ciepła w niechłodzonej dyszy silnika rakietowego przeciwlotniczej rakiety krótkiego zasięgu. Obliczenia wykonano dla konfiguracji dyszy z wkładką w przekroju krytycznym wykonaną z różnych materiałów. Jako materiał wkładki zastosowano: grafit POCO, ceramikę Al₂O₃, ceramikę ZrO₂-3Y₂O₃. Dla porównania przeprowadzono również symulacje numeryczne wymiany ciepła w dyszy wykonanej w całości ze stali St 45, której temperatura topnienia wynosi 1700 K. Czas pracy silnika był rzędu 3 s. Symulacje numeryczne wykonano za pomocą programu CO MSOL Multiphysics. Wyniki obliczeń podano w postaci zależności temperatury oraz gęstości strumienia ciepła w funkcji czasu w przekroju krytycznym.

EN

The paper presents numerical simulations of transient heat conduction in the uncooled nozzle of a short-range anti-aircraft rocket engine. The calculations were made for the configuration of the nozzle with an insert in the critical section made of various materials. The inserts used were: POCO graphite, Al₂O₃ ceramics, and ZrO₂-3Y₂O₃ ceramics. For comparison, numerical simulations of the heat transfer in a nozzle made entirely of St 45 steel, the melting point of which is 1700 K, were also carried out. The engine’s working time was of the order of 3 s. Numerical simulations were performed using the CO MSOL program. The calculation results are given in the form of temperature dependence and heat flux density as a function of time in the critical cross-section.

10

Zastosowanie pomiarów temperatury do oceny dynamiki spieniania polistyreno-uretanów

Koniorczyk Piotr, Trzyna Marcin, Zmywaczyk Janusz, Preiskorn Marek

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 8

1259--1263

PL

Zaproponowano metodę oceny dynamiki procesu spieniania pianek polistyreno-uretanowych (PSUR) za pomocą pomiarów temperatury. W wyniku procesu spieniania otrzymano materiał kompozytowy oparty na sztywnej matrycy pianki poliuretanowej (PUR), która jako napełniacz zawierała termoplastyczne kulki z ekspandowanego polistyrenu (EPS). Stosując termopary, wykonano pomiary temperatury w funkcji czasu T(t) w sześciu punktach formy do spieniania pianek PSUR, w przedziale czasu od początku (t = 0) do końca procesu spieniania (t = tk). Zbadano wpływ zawartości napełniacza EPS na kształt profili temperatury T(t). Praca stanowi uzupełnienie przedstawionych wcześniej badań dynamiki procesu spieniania pianek PSUR z użyciem miernika gęstości strumienia ciepła1).

EN

Two types of bicomponent systems for the prodn. of rigid polyurethane foams (high- and low-reactive) were mixed with polystyrene beads (EPS) to obtain 2 polystyrene-polyurethane composites (PSUR). The mixts. were poured into metal mold at room temp. The effect of EPS mass fraction on the PSUR foaming process were examd. by using measurements of temp. and heat flux d. as a function of time. The expansion of EPS occurred already at 50°C in the low-reactive system.

11

Analysis of Thermal Decomposition of Solid Rocket Propellants

Cegła Marcin, Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2019

|

Vol. 10, Nr 2 (36)

43--54

EN

The paper presents results of thermal decomposition analysis of selected solid rocket propellants. Homogeneous propellant PAC and heterogeneous propellant H2 were subjected to simultaneous thermal analysis with the use of NETZSCH STA 2500 Regulus device with five heating rates of 2.5, 5, 7.5, 10 and 15 K/min. The method combines TG, DTG and DTA analytical techniques in a single measurement. The aim of the conducted experiments was to study thermal decomposition of these energetic materials as well as to determine activation energy of the decomposition process and the preconditioning factor from the TG curves. The tested materials properties and chemical composition along with a brief description of the experimental procedure are described. The inverse procedure of calculating the activation energy, based on the Ozawa-Flynn-Wall model is described. Finally, the results of thermal decomposition of two tested solid rocket propellants are presented along with maximum decomposition rates and percentage of mass loss.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy termicznej dekompozycji wybranych stałych paliw rakietowych. Homogeniczne paliwo rakietowe PAC i heterogeniczne paliwo rakietowe H2 poddano badaniom za pomocą techniki jednoczesnej analizy termicznej przy użyciu urządzenia NETZSCH STA 2500 Regulus, wykorzystując pięć szybkości ogrzewania próbki wynoszących 2,5, 5, 7,5, 10 i 15 K/min. Wspomniana metoda łączy analizy TG, DTG i DTA w jednym pomiarze. Celem eksperymentów było zbadanie rozkładu termicznego tych materiałów energetycznych, a także określenie energii aktywacji procesu rozkładu i współczynnika przedwykładniczego z krzywych TG. Omówiono podstawowe właściwości oraz skład chemiczny badanych stałych paliw rakietowych, warunki prowadzenia eksperymentu oraz opisano procedurę odwrotną obliczania energii aktywacji termicznego rozkładu paliwa na podstawie krzywych TG, dla kilku szybkości ogrzewania próbki. Przedstawiono wyniki analizy termicznego rozkładu dwóch badanych stałych paliw rakietowych wraz z maksymalnymi współczynnikami dekompozycji i procentowym spadkiem masy, a także wyznaczone wartości energii aktywacji ich termicznej dekompozycji. Uzyskane w wyniku badań wyniki są istotne w doborze bezpiecznych warunków magazynowania i eksploatacji silników rakietowych napędzanych paliwem stałym.

12

Eksperymentalne badania radiacyjno-kondukcyjnej wymiany ciepła w macie aerożelowej Porogel Medium Space-Loft

Zieliński Mateusz, Koniorczyk Piotr, Zmywaczyk Janusz

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 7

257--260

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów przewodności cieplnej k maty aerożelowej o nazwie handlowej Porogel Medium Space-Loft firmy Aspen Aerogels (USA). Obiektem badań były cztery próbki: a) warstwa maty aerożelowej o grubości 10 mm, b) dwie warstwy maty o łącznej grubości 20 mm, c) trzy warstwy o łącznej grubości 30 mm, d) czterech warstw o łącznej grubości 40 mm. Pomiary wykonano w zakresie temp. od około 0oC do około 50oC Wyniki badań k w funkcji grubości próbki l oraz w funkcji temp. T porównano z takimi samymi badaniami wykonanymi w ostatnich latach przez autorów dla styropianu białego w kropki firmy Termoorganika (Polska) oraz styropianu grafitowego firmy Arbet (Austria) [3-6].

EN

The results of thermal conductivity measurements of the aerogel blanket Porogel Medium Space-Loft manufactured by Aspen Aerogels (USA) were presented. Measurements were made for four samples: a) layer of aerogel blanket with a thickness of 10 mm, b) two layers of blanket with a total thickness of 20 mm, c) three layers with a total thickness of 30 mm, d) four layers with a total thickness of 40 mm. The measurements were carried out in the temperature range from about 0oC to about 50oC. Thermal conductivity test results as a function of sample thickness k(l) and in function of temperature k(T) were compared with the same tests made in recent years by the authors for Polystyrene in Dots manufactured by Termoorganika (Poland) and Styrofoam Graphite manufactured by Arbet (Austria) [2-6].

13

Badania przewodności cieplnej maty aerożelowej Porogel Medium Space-Loft w zakresie temperatury do 200°C

Zieliński Mateusz, Koniorczyk Piotr, Zmywaczyk Janusz

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2019

|

T. 50, nr 10

380--383

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów przewodności cieplnej k maty aerożelowej o nazwie handlowej Porogel Medium Space- Loft firmy Aspen Aerogels (USA) w zakresie temp. od około 100°C do około 200°C. Badania wykonano w aparacie płytowym Fox 300HT przy czarnych oraz błyszczących brzegach próbki. Pomiary k(T) wykonano dla czterech próbek: a) warstwy maty aerożelowej o grubości 10 mm, b) dwóch warstw maty o łącznej grubości 20 mm, c) trzech warstw o łącznej grubości 30 mm, d) czterech warstw o łącznej grubości 40 mm. Praca jest kontynuacją [9], w której przedstawiono wyniki k(T) dla tej samej maty w zakresie temp. od około 0°C do około 50°C. Wyniki badań k(T) porównano z takimi samymi badaniami wykonanymi przez autorów dla maty ceramicznej Superwool Blanket 607 firmy Thermal Ceramics (ZAMAC - filia w Polsce).

EN

The results of thermal conductivity measurements of the aerogel blanket Porogel Medium Space-Loft manufactured by Aspen Aerogels (USA) in the temperature range from about 100°C to about 200°C were presented. The tests were performed on a Fox 300HT plate apparatus at the black and shiny edges of the sample. Measurements were made for four samples: a) layer of aerogel blanket with a thickness of 10 mm, b) two layers of blanket with a total thickness of 20 mm, c) three layers with a total thickness of 30 mm, d) four layers with a total thickness of 40 mm. The work is a continuation [9], in which the results k(T) for the same mat in the temperature range from about 0°C to about 50°C are presented. The results of k(T) tests were compared with the same tests performed by the authors for the Superwool Blanket 607 ceramic mat by Thermal Ceramics (ZAMAC - branch in Poland).