Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Experimental Analysis of Mechanical Characteristics of KOBO Extrusion Method

Balawender T., Zwolak M., Bąk Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

615--619

EN

The paper presents selected results of KOBO extrusion process of circular profile φ10 mm from aluminum alloy 2099. The main aim of the performed research was to determine the influence of the oscillation frequency of a die on the magnitude of extrusion force. During the process such parameters, as extrusion force, rate of stem and frequency of die oscillation were recorded; oscillating angle of a die was constant and equal ±8°. The die oscillation frequency was changeable in performed tests in the range of 2÷7 Hz. The obtained results allowed to determine the relation between the maximum extrusion force and the die oscillation frequency during extrusion of aluminum 2099 alloy. The paper focuses on the experimental analysis of mechanical characteristics of the KOBO process. Basing on the recorded force versus stem position, three stages of KOBO extrusion process were determined, i.e. initialization, stabilization and uniform extrusion. Points separating these stages are two inflection points of recorded diagram. The analysis of each stage was made basing on the results of force diagrams and literature data.

2

Fuzzy Logic Enhancement of Material Strain Hardening Data Obtained in the Heyer's Test

Skrzat A., Wójcik M., Bąk Ł.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2019

|

Vol. 64, iss. 3

1059--1065

EN

Fuzzy logic determination of the material hardening parameters based on the Heyer’s method was applied in this research. As the fuzzy input variables, the length of two measuring bases and the maximum force registered in the Heyer's test were used. Firstly, the numerical experiment (the simulation of the fuzzification of the input data) with the assumed disturbance of input variables was performed. Next, on the basis of experimental investigations (eleven samples made from the same material), the membership functions associated with the input data were created. After that, the fuzzy analysis was examined. Fuzzy material hardening constants obtained by means of the α-level optimization and the extension principle methods were compared. Discrete values of the hardening data are found in the defuzzification process, by application of the mass center method.

3

Wpływ odkształcenia blachy stalowej na zmianę struktury geometrycznej powierzchni w warunkach kontaktu powierzchni sferycznej z powierzchnią płaską

Nowotyńska I., Bąk Ł., Trzepieciński T., Bosiakow S.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2018

|

z. 90 [298], nr 1

47--56

PL

W artykule przedstawiono eksperymentalną i numeryczną analizę wpływu odkształcenia na zmianę struktury geometrycznej powierzchni blachy stalowej głębokotłocznej w warunkach kontaktu sztywnej powierzchni kulistej z powierzchnią blachy. Zmianę struktury geometrycznej powierzchni przeanalizowano dla różnych wartości obciążenia. Wyniki symulacji numerycznych kontaktu powierzchni sferycznej z chropowatą powierzchnią blachy wykazały, że wraz ze wzrostem siły nacisku strefa odkształceń plastycznych ulega powiększeniu. Początkowo odkształceniom plastycznym ulegają jedynie wzniesienia struktury geometrycznej powierzchni. Umocnienie odkształceniowe w warstwie wierzchniej wraz ze zwiększaniem obciążenia skutkuje wystąpieniem odkształcenia blachy w obszarach podpowierzchniowych.

EN

This article presents an experimental and numerical analysis of the influence of deformation on the change of surface texture of the deep-drawing steel sheet under contact between a rigid spherical surface against the flat sheet surface. The change in the surface texture was analyzed for different load values. The results of numerical simulations of the contact of the sphere with the rough sheet surface shown that the zone of plastic deformation increases with an increase of the pressure force. Initially, only asperities of surface roughness were plastically deformed. Work hardening of material in the surface layer and increasing of the load result in the deformation of the sheet in the subsurface area.

4

Ocena zmian topografii powierzchni blach poddanych odkształceniu plastycznemu

Trzepieciński T., Bąk Ł., Nowotyńska I., Bosiakov S.

Przegląd Mechaniczny

|

2018

|

nr 3

32--36

PL

Umocnienie odkształceniowe materiału blach poddawanych wytłaczaniu decyduje o charakterze zjawisk tribologicznych w strefie kontaktu oraz determinuje konstytuowanie się topografii powierzchni blach, w szczególności wykazujących anizotropię właściwości mechanicznych. Materiałem badawczym były blachy stalowe walcowane na zimno, gatunku DC04, przeznaczone do obróbki plastycznej na zimno. Wpływ odkształcenia blachy na wielkość rzeczywistej powierzchni kontaktu powierzchni blach z narzędziem w procesie wytłaczania badano za pomocą wciskania wgłębnika z płaską powierzchnią roboczą. Po przekroczeniu pewnej wartości nacisku, zależnej od stopnia odkształcenia blachy, obserwowano brak wpływu wartości nacisku na zmianę pola powierzchni nośnej wierzchołków nierówności. Określono również, że wartość podstawowych parametrów chropowatości powierzchni zmienia się nieproporcjonalnie w stosunku do nacisku wgłębnika.

EN

The strain hardening of the sheet material subjected to deep drawing determines the nature of tribological phenomena in the contact area and determines the formation of the topography of the sheet surface exhibiting anisotropy of mechanical properties. The investigations were carried out on cold-rolled deep-drawing quality steel sheets DC04 destined for cold sheet metal forming. The influence of the sheet deformation on the true area of the contact of the sheet surfaces with the tool in the deep drawing process was examined by pressing the flat indenter into the sheet surface. After exceeding a certain pressure value depending on the degree of sheet deformation, no clear effect of the pressure value on the change of the bearing area ratio was observed. It was also determined that the value of the basic parameters of the surface roughness varied disproportionately with the pressure of the indenter.

5

Zastosowanie programu SWMM do oceny funkcjonowania oczyszczalni wód deszczowych

Górski J., Szeląg B., Bąk Ł.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2016

|

T. 16, z. 2

17--35

PL

Prognoza jakości i ilości ścieków deszczowych oraz osadów ściekowych jest bardzo złożona ze względu na stochastyczny charakter zjawisk opadowych oraz procesów gromadzenia i zmywania zanieczyszczeń deponowanych na powierzchni zlewni. Ma to szczególnie duże znaczenie w projektowaniu ciągów technologicznych oczyszczalni wód deszczowych (OWD), gdzie przyjęcie błędnych założeń na etapie obliczeń może doprowadzić do nieprawidłowego funkcjonowania poszczególnych obiektów i urządzeń. Przedstawiona w artykule wstępna ocena funkcjonowania oczyszczalni wód deszczowych przy ul. Witosa w Kielcach, do której dopływają ścieki głównie z terenu pod zabudową jedno- i wielorodzinną, stanowi pierwszy etap badań, mających na celu stworzenie modelu matematycznego analizowanego fragmentu sieci kanalizacyjnej. Model numeryczny oczyszczalni wód deszczowych (OWD) wykonano w programie SWMM (ang. Storm Water Management Model) na podstawie dokumentacji projektowej obiektu oraz wizji terenowej, natomiast model hydrodynamiczny zlewni wraz z siecią kanalizacji deszczowej – na podstawie map topograficznych i zasadniczych. Do obliczeń średniego jednostkowego natężenia deszczu (q) wykorzystano 33 zdarzenia opadowe zarejestrowane w latach 2010–2011, podczas których czas trwania deszczu i wysokość warstwy opadu zmieniały się odpowiednio w zakresach td = 12–1244 min oraz P = 1,8–44,6 mm. Przeprowadzone symulacje działania OWD wykazały, że gdy średnie jednostkowe natężenie deszczu przyjmowało wartości poniżej 10 dm3∙(ha∙s)-1, stopień redukcji zawiesin ogólnych (η) w osadniku zmieniał się w granicach 0,78–0,98, a gdy q = 10–75 dm-1∙(ha∙s), to η = 0,69–0,88. Wykonane w pracy obliczenia mają charakter wyłącznie szacunkowy, ponieważ model nie został skalibrowany na podstawie rzeczywistych wartości natężenia przepływu ścieków deszczowych oraz stężenia zawiesin ogólnych.

EN

Due to the stochastic character of precipitation phenomena combined with an accumulation of pollutants in the catchment area and their wash-off, the prediction of stormwater quantity and quality, its sediments is very complex. It is especially important when designing the stormwater treatment plant’s (STP) stages of technological lines, because there can be massive calculation errors at selection and functions of particular objects and equipment. The preliminary evaluation, of stormwater treatment plant in Witosa St., Kielce shown in the above article, where stormwater runs off mainly from housing estates of single and multi-family houses, is the first stage of researches concerning preparation of the mathematical model of analysed part of a sewer system. The numerical model STP was made by SWMM software and was based on the working plans of the object and field studies, whereas the hydrodynamic modelling with stormwater drainage system were made according to topographic and basics maps. 33 rainfall events were used to measure the amount of average rainfall intensity. They were registered between 2010 and 2011. During that time the rainfall duration and depth of precipitation changed as follows: td = 12–1244 min and P = 1.8– 44.6 mm. The simulations done by STP shown that in case of average rainfall intensity below 10 dm3∙(ha∙s)-1 the reduction of TSS (η) in a catch basin would change into 0,78–0,98, for q = 10–75 dm3∙(ha∙s)-1, the result was η = 0,69–0,88. The calculations carried out at work are only approximate, because the model was not calibrated on the basis of the actual value of the stormwater flow, the rainfall amount and total suspended solids concentrations.

6

Modelling and numerical simulation of parametric resonance phenomenon in vibrating screen

Bąk Ł., Noga S., Stachowicz F.

Vibrations in Physical Systems

|

2016

|

Vol. 27

35--40

EN

In this paper the numerical studies of parametric resonance phenomenon in vibrating screen are presented. Numerical simulations are performed in Ansys Workbench software. Modal analysis is carried out to find the natural frequencies and mode shapes of the sieve. The effect of the excitation frequency on the sieve vibrations in parametric resonance conditions was investigated using the transient analysis. The comparison of numerical and experimental results is presented. It is shown, that two mode shapes of sieve vibrations occur close to the screen operation frequency. Linear dependence between excitation frequency and sieve vibration frequency is obtained. The most stable transient response and the highest vibration amplitude of the sieve is obtained for excitation frequency 47.07 Hz. The range of excitation of parametric resonance is nearly the same as for experimental data.

7

Effect of exciting force amplitude on occurrence of parametric resonance phenomenon in vibrating screen

Bąk Ł., Stachowicz E., Noga S., Skrzat A.

Vibrations in Physical Systems

|

2016

|

Vol. 27

42--46

EN

The paper considers the effect of exciting force amplitude on occurrence of parametric resonance phenomenon in vibrating screens by using experimental methods. The measuring test is performed for three cases of excitation force levels. For each force level sieve parametric vibrations are excited by using proper excitation frequency. It is shown that an increase of the excitation force results in an increase in the sieve vibration amplitude. The dependence between excitation force and sieve parametric vibrations is nonlinear. The value of excitation force has an effect on the sieve vibration mode shape. Two vibration mode shapes are detected. It is found that the excitation frequency influenced the vibration amplitude. An increase of sieve preload has no effect on the amplitude level, however it results in an increase of the sieve vibration frequency.

8

Wpływ naprężeń wstępnych w okolicy wierzchołka karbu na trwałość zmęczeniową łopatki sprężarki

Bednarz A., Bąk Ł., Boltynjuk E.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2016

|

R. 23, nr 12

53--55

PL

Praca zawiera informacje na temat numerycznej i eksperymentalnej analizy łopatek sprężarki z defektami. Głównym celem pracy jest określenie wpływu naprężeń wstępnych, występujących w okolicy wierzchołka karbu, na trwałość zmęczeniową łopatki. Za pomocą analizy eksperymentalnej określono wpływu rodzaju karbu na trwałość zmęczeniową. Uzyskane wyniki wykorzystano do wyznaczenia zależności pomiędzy rozkładem naprężeń wstępnych a rodzajem uszkodzenia (karbu). Praca uwzględnia dwa rodzaje karbów: karb mechaniczny powstały w wyniku skrawania oraz karb powstały na skutek uderzenia twardym obiektem. Analiza numeryczna posłużyła do określenia rozkładu naprężeń w okolicy wierzchołka karbu. Analiza została przeprowadzona dla dwóch różnych modeli, przy użyciu oprogramowania Ansys Workbench. W pierwszym przypadku, model łopatki zawierał karb typu V (wybranie materiału). Przy użyciu analizy harmonicznej określono rozkład naprężeń w okolicach karbu, dla częstotliwości rezonansowej i amplitudy równej 1,8 [mm]. W przypadku drugiej analizy, zamodelowano numeryczne uszkodzenie łopatki z udziałem odkształceń plastycznych co miało odwzorowywać proces rzeczywistego uszkodzenia łopatki. Celem tej części pracy było określenie wartości i rozkładu naprężeń wstępnych powstałych w łopatce po zderzeniu z obiektem zassanym do sprężarki.

EN

In this paper the experimental and numerical results of static and dynamic analysis of the compressor blade with defects were presented. The main goal of this work is the analysis of the initial stress distribution around the top of different types of the notch to find its impact on fatigue life of compressor blade. The experimental analysis is carried out to determine the effect of notch type on blade fatigue life. Results obtained in experiment was used to find the relations between initial stress distribution and defect type. In this paper two types of the notch are took into the consideration: first made by machining and second caused by impact. The numerical analysis was used to find the stress distribution around the top of the notch. The numerical computations was carried out for two different models by using ANSYS Workbench software. In the first model, where V-notch have been included, harmonic response analysis was used to get the stress distribution around the top of notch for bending blade with amplitude 1.8 mm. In second model, notch was created by impact of hard object to simulate the conditions of real blade damage. Main goal of this part of work is to determine the initial stress distribution after impact.

9

Effect of sewage sludge digestion on the mobility of heavy metals on the example of the wastewater treatment plant in Sitkówka-Nowiny

Bąk Ł., Gawdzik J., Muszyńska J., Bryk M.

Structure and Environment

|

2016

|

Vol. 8, no. 3

189--196

EN

In sewage sludge, heavy metals can be dissolved, precipitated, co-precipitated with metal oxides, adsorbed or associated on particles of biological residue. Heavy metals come as oxides, hydroxides, sulphides, sulphates, phosphates, silicates, organic connections in the form of humic complexes, and compounds with complex sugars. Sequential extraction procedures based on Tessier et al. are widely used for examining sewage sludge. The method makes it possible to extract the following fractions that are operationally defined: exchangeable, bound to carbonates, reducible, oxidisable (bound to organic matter) and residual. For the investigations, communal sewage sludge was collected from mechanical-biological sewage treatment plant located in Sitkówka-Nowiny; the Świętokrzyskie Province, Poland. Heavy metal content [ppm] in the sewage sludge was collected before and after digestion process. After the digestion process, for a majority of metals, the content of reducible form is clearly decreased and the concentration of organic and residual fractions is increased. As a result of redistribution, copper, zinc and nickel mobility in the sludge decreased, and the strength of bond, measured with index IR increased for all metals.

10

Jakość wody i osadów dennych zbiornika wodnego Lubianka w Starachowicach

Górski J., Bąk Ł., Szeląg B.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 2

635--643

PL

Określenie ilości osadów dennych gromadzonych w zbiornikach przepływowych ma podstawowe znaczenie w obliczeniu tempa ich zamulania, a tym samym szacowaniu czasu, po upływie którego powinno się je oczyścić z namułów. Zagospodarowanie osadów dennych wydobytych z dna zbiornika możliwe jest wyłącznie po rozpoznaniu ich jakości, która jest ściśle związana z charakterem zlewni, sposobem jej zagospodarowania, a tym samym z jakością spływu powierzchniowego trafiającego do cieku i zbiornika. W artykule przedstawiono wyniki badań stężeń wybranych metali ciężkich (Fe, Hg, Pb, Zn, Ni, Mn, Cu, Cr, Cd) w osadach i wodzie zbiornika zaporowego zlokalizowanego w południowej części miasta Starachowice, na cieku Lubianka, którego przeważającą część zlewni stanowią lasy. Badania terenowe przeprowadzono dwukrotnie: pod koniec czerwca 2012 r., pobierając 8 próbek osadów dennych w stanie quasi-nienaruszonym i dzieląc je do analiz na 20 cm warstewki, oraz na początku marca 2013 r., kiedy zbiornik pokryty był pokrywą lodową - 3 próbki. W przypadku badań jakości wody oprócz metali ciężkich (łącznie 11 próbek) wykonano w 2012 r. podstawowe badania fizykochemiczne (pH, temperatura, azotany, tlen rozpuszczony, zasolenie) przy pomocy przenośnego miernika wyposażonego w odpowiednie sondy, prowadząc pomiary w pionach co 0,5 i 1,0 m. Odnotowane maksymalne stężenia metali ciężkich dla analizowanych próbek osadów dennych i wody wynosiły odpowiednio: 1170 mg·kg–1 i 642 µg·dm–3 (Fe), 0,0023 mg·kg–1 i 0,0020 µg·dm–3 (Hg), 14,35 mg·kg–1 i 7,14 µg·dm–3 (Pb), 7,44 mg·kg–1 i 74,15 µg·dm–3 (Zn), 5,98 mg·kg–1 i 5,79 µg·dm–3 (Ni), 815 mg·kg–1 i 794 µg·dm–3 (Mn), 3,69 mg·kg–1 i 35,12 µg·dm–3 (Cu), 3,73 mg·kg–1 i 46,86 µg·dm–3 (Cr), 4,37 mg·kg–1 i 0,48 µg·dm–3 (Cd).

EN

Determining the amount of bottom sediments that accumulate in flow-through water reservoirs is of key importance for calculating the rate of their silting. The latter provides a basis for estimating the time after which it is necessary to desilt the reservoir. The use of bottom sediments is only possible after evaluating the sediment quality, which is closely related to the catchment character and type of management. Those factors affect the quality of the surface run-off, which is delivered to the water course, and then, the reservoir. The paper presents the results of investigations into concentrations of selected heavy metals (Fe, Hg, Pb, Zn, Ni, Mn, Cu, Cr, Cd) in the sediments and water of a dammed reservoir located in the southern part of the town of Starachowice, on the Lubianka watercourse. A major part of the catchment is covered by forests. Field test were conducted twice: at the end of June 2012, when eight bottom sediment samples were collected in the quasi - undisturbed state, and divided for the sake of analysis into 20 cm layers, and at the beginning of March 2013 with the reservoir covered in ice, when three samples were collected. As regards water quality tests, in 2012, in addition to the determination of heavy metal concentrations (eleven samples in total), typical physical and chemical tests were conducted (pH, temperate, nitrates, dissolved oxygen, salinity). A portable meter equipped with appropriate probes was used, vertical measurement were carried out every 0.5 and 1.0 m. The maximum concentrations of heavy metals in the analysed samples of bottom sediments and water were as follows: 1170 mg·kg–1 and 642 µg·dm–3 (Fe), 0.0023 mg·kg–1 and 0.0020 µg·dm–3 (Hg), 14.35 mg·kg–1 and 7.14 µg·dm–3 (Pb), 7.44 mg·kg–1 and 74.15 µg·dm–3 (Zn), 5.98 mg·kg–1 and 5.79 µg·dm–3 (Ni), 815 mg·kg–1 and 794 µg·dm–3 (Mn), 3.69 mg·kg–1 and 35.12 µg·dm–3 (Cu), 3.73 mg·kg–1 and 46.86 µg·dm–3 (Cr), 4.37 mg·kg–1 and 0.48 µg·dm–3 (Cd), respectively.

11

Analiza eksperymentalna i numeryczna zjawiska rezonansu parametrycznego w przesiewaczu wibracyjnym

Bąk Ł., Noga S., Stachowicz F.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 3

214--215

PL

Przedstawiono metodykę i wyniki badań eksperymentalnych oraz obliczeń numerycznych dotyczących pracy przesiewacza wibracyjnego z sitem drgającym w warunkach rezonansu parametrycznego. Określono wpływ siły naciągu na częstotliwość i amplitudę drgań parametrycznych sita

EN

Discussed in this paper are the test methods and numerical studies on the vibrating screen operation in parametric resonance conditions. Also the effect of tension force on the sieve vibration frequency and amplitude is determined.

12

Zastosowanie programu SWMM do modelowania ilości i jakości ścieków deszczowych

Szeląg B., Górski J., Bąk Ł., Górska K.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

767--775

PL

Ze względu na stochastyczny charakter zjawisk opadowych, a także akumulacji oraz zmywania zanieczyszczeń zgromadzonych na powierzchni zlewni, prognoza jakości i ilości ścieków deszczowych jest bardzo złożona, co może prowadzić do znacznych błędów obliczeniowych na etapie doboru i projektowania ciągów technologicznych oczyszczalni wód deszczowych. Wytyczna ATV A-118 oraz norma PN-EN 752 zalecają do obliczeń hydraulicznych systemów kanalizacyjnych zastosowanie modelowania hydrodynamicznego dla zlewni o powierzchni przekraczającej 200 ha, ale również w przypadku występowania w sieci zjawiska wylania ścieków na powierzchnię terenu, co zdarza się na terenach miejskich stosunkowo często. Ponadto, ze względu na to, że w większości opracowane programy obliczeniowe (SWMM, Mouse, Mike Urban, Civil Storm) mają oprócz zaimplementowanych modułów do symulacji spływu także moduły określania jakości ścieków, wydaje się wskazane przeprowadzenie kompleksowych analiz w tym kierunku. Celem artykułu jest omówienie wyników symulacji numerycznych jakości i ilości ścieków uzyskanych przy pomocy programu SWMM dla zlewni kanału Si9 zlokalizowanej na terenie Kielc. W artykule wykonano obliczenia hydrogramów odpływu ze zlewni i stężeń zawiesiny przy założeniu stałego natężenia deszczu dla czasu trwania td = 15-180 min i prawdopodobieństwa wystąpienia opadu p = 20%. Ponadto opracowano model matematyczny oczyszczalni ścieków deszczowych, który pozwolił określić obciążenia ładunkiem zanieczyszczeń istniejącego ciągu technologicznego oraz ustalić objętość i ładunek zawiesiny ogólnej zrzucanej przelewem burzowym bezpośrednio do odbiornika. Przeprowadzone obliczenia wykazały nieznaczny wpływ jednostkowego spływu na masę zawiesiny ogólnej odpływającej z przedmiotowej zlewni zurbanizowanej.

EN

Due to the stochastic character of precipitation phenomena, and also accumulation of pollutants in the catchment area and their wash-off, predicting the quantity and quality of rainfall wastewater is a very complex task. That can lead to massive calculation errors at selection and design stages of technological lines in rainfall wastewater treatment plants. For hydraulic sewer systems, the guideline ATV A-118 and the PN-EN 752 standard recommend using hydrodynamic modelling for the catchment area of more than 200 ha, but also for cases where the surface flooding occurs, which happens quite often in urban areas. As a majority of computational software tools (SWMM, Mouse, Mike Urban, Civil Storm), in addition to modules for run-off simulations also have those dedicated to wastewater quality assessment, it is justifiable to conduct complex analyses. The paper aims to discuss the results of wastewater quality and quantity numerical simulations obtained with SWMM software for Si9 sewer catchment located in the area of Kielce. For the paper, hydrogram computations were made for the catchment run-off and the suspension concentrations at the assumption of constant intensity of the rainfall of the duration of td = 15-180 min and the precipitation occurrence probability of p = 20%. In addition, a mathematical model of rainfall wastewater treatment plant was developed. That allowed determination of the pollutant load of the existing technological line, and volume and load of suspended solids discharged by the stormwater overflow structure directly into the receiver. The computations that were conducted showed a limited impact of a unit runoff on the mass of suspended solids flowing in from the catchment under consideration.

13

Ocena ekotoksykologiczna osadów z kanalizacji deszczowej

Sałata A., Bąk Ł.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

287--293

PL

Zanieczyszczenia ściśle związane z cząstkami zawiesin transportowanych poprzez wody opadowe mogą generować zarówno problemy jakościowe, jak i ilościowe w ekosystemie wodnym. Dlatego też istnieje potrzeba wykonywania oceny ekologicznej osadów pochodzących z kanalizacji deszczowej. Jest to tym bardziej ważne, iż obecnie nie ma żadnych regulacji i wymogów prawnych dotyczących konieczności analizy osadów, przede wszystkim pod kątem zawartości niebezpiecznych substancji, przed ich okresowym usuwaniem z elementów systemu kanalizacji. W niniejszym opracowaniu przedstawiono wyniki oceny ekologicznej dla związków z grupy wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) oraz wybranych metali ciężkich zawartych w osadach pochodzących z trzech zbiorników miejskiej kanalizacji deszczowej miasta Kielce. Celem badań, oprócz wykonania analiz chemicznych, było również określenie zależności pomiędzy poziomem wybranych zanieczyszczeń a charakterem i usytuowaniem zlewni. Wyniki analiz odniesiono do dopuszczalnych zakresów stężeń wybranych substancji niebezpiecznych zamieszczonych w rozporządzeniach krajowych, a także do wskaźników ekologicznych zgodnych z praktyką międzynarodową dotyczącą osadów. Według regulacji krajowych, wyniki wskazały na umiarkowane zanieczyszczenie. Natomiast w przypadku progowych wskazań ekologicznych dla związków z grupy WWA zanieczyszczenie osadów nawet kilkunastokrotnie przekracza wartości dopuszczalne.

EN

Contaminants bounded to suspended solids transported by stormwater poses quantity and quality problems to water ecosystem. Therefore, an ecological risk assessment is necessary. Currently, there are no recommendations in polish law that stormwater sediments should be tested for hazardous substances prior to its removal. Ecological evaluation was performed for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals in the sediments of 3 stormwater sedimentation tanks located in urban catchment areas of Kielce city. The purpose this study were to analyze sediment for chemical contaminants and demonstrate the relationship between contaminants levels and physical attributes of the catchment, including land use, drainage area, age of catchment and impervious surface in watershed. Levels of PAHs and heavy metals in stormwater sediments were then compared to Polish regulations and established ecological screening values to determine their potential risk to environment. The results of the current study suggest that stormwater sediments are moderately contaminated with PAHs and heavy metals according to domestic regulations and highly contaminated according to ecological benchmarks exceeded several times.

14

Wpływ odkształceń utlenionych elektrolitycznie taśm aluminiowych na właściwości elektryczne powłok tlenkowych

Posmyk A., Bąk Ł., Haniszewski T.

Inżynieria Powierzchni

|

2015

|

nr 1

62--67

PL

W artykule przedstawiono wpływ odkształceń utlenionych elektrolitycznie taśm aluminiowych na właściwości izolacyjne warstw tlenkowych stosowanych jako izolator uzwojeń elektromagnesów i transformatorów. Opisano wyniki badań wpływu zginania na napięcie przebicia anodowych powłok tlenkowych wytworzonych na taśmach aluminiowych (Al99,5). Do pomiaru napięcia przebicia wykorzystano elektrody o polu powierzchni 10 cm2 skonstruowane w taki sposób, żeby powodowały odkształcenie taśmy aluminiowej z tlenkiem na jej powierzchni o określoną wartość kąta 30, 60 i 90 stopni. Dzięki parze elektrod dopasowanych kształtem do siebie i równoczesnym pomiarom po dwóch stronach próbki określono zależność napięcia przebicia od kąta ugięcia taśmy po odkształceniu od strony naprężeń rozciągających i ściskających. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że ugięcie o kąt 30 stopni powoduje spadek napięcia przebicia do 7% porównywalny z niedokładnością metody pomiarowej, o kąt 60 stopni ‒ spadek do 26% i o kąt 90 stopni ‒ spadek do 27%.

EN

The paper presents the influence of electrolytic oxide layer strains, used as insulator on electromagnet and transformers coils, on their insulating properties. The influence of bending of oxide layer produced on aluminium (Al99,5) strips on their breakdown voltage have been investigated. For breakdown voltage measuring electrodes with contact area S = 10 cm2 have been used. The electrode’s contact surfaces have been so formed that they caused deformation of oxidized strip at 30, 60 and 90 degrees. Through the two of electrodes having fitted contact surfaces and collaterally measurement from both sides of oxidized strip, have been determined the dependence between breakdown voltage and bending angle for the compressed and extended side of oxide layer. The results of carried out investigations have shoved that the bending with angle lover then 30 degrees causes a decreasing of breakdown voltage up to 7% equal to the inaccuracy of measuring method. Bending with angle 60 degrees causes decreasing of breakdown voltage up to 26% and with angle 90 degrees up to 27%.

15

The experimental investigation of the screen operation in the parametric resonance conditions

Bąk Ł., Noga S., Stachowicz F.

Acta Mechanica et Automatica

|

2015

|

Vol. 9, no. 4

191--194

EN

In this paper the experimental studies of the screen working in the parametric resonance condition are discussed. The investigations are conducted for laboratory parametric resonance screen. The measuring test is performed for four cases of tension force values. The full sheet metal instead of the sieve is used. For each considered case the natural frequency of the plate and the parameter modulation frequency are determined.The achieved results are presented and discussed. It is shown that the highest sieve plate amplitude is obtained when the parameter modulation frequency is two times larger than natural frequency of the sieve plate. This parametric resonance vibration was observed only for tension force equal to 4000 N because of the rotational speed limits of electrical vibratos.

16

Wpływ charakterystyk opadowych na parametry hydrogramu odpływu ze zlewni zurbanizowanej 2013

Szeląg B., Bąk Ł., Górski J.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2014

|

T. 14, z. 2

103--114

PL

Celem artykułu była ocena wpływu charakterystyk opadowych na parametry hydrogramu odpływu ze zlewni zurbanizowanej, zlokalizowanej na terenie miasta Kielce. Do wyznaczenia hydrogramu odpływu zastosowano model hydrodynamiczny zlewni opracowany w programie SWMM. Do jego kalibracji wykorzystano wyniki badań deszczów i przepływów z lat 2009–2011. W artykule analizowano wpływ rozkładu natężenia opadu I, czasu jego trwania td i prawdopodobieństwa przewyższenia p na parametry hydrogramu odpływu: objętość fali Vc, przepływ maksymalny podczas kulminacji Qdmax, czas przyboru tp, współczynnik asymetrii rozkładu objętości ω. Wysokość opadu określono wzorem Bogdanowicz i Stachy’ego. W badaniach uwzględniono przebieg natężenia opadów opisanych rozkładem opracowanym przez SCS (ang. Soil Conservation Service) typ I, II, III, IV. Wykonane obliczenia wykazały, że wydłużenie czasu trwania deszczu powoduje zwiększenie objętości i wartości parametru kształtu fali odpływu ω, a także wydłużenie czasu przyboru (za wyjątkiem opadu opisanego rozkładem typu I o p = 50%).

EN

The purpose of the article was to evaluate the impact of rainfall characteristics on hydrograph parameters of runoff from urbanized catchment located in the city of Kielce. Hydrodynamic model of the catchment was used with SWMM program to determine the outflow hydrograph. The records of rains and flows since 2009 till 2011 were used for calibration. The effect of rain intensity distribution, its duration td and probability p on hydrograph parameters: wave volume Vc, maximum flow during culmination Qdmax , time of water rising tpand the asymmetry of volume distribution ω was analysed in the paper. The amount of precipitation was determined with the Bogdanowicz and Stachỳ equation. Rainfall intensity distributions SCS type I, II, III, IV were consider in the study. Calculations showed that extending rain duration increased the volume of outflow, hydrograph parameter ω and the time of water rising. The exception was the rainfall of SCS type I, for p = 50% as in this case the higher was td value, the smaller was the shape parameter of inflow hydrograph from the catchment.

17

Korelacje między wybranymi zanieczyszczeniami w ściekach deszczowych

Górska K., Szeląg B., Górski J., Bąk Ł.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 2

497--504

PL

W ostatnim okresie coraz częściej zwraca się uwagę na fakt, że zanieczyszczenia ścieków deszczowych to nie tylko definiowane odpowiednimi przepisami zawiesiny ogólne i związki ropopochodne, ale też inne związki mające wpływ na środowisko gruntowe i wody odbiornika. Należą do nich m.in. metale ciężkie, chlorki, siarczany, biogeny, zanieczyszczenia mikrobiologiczne. Zróżnicowanie czynników wpływających na jakość ścieków deszczowych, związanych między innymi z zanieczyszczeniem powietrza atmosferycznego czy rodzajem pokrycia terenu oraz prowadzonej działalności człowieka, powoduje, że określenie typowego ich składu jest zadaniem bardzo trudnym, szczególnie jeśli mamy do czynienia z terenami zurbanizowanymi. W rezultacie duże zanieczyszczenie wód opadowych odprowadzanych z terenów miejskich wpływa zdecydowanie na okresowe pogorszenie stanu czystości wód oraz destabilizuje równowagę biologiczną w odbiorniku. W artykule przedstawiono wyniki badań stanu zanieczyszczenia ścieków deszczowych spływających systemem kanalizacyjnym z obszaru wybranej zlewni o typowo miejskim charakterze, zlokalizowanej w centrum Kielc. Do analiz wytypowano wezbrania z okresu letniego i zimowego, w czasie których pobrano za pomocą automatycznego samplera próby ścieków deszczowych i roztopowych. Oznaczono w nich stężenia metali ciężkich (Ni, Cu, Cr, Zn, Pb, Cd), chlorków oraz określono pH i temperaturę. Do oceny korelacji między analizowanymi wskaźnikami zanieczyszczeń zastosowano metodę składowych głównych, a na tej podstawie sporządzono biploty oraz wyznaczono współrzędne czynnikowe.

EN

Recently, increasing attention has been paid to the fact that the rainfall wastewater pollution is defined not only by the suspended solids and oil derivatives, the admissible levels of which are given in regulations, but also by other compounds that affect the soil environment and the waters of the receiver. Those include, among others, heavy metals, chlorides, sulphates, biogenic substances, and microbiological pollutants. The quality of rainfall wastewater is influenced, among others by atmospheric air pollution, type of terrain coverage, and human activity. Diversity of factors that affect the quality of rainfall wastewater is enormous, which makes it extremely difficult to determine a typical composition of such wastewater, especially in urbanised areas. As a result, high pollution of rainfall waters running off from urban areas has a decisive impact on periodic deterioration of water purity and it disturbs the biological balance in the receiver. The paper presents the results of investigations on the pollution of rainfall wastewater running off, through a sewer system, from the area of selected catchment, typically urban in character, located in the centre of Kielce. The analysis was conducted for high water stages occurring in summer and winter periods. Samples of rainfall and spring thaw wastewater were collected using an automatic sampler. Heavy metals (Ni, Cu, Cr, Zn, Pb, Cd) and chloride concentrations, pH and temperature were determined for those samples. To assess the correlation between analysed pollution indexes, the Principal Component Analysis was used, on the basis of which biplots were made and factor coordinates were determined.

18

Koncentracja metali ciężkich w wodzie i osadach dennych małego zbiornika wodnego w Kaniowie

Bąk Ł., Górski J., Szeląg B.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 1

119--125

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań stężeń jonów wybranych metali ciężkich (Fe, Cr, Zn, Ni, Mn, Cu, Pb, Cd, Hg) w osadach i wodzie małego zbiornika zaporowego zlokalizowanego w miejscowości Kaniów na cieku od Borowej Góry. Do badań pobrano osady i wodę z części górnej, środkowej i dolnej zbiornika. Próbki pobrano dwukrotnie, po raz pierwszy w lipcu 2012 r., a następnie w marcu 2013 r. Zawartość pierwiastków śladowych w wodzie nie przekraczała: 801 μg · dm–3 (Fe), 0,064 μg · dm–3 (Cr), 13,50 μg · dm–3 (Zn), 0,106 μg · dm–3 (Ni), 285 μg · dm–3 (Mn), 2,35 μg · dm–3 (Cu), 6,98 μg · dm–3 (Pb), 3,35 μg · dm–3 (Cd). W przypadku osadów dennych maksymalne odnotowane stężenia metali ciężkich wynosiły: 872 mg · kg–1 (Fe), 15,19 mg · kg–1 (Cr), 26,26 mg · kg–1 (Zn), 16,26 mg · kg–1 (Ni), 750 mg · kg–1 (Mn), 3,58 mg · kg–1 (Cu), 82,56 mg · kg–1 (Pb), 0,73 mg · kg–1 (Cd), 0,0031 mg · kg–1 (Hg). Podjęto również próbę określenia matematycznej zależności między zawartością części organicznych w osadach dennych zbiornika a metalami ciężkimi oraz określono możliwość rolniczego wykorzystania osadów po ich wydobyciu z dna zbiornika.

EN

The paper presents the results of investigations on concentrations of ions of selected heavy metals (Fe, Cr, Zn, Ni, Mn, Cu, Pb, Cd, Hg) in sediments and water in a small dammed reservoir located in Kaniow (the Swietokrzyskie Province, Poland) on the stream flowing from Borowa Gora (Borowa Mount). The sediments and water were collected from the upper, middle, and lower part of the reservoir. The samples were collected twice, first in July 2012, and then in March 2013. The content of trace elements in water did not exceed: 801 μg · dm–3 (Fe), 0.064 μg · dm–3 (Cr), 13.50 μg · dm–3 (Zn), 0.106 μg · dm–3 (Ni), 285 μg · dm–3 (Mn), 2.35 μg · dm–3 (Cu), 6.98 μg · dm–3 (Pb), and 3.35 μg · dm–3 (Cd). As regards bottom sediments, the maximum recorded concentrations of heavy metals were: 872 mg · kg–1 (Fe), 15.19 mg · kg–1 (Cr), 26.26 mg · kg–1 (Zn), 16.26 mg · kg–1 (Ni), 750 mg · kg–1 (Mn), 3.58 mg · kg–1 (Cu), 82.56 mg · kg–1 (Pb), 0.73 mg · kg–1 (Cd), and 0.0031 mg · kg–1 (Hg). An attempt to determine the mathematical relationship between the content of organic matter in sediments and heavy metals was made and the possibility of agricultural utilization of sediments after removal from the bottom was determined.

19

Preliminary assessment of silting and the quality of bottom sediments in a small water reservoir

Bąk Ł., Górski J., Szeląg B.

Journal of Water and Land Development

|

2014

|

no. 21

47--53

EN

The aim of this study was to assess the degree of silting and pollution of bottom sediments in a small water reservoir Lubianka situated in Starachowice, Świętokrzyskie Province, with selected heavy metals (Pb, Cr, Cd, Cu, Ni, Zn, Fe, Mn, Hg). Catchment basin of the reservoir is forested in 92%. Other parts are covered by estates of detached houses, barren lands and green areas. Bathymetric measurements and analyses of trace elements in bottom sediments were made in 2012. After 28 years of exploitation, reservoir’s basin accumulated 43 thousand cubic metres of sediments i.e. 4.7% of its initial volume. Mean annual silting rate was 0.17%. Due to the content of copper and chromium, bottom sediments were classified to the II category (sediments of average pollution) according to geochemical standards. Concentrations of Pb, Cd and Hg in all analysed samples were below geochemical background. In a sample collected at the inlet to the reservoir, the TEL index for chromium was exceeded by 25.6%. In other samples the threshold values of the TEL and PEL indices were not exceeded.

PL

Celem pracy była ocena stopnia zamulenia oraz zanieczyszczenia osadów dennych małego zbiornika wodnego Lubianka wybranymi metalami ciężkimi (Pb, Cr, Cd, Cu, Ni, Zn, Fe, Mn, Hg). Zbiornik jest położony w miejscowości Starachowice w woj. świętokrzyskim,. Zlewnia zbiornika w przeszło 92% pokryta jest lasami. Pozostałą część stanowią osiedla domków jednorodzinnych, nieużytki rolne i tereny zielone. Pomiary batymetryczne oraz badania zawartości pierwiastków śladowych w osadach dennych wykonano w 2012 r. Na podstawie ich analizy stwierdzono, że po 28 latach eksploatacji w czaszy zbiornika odłożyło się 43 tys. m3 osadów. Stanowi to 4,7% jego pierwotnej pojemności. Roczny stopień zamulenia obiektu wynosi średnio 0,17%. Ze względu na zawartość miedzi i chromu osady denne zbiornika zaklasyfikowano do II kategorii według standardów geochemicznych (osady miernie zanieczyszczone). Zawartość ołowiu, kadmu i rtęci we wszystkich analizowanych próbkach była mniejsza od tła geochemicznego. W próbie osadów pobranej u wlotu dopływu do zbiornika stwierdzono przekroczenie wartości wskaźnika TEL dla chromu, które wyniosło 25,6% wartości progowej. W pozostałych próbach nie stwierdzono przekroczeń wartości progowych wskaźników TEL i PEL.

20

Heavy metal concentrations in water and bottom sediments of small water reservoir in Kaniow

Bąk Ł., Górski J., Szeląg B.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2014

|

Vol. 21, nr 2

167--176

EN

W artykule przedstawiono wyniki badań stężeń jonów wybranych metali ciężkich (Fe, Cr, Zn, Ni, Mn, Cu, Pb, Cd, Hg) w osadach i wodzie małego zbiornika zaporowego zlokalizowanego w miejscowości Kaniów na cieku od Borowej Góry. Do badań pobrano osady i wodę z części górnej, środkowej i dolnej zbiornika. Próby pobrano dwukrotnie, po raz pierwszy w lipcu 2012 r., a następnie w marcu 2013 r. Zawartość pierwiastków śladowych w wodzie nie przekraczała: 801 μg dm-3 (Fe), 0,064 μg·dm-3 (Cr), 13,5 μg·dm-3 (Zn), 0,106·g·dm-3 (Ni), 285 μg·dm-3 (Mn), 2,35 μg·dm-3 (Cu), 6,98 μg·dm-3 (Pb), 3,35 μg·dm-3 (Cd). W przypadku osadów dennych maksymalne odnotowane stężenia metali ciężkich wynosiły: 872 mg·kg-3 (Fe), 15,19 mg·kg-3 (Cr), 26,26 mg·kg-3 (Zn), 16,26 mg·kg-3 (Ni), 750 mg·kg-3 (Mn), 3,58 mg·kg-3 (Cu), 82,56 mg·kg-3 (Pb), 0,73 mg·kg-3 (Cd), 0,0031 mg·kg-3 (Hg). Podjęto również próbę określenia matematycznej zależności między zawartością części organicznych w osadach dennych zbiornika a metalami ciężkimi oraz określono możliwość rolniczego wykorzystania osadów po ich wydobyciu z dna zbiornika.