Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ warunków brzegowych na rozkład pola temperatury w przepływowym reaktorze do parowego reformingu metanu

Moździerz M., Brus G., Ściążko A., Komatsu Y., Kimijima S., Szmyd J., S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 1

43--50

PL

Jedną z zalet wysokotemperaturowych ogniw paliwowych ze stałym elektrolitem tlenkowym SOFC jest elastyczność w doborze paliw, w szczególności możliwość wykorzystania węglowodorów. Dla ogniw paliowych zasilanych węglowodorami możliwa jest konwersja paliwa na drodze reformingu zewnętrznego bądź wewnętrznego. W przypadku systemu z połączeniem wewnętrznym ciepło pochodzące z pracującego stosu ogniw paliwowych może zostać efektywnie wykorzystane w endotermicznej reakcji reformingu. Opracowanie tegoż systemu zależy od rozmieszczenia elementów pod kątem optymalizacji transportu ciepła w układzie, stresu termicznego wywieranego na poszczególne elementy, osadzania węgla, stopnia polaryzacji elektrod, kosztów oraz efektywności systemu. W pracy przedstawiono badania eksperymentalne na podstawie których zbudowano matematyczny model procesu reformingu, a także przeprowadzono analizę numeryczną wpływu warunków brzegowych oraz parametrów procesu na rozkład pola temperatury w reaktorze podczas reakcji parowego reformingu metanu.

EN

One of the advantages of high-temperature fuel cells with a solid oxide electrolyte SOFC is flexibility in the selection of fuels and in particular the use of hydrocarbons. For fuel cell powered by hydrocarbons it is possible to convert the fuel using external or internal reforming. For a internal system heat from the fuel cells stack can be effectively used in the endothermic reforming reaction. The development of that system depends on the arrangement of elements to optimize heat transfer in the system, thermal stress exerted on the individual elements, the carbon deposition, the degree of electrodes polarization, the cost and effectiveness of the system. The paper presents experimental studies on the basis of which a mathematical model of the reforming process was built. Furthermore, a numerical analysis of the influence of the boundary conditions and process parameters on the distribution of temperature field in the reactor during the steam reforming reaction of methane has been carried out.

2

Eksperymentalna charakterystyka suszenia węgla brunatnego za pomocą pary przegrzanej

Zakrzewski M., Ściążko A., Komatsu Y., Kimijima S., Hashimoto A., Kaneko S., Szmyd J. S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 1

135--142

PL

Artykuł przedstawia wybrane zagadnienia związane z wykorzystaniem oraz osuszaniem węgla brunatnego dla potrzeb przemysłu energetycznego. Badania eksperymentalne przeprowadzono dla próbek węgla ze złoża Bełchatów suszonych w przegrzanej parze wodnej w zakresie temperatur 110 -170 [°C] pod ciśnieniem atmosferycznym. Pomiary obejmowały zmiany wagi, rozkład profilu temperatur oraz zmiany struktury próbki. Kinetykę zjawiska opisano w formie krzywych suszenia oraz zależności szybkości suszenia i profilu temperatur od czasu, na podstawie których wyróżniono charakterystyczne fazy procesu. Charakterystyki suszenia wyznaczone w eksperymencie są niezbędne do zaprojektowania efektywnego przemysłowego systemu osuszania węgla umożliwiającego wykorzystanie ciepła utajonego zawartego w odparowanej z węgla wodzie.

EN

This paper presents selected issues related to the use and drying of the lignite for the energy industry. Experimental investigations were conducted for the lignite samples from Belchatow lignite mine, which were dried in a superheated steam in the temperature range 110 -170 [°C] and atmospheric pressure. Each experiment included measurements of the changes of weight, the temperature profile distribution and changes in the structure of the sample. The kinetics of the process was described in the form of the functions of weight, drying speed and temperatures in correlation with time, which were used to distinguish the characteristic stages of the drying process. Drying characteristics derived in the experiment are essential for designing an effective industrial coal drying system, which allows for using of the latent heat contained in the water evaporated from the coal.

3

Analiza procesu reformingu metanu parą wodną przy pomocy uogólnionej metody najmniejszych kwadratów

Ściążko A., Komatsu Y., Brus G., Kimijima S., Szmyd J. S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 1

95--102

PL

Matematyczny model zjawiska fizycznego obarczony jest niepewnością, wynikającą z niedokładności pomiarów eksperymentalnych, wartości przyjętych parametrów oraz założonych uproszczeń modelowych. Artykuł przedstawia eksperymentalną oraz numeryczną analizę procesu parowego reforming metanu za pomocą Uogólnionej Metody Najmniejszych Kwadratów (GLS). Opublikowane dotychczas równania kinetyki procesu reformingu różnią się znacznie między sobą oraz nie zawierają analizy niepewności przedstawionych rezultatów. Algorytm GLS pozwala na wyznaczenia najbardziej prawdopodobnych wartości empirycznych parametrów definiujących szybkość reakcji reformingu oraz umożliwia obiektywną weryfikację przygotowanego modelu matematycznego. Analiza numeryczna została przeprowadzona w oparciu o badania eksperymentalne z wykorzystaniem 0.3 g próbki katalizatora Ni/YSZ 60:40%v. Pokazano, że metoda GLS zapewnia poprawę dokładności zmiennych mierzonych oraz pozwala na wyznaczenie najbardziej prawdopodobnych wartości niewiadomych oraz niepewności charakteryzujących otrzymane wyniki.

EN

Mathematical model of the physical phenomena contains the uncertainties resulted from the inaccuracy of the measurements, assumed values of parameters and model simplifications. The article presents the experimental and numerical analysis of methane steam reforming process with Generalized Least Squares Method (GLS). Published in the literature equations about kinetics of reforming process are different and they do not contain the uncertainty analysis of the obtained results. The GLS algorithm is adopted to select the most probable values of reforming kinetics parameters and to objectively validate proposed mathematical models. The numerical analysis was conducted on the basis of the experimental measurements of 0.3 g Ni/YSZ 60:40vol catalyst sample. It was proven that GLS method is useful in securing higher accuracy of measured variables, finding the most probable values of unknowns and simultaneously determining the uncertainty coupled with all the variables in the system.

4

The effect of applied control strategy on the current-voltage correlation of a solid oxide fuel cell stack during dynamic operation

Szmyd J. S., Komatsu Y., Brus G., Ghigliazza F., Kimijima S., Ściążko A.

Archives of Thermodynamics

|

2014

|

Vol. 35, no. 3

129--143

EN

This paper discusses the transient characteristics of the planar type SOFC cell stack, of which the standard output is 300 W. The transient response of the voltage to the manipulation of an electric current was investigated. The effects of the response and of the operating condition determined by the operating temperature of the stack were studied by mapping a current-voltage (I-V) correlation. The current-based fuel control (CBFC) was adopted for keeping the fuel utilization factor at constant while the value of the electric current was ramped at the constant rate. The present experimental study shows that the transient characteristics of the cell voltage are determined by primarily the operating temperature caused by the manipulation of the current. Particularly, the slope of the I-V curve and the overshoot found on the voltage was remarkably influenced by the operating temperature. The different values of the fuel utilization factor influence the height of the settled voltages. The CBFC has significance in determining the slope of the I-V characteristic, but the different values of the fuel utilization factor does not affect the slope as the operating temperature does. The CBFC essentially does not alter the amplitude of the overshoot on the voltage response, since this is dominated by the operating temperature and its change is caused by manipulating the current.

5

An application of generalized least squares method to the conduction heat transfer problem

Ściążko A.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2012

|

R. 16, nr 9

66-69

EN

Article presents an application of generalized least squares method to heat transfer problem (the steady-state one-dimensional heat conduction). The theoretical basis of mathematical method was presented as well as general model of conduction heat transfer problem was introduced. During model creation boundary and internal (additional) measurements of temperature in the plate were used. In article the different locations of additional measuring points were checked and the local and global error of obtained models were determined.

PL

Artykuł prezentuje zastosowanie uogólnionej metody najmniejszych kwadratów w analizie problemu transportu ciepła (stacjonarne, jednowymiarowe przewodzenie ciepła). Zaprezentowano teoretyczne podstawy metody matematycznej oraz wprowadzono ogólny model przewodzenia ciepła. Do stworzenia modelu wykorzystano pomiary temperatury na brzegach płyty oraz dodatkowe, wewnętrzne punkty pomiaru. Sprawdzono wpływ wyboru różnych punktów pomiarowych na sumaryczny oraz lokalny błąd uzyskanych modeli matematycznych.

6

Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w energetyce

Ściążko A.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2011

|

R. 15, nr 7-8

53-59

PL

Artykuł prezentuje możliwości wykorzystania metod sztucznej inteligencji w energetyce. Zastosowania te można podzielić na trzy grupy: modelowanie, przewidywanie i planowanie (optymalizacja) oraz kontrola procesów. W artykule pokazano typowe przykłady użycia sztucznej inteligencji, charakterystyczne dla każdej z grup. Przedstawiono także możliwe przyszłe wykorzystania tego typu metodologii, w szczególności w inteligentnych systemach elektroenergetycznych - Smart Grid. Druga część artykułu przedstawia i omawia przykład wykorzystania sztucznej inteligencji w modelowaniu systemu elektroenergetycznego, złożonego z następujących elementów: elektrociepłownia geotermalna, źródło geotermalne, miejska sieć ciepłownicza oraz zakład przemysłowy. Zadanie polegało na przygotowaniu modelu komputerowego rozważanego systemu oraz wielokryte-rialnej optymalizacji problemu. Jakość każdego z rozwiązań była oceniana na podstawie dwóch różnych funkcji dopasowania: obliczonej wartości kosztów inwestycyjnych oraz sprawności egzergetycznej systemu. Pokazano w jaki sposób można wykorzystać genetyczny algorytm optymalizacji wielokryterialnej oraz modelowanie zastępcze z wykorzystaniem sztucznej sieci neuronowej do analizy zadanego problemu. Rezultaty optymalizacji zostały zobrazowane na diagramie Pareto, na ich podstawie pokazano kilka typów możliwych rozwiązań projektowych (niewielkie koszty inwestycyjne i niska sprawność, wysokie koszty inwestycyjne ale wysoka sprawność oraz rozwiązanie pośrednie). Dla modelu zastępczego określono jego dokładność oraz dopasowanie do oczekiwanych rezultatów.

EN

Paper presents possible applications of artificial intelligence techniques in the energy science problems. Those applications can be divided into three groups: modeling, predictions and planning (optimization) and process control. Article shows typical examples of use artificial intelligence in each group. Moreover there are presented the future possibilities of application, for example in Smart Grid's problems. Second part of the article introduces the case study of using artificial intelligence techniques in real life problem of analysis of complicated energy system. Its main elements are geothermal power plant, district heating system, industrial plant and electrical grid. The task was to model the system and run the multi criteria optimization. The quality of each solution was graded by the different objective functions: investment cost and energy efficiency. The paper presents multi criteria genetic optimization algorithm and neural network surrogate modeling for given problem. The optimization's results can be found in the Pareto diagram - they show different possible solutions (with low investment cost and low efficiency, with high cost and high efficiency or with mediumvalues). The quality of surrogate model is presented on the regression graph for neural network.

7

Energetyka odnawialna na Islandii

Ściążko A.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2011

|

R. 15, nr 9

70-79

PL

W artykule scharakteryzowano system energetyczny funkcjonujący na Islandii, w szczególności w aspekcie wykorzystania źródeł energii odnawialnej. Islandia to kraj, który posiada specyficzne uwarunkowania geologiczne i gospodarcze, pozwalające na szerokie wykorzystanie zielonej energii. Rozwiązania zastosowane na Islandii są nie tylko ekologiczne, lecz także korzystne ekonomicznie. W artykule przedstawiono ogólne wiadomości dotyczące rozwoju islandzkiego systemu energetycznego, ilości i typów zużywanych surowców energetycznych, a także profilu odbiorców energii elektrycznej. Dalsza część artykułu omawia najważniejsze informacje dotyczące geografii i budowy geologicznej wyspy. Dzięki występującym tam warunkom (położenie w "gorącym punkcie" na styku płyt tektonicznych Północnoamerykańskiej i Euroazjatyckiej), możliwe jest wykorzystanie energii geotermalnej oraz wodnej na szeroką skalę. W artykule opisano te dwie technologie - przedstawiono ich rozwój, istniejące elektrownie i moce. Omówiono istniejący system linii przesyłowych oraz problem, z jakim zmaga się Islandia - eliminację paliw kopalnych z transportu. Islandia prowadzi w tej dziedzinie wiele innowacyjnych projektów, sprawdzając możliwości wykorzystania w motoryzacji wodoru, biogazu oraz elektryczności. Tematem badań islandzkich instytucji naukowych jest program głębokich odwiertów geotermalnych IDDP. Porównano też sytuację energetyczną Polski i Islandii.

EN

Article presents renewable energy in Iceland. There is unique geological and economic situation in the country, which is very good place to use green energy. Solutions used in Iceland are not only ecological but also economical. Article shows general information about development of energy system in Iceland, amount and type of energy sources and types of energy users. The next part describes the most important facts about island’s geography and geology. Its conditions (Iceland is located above the hot-spot on the Mid-Atlantic Ridge between the Eurasian plate and the American plate) allows to use geothermal and hydro energy. Article describes those two technologies. Next chapters presents transmission lines in Iceland and problem of elimination the fossil fuels from transport. Iceland leads many project in that field (hydrogen cars, biogas and electric cars). Another investigated problem is the Deep Drilling Project IDDP. The last chapter shows differences between energy systems in the Poland and in the Iceland.