Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Solving the prevention of the formation of traffic jams in pipelines in the transportation of gases by the autoejection process

Gurbanov Abdulaga, Sardarova Ijabika

Nafta-Gaz

|

2024

|

R. 80, nr 4

252--256

EN

The article presents the application of autoejection process to ensure efficient operation of pipeline systems and gas separation installations when it is impossible to remove and utilize the condensate from the pipelines. Thus, in the suggested ejector, a single common stream is separated into two streams, i.e., an active and a passive stream, as opposed to two separate independent streams in existing ejection devices. As a result, we refer to such an ejection process as autoejection, or a self-ejection process. Such a procedure is run in the pipeline with the goal of blowing and dusting the liquid phase through the central high-velocity nozzle in circumstances of mass blocking and coating rather than expelling the liquid from the pipes. On the cross-sectional area of the belts, the velocity profiles of flows in laminar and turbulent regimes are known to differ greatly from one another. The adhesion forces acting from the tube's central axis outwards, towards its walls cause the flow rate to decrease. There is a cross-sectional interaction of flows in this mode, according to experimental studies of turbulent flows. As a result, compared to the laminar domain, the flow velocities in this regime are more equally distributed across the cross-section of the flow, and their values are roughly equal to the flow's average value. In this case, based on the dependences of the flow ∆p = f(W), it is known from the calculations and the table that at such velocity limits of the flows, the “braking” pressure (p0) of the liquid coating on the pipe walls corresponds to the maximum velocity of the central gas flow. The autoejection process can occur due to the difference between the static pressures. Unsaturated absorbent coatings can be blasted off the tube absorber's walls using this technique and blended back into the main gas stream. Gas-liquid autoejectors installed along the pipe absorber's length make it possible to use this method. The purpose and principles of autoejectors’ operation are considered and a perspective of their application in tube absorbers is noted.

PL

Artykuł prezentuje zastosowanie procesu automatycznego strumieniowania w celu zapewnienia efektywnej pracy systemów rurociągowych i instalacji separacji gazu, gdy niemożliwe jest usunięcie i wykorzystanie kondensatu z rurociągów. W związku z tym w sugerowanej strumienicy automatycznej pojedynczy wspólny strumień jest rozdzielany na dwa strumienie, czyli aktywny i pasywny, w przeciwieństwie do dwóch oddzielnych, niezależnych strumieni w istniejących urządzeniach strumieniowych. Taki proces strumieniowania nazywany jest automatycznym strumieniowaniem lub procesem samostrumieniowania. Procedura ta uruchamiana jest w rurociągu w celu przedmuchiwania i odpylania fazy ciekłej przez centralną dyszę o wysokiej prędkości w warunkach masowego blokowania i usuwania, a nie wypierania cieczy z rur. Wiadomo, że profile prędkości przepływów w reżimach laminarnym i turbulentnym w przekroju poprzecznym stref znacznie się od siebie różnią. Siły adhezji działające od centralnej osi rury na zewnątrz w kierunku jej ścian powodują spadek prędkości przepływu. Zgodnie z wynikami badań eksperymentalnych przepływów turbulentnych w tym trybie występuje interakcja przepływów w przekroju poprzecznym. W rezultacie, w porównaniu do domeny laminarnej, prędkości przepływu w tym reżimie są bardziej równomiernie rozłożone w przekroju przepływu, a ich wartości są mniej więcej równe średniej wartości przepływu. W tym przypadku, na podstawie zależności przepływu ∆p = f(W), wiadomo z obliczeń i tabeli, że przy takich granicach prędkości przepływów, „hamujące” ciśnienie (p0) powłoki cieczy na ścianach rurociągu odpowiada maksymalnej prędkości centralnego przepływu gazu. Proces automatycznego strumieniowania może zaistnieć dzięki różnicy między ciśnieniami statycznymi. Nienasycone powłoki absorbujące mogą być zdmuchiwane ze ścian absorbera rurociągu przy użyciu tej techniki i ponownie mieszane z głównym strumieniem gazu. Wykorzystanie tej metody jest możliwe dzięki zastosowaniu automatycznej strumienicy gazowo-cieczowej zainstalowanej wzdłuż absorbera rurociągu. Artykuł zawiera również rozważania dotyczące celu stosowania i zasad działania strumienic automatycznych, zwracając uwagę na ich zastosowania w absorberach rurociągowych.

2

Nietypowe ryzyko w mikrotunelowaniu

Madryas Cezary, Fyall Zuzanna

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 3

146--152

PL

W artykule dokonano analizy przyczyn uszkodzeń rur, jakie występują w trakcie wykonywania przewodów kanalizacyjnych w technologii mikrotunelowania. Szczegółowej analizie poddano nietypowe zagrożenia, jakie stwarza podawanie środka smarującego oraz zagrożenia powstające w trakcie sterowania przeciskiem. Wykorzystując metodę elementów skończonych, wykazano obliczeniowo wpływ nierównomiernego ciśnienia środka smarującego na wartość naprężeń w ściance rury wykonanej z żywicy zbrojonej włóknem szklanym (GRP). Sterowanie przeciskiem związane jest z nieosiowym przekazywaniem siły przeciskowej na rury, co generuje znaczne wartości mimośrodu tej siły. W artykule dokonano analizy obliczeniowej wpływu wartości mimośrodu siły przeciskowej na wartość naprężeń w ściance rur. Wykonane analizy wykazały, że do ograniczenia ryzyka uszkodzenia rur w trakcie przecisku konieczna jest analiza wpływu czynników nieuwzględnianych w procesie standardowych procedur projektowania. Szczególną uwagę należy zwrócić na skutki nierównomiernego ciśnienia środka smarującego oraz na skutki krótkookresowych dużych mimośrodów siły przeciskowej, spowodowanych koniecznością sterowania przeciskiem.

EN

The article analyzes the causes of pipe damage during the construction of sewers using microtunneling technology. The unusual hazards posed by the supply of lubricant and the hazards arising during jacking control are described. Using the finite element method, the influence of uneven lubricant pressure on the size of stresses in the wall of a pipe made of glass fiber-reinforced resin (GRP) was computationally demonstrated. Jacking control is associated with the axial transfer of the jacking force to pipes, which in turn generates significant eccentricity of this force. The article presents a computational analysis of the influence of the eccentricity of the jacking force on the size of the stresses in the pipe's wall. The conducted analyzes showed that in order to reduce the risk of pipe damage during jacking, it is necessary to analyze the influence of factors that are not taken into account in standard design procedures. Particular attention should be paid to the effects of uneven lubricant pressure and the effects of significant short-term eccentricities of the jacking force, which are both caused by the need to control the jacking process.

3

Options for solutions of the inlet system into the mold

Ružbarský Juraj, Krenický Tibor, Maščeník Jozef, Coranič Tomáš

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2023

|

Vol. 12, iss. 2

57--70

EN

The presented contribution points out the possibilities of solving the inlet system, as one of the important factors influencing the final quality of the castings. Due to its design and function, the sprue system influences the process of filling the mold cavity. With the correct design of the sprue system, we achieve the continuity of filling the mold cavity and the elimination of qualitative and quantitative errors caused by non-observance of basic principles in the design of sprue systems. When conducting the experiments, we monitored the mold inlet system, modeling the process of filling the mold cavity and the speed of the liquid metal in the notch and the mold cavity. The results of the experiments show that the speed of the liquid metal when filling the mold is approximately half of the calculated theoretical value.

4

The method for calculating technological indicators in the development of gas wells while considering the thermobaric and thermodynamic conditions within the “reservoir-well” system

Gadasheva Elmira V., Novruzova Sudaba

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 10

678--683

EN

Considering the substantial prevalence of gas fields in the pool of developed fields, their development requires specialized approaches with the primary objective of optimizing the production process. The effectiveness of gas field development hinges on achieving the highest possible gas recovery factor. Achieving a high limit of the ultimate return of gas fields relies on decisions that vary depending on the precision of design estimates carried out at different stages of development and their timely execution. The accuracy of such estimates is, if possible, directly contingent on the thorough consideration of geological, technical, and technological factors when formulating methods for determining field development and operation indicators. Given the above considerations, this article proposes a methodology for determining the technological indicators of gas reservoir development, which enables to anticipate changes in reservoir pressure, temperature, and porosity of the gas reservoir, while accounting for the gas-dynamic interplay within the “reservoir-well” system in the depletion phase. The developed approach makes it possible to reliably ascertain reservoir development metrics by factoring in well conditions, temperature distribution within the reservoir, and reservoir deformation. In addition, it facilitates the necessary assessment for determining optimal well operations in light of reservoir conditions.

PL

Biorąc pod uwagę duży udział złóż gazu w eksploatowanych zasobach węglowodorów, ich zagospodarowanie wymaga zastosowania specjalistycznego podejścia, który ma przede wszystkim umożliwić jak najefektywniejsze przeprowadzenie tego procesu. Efektywna realizacja procesu udostępnienia złóż gazu polega przede wszystkim na osiągnięciu maksymalnego współczynnika wydobycia gazu. Podejmowanie decyzji w zależności od stopnia dokładności szacunków projektowych przeprowadzanych na dowolnym etapie zagospodarowania złoża i ich terminowe wdrażanie umożliwia osiągnięcie wysokich wartości wydobycia gazu. Z kolei zapewnienie dokładności takich szacunków, o ile jest to możliwe, zależy bezpośrednio od tego, czy przy tworzeniu odpowiednich metod określania wskaźników zagospodarowania i eksploatacji złoża uwzględnione zostaną w pełni czynniki geologiczne i techniczno-technologiczne. Biorąc pod uwagę powyższe, w artykule zaproponowano metodę określania technologicznych wskaźników zagospodarowania złóż gazu, która pozwala przewidywać zmiany ciśnienia złożowego, temperatury i porowatości w obrębie złoża gazu, biorąc pod uwagę zależność gazowo-dynamiczną układu „złoże-odwiert” w trybie sczerpywania. Opracowana technika umożliwia wiarygodne określenie wskaźników zagospodarowania złoża, z uwzględnieniem warunków panujących w odwiertach, rozkładu temperatury w złożu i deformacji złoża. Ponadto możliwe jest przeprowadzenie niezbędnej oceny w celu określenia optymalnych reżimów eksploatacji odwiertów, biorąc pod uwagę warunki panujące w złożu.

5

Research and development of combined universal cement mortar admixture

Suleymanov Eldar, Ibrahimov Rafiq, Novruzova Sudaba, Bahshaliyeva Shirin

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

106--109

EN

Due to the wide variety of drilling and cementing conditions, different grades of cements for different conditions need to be produced by factories. Nowadays, with the development of test methods and techniques, additional materials and substances, the trend has been to focus on some basic cement (base), which, with various additional substances or materials, can be modified according to the conditions of use. According to the technology adopted in Schlumberger, two portions of cement slurry are mainly used for the entire length of the annulus “lead” and “tail” i.e. literally the “leader” (the first portion) and the “tail’ (the second, last portion). Of course, the treatment of these portions with chemical reagents is different, and the first portion is several times larger in volume than the second portion. It is known that as a result of unsuccessful cementing, a gas-water-oil show may appear, leading to the removal of casing strings, fire, etc. As a result, this leads to the abandonment of the well. There is a time difference between the mixing of the first and subsequent portions of dry cement, especially the last ones, since while the subsequent portions of dry cement are just being mixed, the freshest ones have not yet been mixed at all, but the first portions are already finished; this portion of cement slurry in the well gradually begins to thicken under the influence of temperature and pressure. An effective reagent is needed. The optimal composition of the combined reagent should be considered as follows: CMC – 0.2%; FLS – 0.4%; Na2CO3 – 0.05%.

PL

Ze względu na dużą różnorodność warunków wiercenia i cementowania, wcześniej w zakładach produkcyjnych starano się wytwarzać różne gatunki cementów, dostosowane do różnych warunków wiercenia. Obecnie, wraz z rozwojem metod i technik badawczych, jak również dodatkowych materiałów i substancji, trendem jest skoncentrowanie się na pewnym podstawowym cemencie (bazie), który za pomocą różnych dodatkowych substancji lub materiałów można modyfikować w zależności od warunków użytkowania. Zgodnie z technologią przyjętą w firmie Schlumberger stosuje się głównie dwie porcje zaczynu cementowego na całej długości przestrzeni pierścieniowej „prowadzącą” i „kończącą”, czyli dosłownie „lead” – pierwsza porcja i „tail” – druga, ostatnia porcja. Oczywiście obróbka tych porcji odczynnikami chemicznymi jest inna, a pierwsza porcja ma kilkakrotnie większą objętość niż druga. Wiadomo, że w wyniku nieudanego cementowania może dojść do wycieku gazowo-wodno-ropnego, prowadzącego do usunięcia kolumny rur okładzinowych, pożaru itp., co w efekcie prowadzi do likwidacji odwiertu. Istnieje różnica czasu między mieszaniem pierwszej i kolejnych porcji suchego cementu, zwłaszcza tych ostatnich, podczas gdy kolejne porcje suchego cementu są mieszane, ostatnie nie są jeszcze w ogóle wymieszane, a pierwsze porcje są już przygotowane; zaczyn znajdujący się w otworze zaczyna stopniowo gęstnieć pod wpływem temperatury i ciśnienia. Potrzebny jest więc skuteczny odczynnik. Optymalny skład połączonego odczynnika należy rozważyć w następujący sposób: CMC – 0,2%; FLS – 0,4%; Na2CO3 – 0,05%.

6

Mathematical models of hydromechanics of multiphase flow with varying mass

Mamedov Gasim A., Abbasov Natiq M.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 11

709--715

EN

The paper discusses the mathematical model of hydromechanics of multiphase flows with varying mass. A multiphase flow is considered a continuum consisting of a set of a large number of different groups of particles. The derivation of motion equations and similarity criteria are given taking into account both the externally attached (or detached) mass and phase transitions within the medium. The equations of mass, momentum and energy transfer for individual phases and the medium as a whole are derived based on fundamental conservation laws. It was demonstrated that in the absence of sources (or flow-offs) of mass, momentum and energy, the known equations of single- and multi-phase flow hydromechanics follow as a special case from the obtained systems of motion equations and similarity criteria. The obtained motion equations are valid for the description of an ingredient of mixture and the medium as a whole, regardless of their physical and mechanical properties. Thermodynamic and rheological state equations, as well as expressions for heat flow, interfacial mass forces phase transitions, and heat exchange between phases can be used to close them. The implemented models make it possible to simulate both the stationary distribution of parameters along the wellbore during production and non-stationary processes that occur, for example, when the pump shaft speed changes during oil production. The developed approaches were implemented in the DataFlow software tool for analysis of the hydrodynamics of multiphase hydrocarbon flows, taking into account heat exchange with the rocks surrounding the well, and phase transitions in the fluid. Using the software package, test calculations were carried out to demonstrate the performance of the proposed and implemented models.

PL

W artykule omówiono model matematyczny hydromechaniki przepływów wielofazowych o zmiennej masie. Przepływ wielofazowy jest traktowany jako kontinuum składające się ze zbioru dużej liczby różnych grup cząstek. Wprowadzone równania ruchu i kryteria podobieństwa są podane z uwzględnieniem zarówno zewnętrznej dołączonej (lub odłączonej) masy, jak i przejść fazowych wewnątrz ośrodka. Równania transferu masy, pędu i energii dla poszczególnych faz i ośrodka jako całości otrzymano przy użyciu podstawowych praw zachowania. Wykazano, że w przypadku braku źródeł (lub wypływów) masy, pędu i energii, znane równania hydromechaniki przepływu jedno- i wielofazowego wynikają jako szczególny przypadek z otrzymanych układów równań ruchu i kryteriów podobieństwa. Uzyskane równania ruchu mają zastosowanie do opisu składnika mieszaniny i medium jako całości, niezależnie od ich właściwości fizycznych i mechanicznych. Do ich rozwiązania można wykorzystać termodynamiczne i reologiczne równania stanu, a także wyrażenia dotyczące przepływu ciepła, siły międzyfazowych masy, przejść fazowych i wymiany ciepła między fazami. Wdrożone modele umożliwiają symulację zarówno stacjonarnego rozkładu parametrów wzdłuż odwiertu podczas wydobycia, jak i procesów niestacjonarnych, które zachodzą na przykład podczas zmiany prędkości wału pompy w trakcie wydobycia ropy. Opracowane podejścia zostały zaimplementowane w oprogramowaniu DataFlow do analizy hydrodynamiki wielofazowych przepływów węglowodorów, z uwzględnieniem wymiany ciepła ze skałami otaczającymi odwiert oraz przejść fazowych w płynie. Za pomocą pakietu oprogramowania przeprowadzono obliczenia testowe w celu wykazania wydajności proponowanych i wdrożonych modeli.

7

Influence of the non-equilibrium state of real gases on their properties

Aliyev Vasif I., Aslanov Jamaladdin N., Nabiev Nadir I., Rahimova Mahluqa S.

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 2

84--95

EN

This scientific work presents a study of areas of application and improvement for the Clapeyron–Mendeleev equation to determine the technological parameters of natural and associated petroleum gas under field conditions. As a result of scientific and practical research and laboratory work, the authors, based on the molecular kinetic theory of gases, developed and improved the Clapeyron– Mendeleev equations of state of real gases by adding some genuine parameters for natural and associated petroleum gases produced from oil and gas condensate fields. In this regard, two additional parameters are introduced in the Clapeyron–Mendeleev equation-relative density and relative velocity of gas: and this, as a new scientific result, helps determine any parameter from the seven included in the equation of state of natural and associated petroleum gases developed by the authors. Continuous technological process according to the system of “production, collection, preparation and transportation of products (oil + gas)”, including, separately in non-equilibrium conditions of “collection, preparation and transportation of gas” due to internal energy, causes a natural change in a wide range of basic technological parameters that contribute to frequent changes in the physical and chemical state of the gas. Therefore, this work establishes that one of the main tasks is to show the composition of natural and associated petroleum gas as a result of irreversible transformations of hydrocarbon and acidic components of its internal energy, as a result of which the gas is characterised by a number of patterns in the composition and distribution of components of various hydrocarbon and heterogeneous compositions (i.e., physically and chemically heterogeneous). In these conditions, a practical calculation of gas facilities (gas treatment point, selection of gas separators, field gas pipelines, compressor stations) is carried out to determine process parameters using the Clapeyron–Mendeleev equation of state for real gases, and the results show large errors. This proves once again that many authors have developed equations of state for real gases based on the results of laboratory studies with single-atomic and laboratory gases (hydrogen, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, etc.). However, the authors here carried out laboratory studies with products and associated petroleum gas. According to the results of laboratory studies, the authors recommend an improvement of the equation of state of natural and associated petroleum gases.

PL

W pracy przedstawiono studium obszarów zastosowania i doskonalenia równania Clapeyrona–Mendelejewa do wyznaczania parametrów technologicznych gazu ziemnego i towarzyszącego gazu ropopochodnego w warunkach złożowych. W wyniku badań naukowych i praktycznych oraz prac laboratoryjnych autorzy, w oparciu o molekularną teorię kinetyczną gazów, opracowali i udoskonalili równania stanu gazów rzeczywistych Clapeyrona–Mendeleeva poprzez dodanie niektórych parametrów rzeczywistych dla gazu ziemnego i towarzyszących gazów ropopochodnych wydobywanych ze złóż ropnych i kondensatowych. W związku z tym do równania Clapeyrona– Mendeleeva wprowadzono dwa dodatkowe parametry – gęstość względną i prędkość względną gazu, co, jako nowy wynik naukowy, pozwala na wyznaczenie dowolnego parametru z siedmiu parametrów zawartych w opracowanym przez autorów równaniu stanu gazu ziemnego i towarzyszącego gazu ropopochodnego. Ciągły proces technologiczny zgodnie z systemem „produkcji, odbioru, przygotowania i transportu produktów (ropa + gaz)”, w tym osobno w warunkach nierównowagi „odbioru, przygotowania i transportu gazu”, ze względu na energię wewnętrzną powoduje naturalną zmianę w szerokim zakresie podstawowych parametrów technologicznych, które przyczyniają się do częstych zmian stanu fizykochemicznego gazu. Dlatego też przedmiotowa praca jako jedno z głównych zadań stawia przedstawienie składu gazu ziemnego i towarzyszącego mu gazu ropopochodnego powstałego w wyniku nieodwracalnych przemian węglowodorowych i kwasowych składników jego energii wewnętrznej, w wyniku czego gaz ten charakteryzuje się szeregiem prawidłowości pod względem składu i rozprzestrzenienia poszczególnych składników węglowodorowych (o niejednorodnym składzie pod względem fizycznym i chemicznym). W tych warunkach przeprowadzono praktyczne obliczenia dla instalacji gazowych (punkt uzdatniania gazu, dobór separatorów gazu, gazociągi terenowe, tłocznie) w celu określenia parametrów technologicznych z wykorzystaniem równania stanu Clapeyrona–Mendelejewa dla gazów rzeczywistych. Wyniki wykazują duże błędy. Dowodzi to po raz kolejny, że wielu autorów opracowało równania stanu dla gazów rzeczywistych na podstawie wyników badań laboratoryjnych z gazami jednoatomowymi i laboratoryjnymi (wodór, azot, tlen, dwutlenek węgla itp.). Natomiast obecnie autorzy przeprowadzili badania laboratoryjne z udziałem eksploatowanych węglowodorów i towarzyszącego im gazu ropopochodnego. Na podstawie wyników badań laboratoryjnych autorzy zalecili korektę równania stanu dla gazu ziemnego i towarzyszących mu gazów ropopochodnych.

8

Study of Stress Concentration on the Contour of Underground Mine Workings

Pysmennyi Serhii, Chukharev Serhii, Peremetchyk Andrii, Fedorenko Serhii, Matsui Anatolii

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 1

69--78

EN

Kryvyi Rih iron ore basin consists of complex structured ore deposits and is developed by the underground method at depths of over 1000 m. The underground method is used to mine reserves of rich iron ores with a useful component content of more than 59% applying bulk ore and rock caving systems. This leads to significant changes in the stress state of the rock massif. During underground operations, mine workings are strained and in some cases destructed. As a result, enterprises are constantly increasing operating costs for maintaining mine workings, which adversely impacts the cost of production. Industrial research results demonstrate that in most cases workings fail in their upper part which is vaulted in shape. Available methods for determining the state of rocks around mine workings do not fully take into account physical and mechanical properties of the rocks in which the working is located. The developed technique allows determining not only the destructive pressure impacting the workings, but also the angle at which the destructive force acts. This technique differs from the available ones in taking into account not only mining and geological characteristics of the deposit, but also most factors of physical and mechanical properties of rocks. This technique helps to choose a rational place for driving mine workings at the stage of design, thus avoiding significant additional cost for their maintenance.

PL

W kopalni Krzywy Róg występują złoża rudy o złożonej strukturze, wydobywane metodą podziemną z głębokości ponad 1000 m. Stosując systemy zawałowe eksploatuje się złoża bogatych rud żelaza o zawartości składników użytecznych powyżej 59%. Prowadzi to do znacznych zmian stanu naprężeń masywu skalnego. Podczas prac podziemnych wyrobiska kopalniane podlegają naprężęniom, a w niektórych przypadkach ulegają zniszczeniu. W efekcie przedsiębiorstwa stale podwyższają koszty eksploatacji wyrobisk górniczych, co niekorzystnie wpływa na koszty produkcji. Wyniki badań przemysłowych wskazują, że w większości przypadków wyrobiska zawodzą w swojej górnej części. Dostępne metody określania stanu skał wokół wyrobisk górniczych nie uwzględniają w pełni właściwości fizycznych i mechanicznych skał, w których znajduje się wyrobisko. Opracowana technika pozwala na określenie nie tylko ciśnienia destrukcyjnego działającego na wyrobiska, ale również kąta działania siły destrukcyjnej. Technika ta rożni się od dostępnych tym, że uwzględnia nie tylko cechy górniczo-geologiczne złoża, ale także większość czynników właściwości fizykomechanicznych skał. Technika ta pozwala już na etapie projektowania na dobór racjonalnych miejsc prowadzenia wyrobisk górniczych, unikając w ten sposób znacznych dodatkowych kosztów ich utrzymania.

9

Sterowanie dostawami wody do krakowskiego systemu dystrybucji

Biedrzycka Anna

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2022

|

Nr 6

84--87

PL

Najważniejszym zadaniem systemu wodociągowego jest dostarczanie wody odbiorcom w wymaganej przez nich ilości, pod odpowiednim ciśnieniem i w jakości zgodnej z obowiązującymi normami. Wymagania te powinny być spełnione w całym okresie pracy wodociągu.

10

An improved Müller-Steinhagen and Heck model for two phase pressure drop modeling at high reduced pressures

Mikielewicz Dariusz, Mikielewicz Jarosław

Journal of Power Technologies

|

2022

|

Vol. 102, nr 3

81--87

EN

Better understanding of two-phase fluid behavior is required to optimize the design models of the components containing a twophase refrigerant. This is important since applications increasingly seek to operate in the region of high reduced pressure values, for instance the vapor generator, which is a key heat exchanger in the Organic Rankine Cycle system and the high temperature heat pump. Implementations are carried out at high evaporation saturation temperatures where the refrigerant transformation to vapor occurs at temperatures higher than 90°C. Analysis of the literature analysis shows there is a gap in knowledge regarding two-phase flow for synthetic refrigerants at high saturation temperatures. Reliable prediction of pressure drop in two-phase flows is an important prerequisite for accurate optimization of thermal systems. The total pressure drop of a fluid derives from the variation of potential and kinetic energy of the fluid and friction on the channel walls or between the phases (60-120oC) and moderate reduced pressures (0.2-0.5). This paper presents a modification to the established Müller-Steinhagen and Heck (1986) model for two phase pressure drop in relation to high values of reduced pressures. Model validation has been done in comparison to reliable experimental data obtained by Charnay et al. (2015) for R245fa at reduced pressures above 0.5. The modification constitutes a significant improvement on the calculations presented in the literature, including by the authors of experimental data.

11

Transient flow through a porous channel with ramped pressure gradient and velocity slip boundary condition

Jha Basant K., Yunus Zainab Sa'id

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 1

78--90

EN

A transient flow formation of an incompressible fluid through a horizontal porous channel assuming a ramped pressure gradient is considered with the velocity slip boundary conditions. The flow is a laminar flow caused by ramped pressure gradient along the flow direction. The equation governing the flow is modeled, and solved by the Laplace transformation technique to obtain a semi-analytical solution under slip boundary conditions. It was noted that the flow velocity increases as the slip parameter is increased.

12

Roughness effects of textured surfaces in hydrodynamic lubrication

Bahi Youssef, El Gadari Mhammed, Rahmoune Miloud

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2022

|

Vol. 27, no. 3

9--21

EN

Several studies have been conducted to improve and model the lubricated contact between surfaces. The main subjects were defining the hydrodynamic parameters to reduce energy losses and protect the environment. Some of the proposed models have studied the effect of textures in hydrodynamic lubrication and have proved that adapted shapes and geometries can improve the performance of lubricated contacts. A hydrodynamic model was developed by assuming the roughness of the textured surface and considering the cavitation in a steady-state regime. The proposed model was validated and compared with the analytical model of Fowell et al. [1]. Three different textures shapes were considered. The results showed that the rough-textured thrust affects the hydrodynamic performance significantly. Thus, by increasing the arithmetic roughness of textured surfaces, the hydrodynamic pressure, and the lifting force increase depending on the texture shape. A rougher surface slightly increases the friction force for the three considered textures.

13

Mechanical aspects of wellbore stability in shales and coals

Szpunar Tadeusz, Budak Paweł

Nafta-Gaz

|

2021

|

R. 77, nr 7

446--453

EN

This paper presents a simple model which can be used to calculate the following values:  critical depth for which the well integrity is preserved in a shale or coal horizon with actual shale/coal mechanical parameters, actual mud density and reservoir parameters;  minimum mud density at which stress concentration at the wellbore wall is below the allowable limit for a given rock’s mechanical parameters, formation pressure gradient, and overburden pressure gradient;  mud density required for the preservation of shale/coal integrity at the wellbore wall at any depth, assuming that the strength parameters of shale or coal, formation pressure gradient, and overburden pressure gradient are constant. The appropriate equations were derived using the maximum principal strain hypothesis, which holds for brittle materials. It was also assumed that the radial pressure at the borehole wall is caused by the weight of overburden rocks. The author’s intention was to provide formulas which are as simple as possible and which can be easily used in practice. The final equations were based on the solution to the Lame problem, which was adopted to represent a vertical drilling well with a circular cross-section and filled with mud whose hydrostatic pressure is assumed to oppose the pore pressure. Included are effects of silt swelling pressure, overburden pressure, mud density and the mechanical properties of the rock – including the unconfined compressive strength and Poisson’ s ratio. In the case of shale or silty coal layers, the swelling pressure increases the volume of the clay minerals in the pores by diffusion the mud filtrate, which reduces the pore volume and increases the pore pressure, and therefore impacts the calculations. Presented model allows for derivation of the Hubert–Willis formula for fracturing pressure or fracture pressure gradient, which are commonly used in the oil industry. The calculation results are presented using data from the domestic oil industry and data from one of the Polish coal mines.

PL

W artykule podano prosty model umożliwiający obliczenie następujących wielkości:  głębokości krytycznej, w jakiej pokład łupków lub węgla zachowa integralność przy danych parametrach mechanicznych łupku lub węgla, danej gęstości płuczki i znanych parametrach złożowych;  minimalnej gęstości płuczki, przy której koncentracja naprężeń na ścianie otworu nie przekracza granicy dopuszczalnej dla danych parametrów mechanicznych łupku lub węgla oraz gradientu ciśnienia i nadkładu;  gęstości płuczki, przy której zachowana będzie integralność ścian otworu w warstwach łupku lub węgla w każdej głębokości dla danych parametrów mechanicznych łupku, przy stałym gradiencie ciśnienia i nadkładu. Wyprowadzono odpowiednie wzory, przyjmując hipotezę wytrzymałościową maksymalnego wytężenia materiału stosowaną w przypadku materiałów kruchych. Przyjęto również, że przy założeniu odkształceń sprężystych ciśnienie radialne na ścianie otworu jest spowodowane ciężarem skał nadkładu. Intencją autorów było podanie możliwie jak najprostszych wzorów, które mogłyby zostać zastosowane w praktyce. Wykorzystano rozwiązania tzw. problemu Lamégo, to jest rozpatrywano stan naprężeń na ścianie pionowego wyrobiska o przekroju kołowym, traktując skałę jako materiał sprężysty. We wzorach na wielkość naprężeń na ścianie wyrobiska o przekroju w kształcie okręgu uwzględniono wpływ ciśnienia pęcznienia, ciśnienia wywieranego przez nadkład, gęstość płuczki, jak również parametry wytrzymałościowe łupku/węgla, w tym wytrzymałość na ściskanie w jednoosiowym stanie naprężeń i współczynnik Poissona. W przypadku warstw łupków lub węgli zailonych ciśnienie pęcznienia powoduje zwiększenie objętości minerałów ilastych w porach w wyniku dyfuzji filtratu płuczki, co zmniejsza objętość porów i zwiększa ciśnienie porowe, a zatem wpływa na wyniki obliczeń. Przedstawiony model pozwala na wyprowadzenie z niego powszechnie stosowanego w przemyśle wzoru Huberta–Willisa, podającego wielkość ciśnienia szczelinowania skał na ścianie otworu oraz gradientu ciśnienia szczelinowania. Przedstawiono wyniki obliczeń dla danych z otworów z krajowego przemysłu naftowego oraz jednej z polskich kopalni węgla kamiennego.

14

Manometry do opon i systemy TPMS - bezpieczeństwo w transporcie

Fabrycka Wioleta

Metrologia i Probiernictwo : biuletyn Głównego Urzędu Miar

|

2021

|

nr 2 (27)

45--48

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia dotyczące manometrów do opon, systemów ciągłego monitorowania ciśnienia TPMS oraz badania i wpływu ciśnienia w oponach na bezpieczeństwo uczestników ruchu drogowego i transportu.

EN

The article presents issues related to tire pressure gauges, Tire Pressure Monitoring System, tire pressure tests and the impact of tire pressure on the safety of road users and transport.

15

Research, Calculation and Proposal of Ventilation Solution for Duong Huy Coal Mine when Mining Down to -250 m Depth

Dao Van Chi, Le Tien Dung, Vu Thai Tien Dung, Nguyen Hong Cuong

Inżynieria Mineralna

|

2021

|

no. 2

513--520

EN

At present, according to the extraction plan in the year 2020 of Duong Huy Coal Company - Vinacomin, the mining is divided into three main zones: Central Zone extracts 06 faces; South Zone extracts 2 faces and Northeast Zone extracts 2 faces. The designated total production of all zones is 1,880,000 tons/year. To ensure the production of each mining zone, exhaust fan stations are installed at ventilation roadway adits with a total of 05 main fan stations. However, in the near future, to ensure and maintain production activities, the mine is being planned and operated using 03 main fan stations. The calculation results for the reasonable working mode of fan stations are as follows: for fan station FBCDZ8-№32B at level +47 m, airflow is 167.69 m3 /s and air pressure is 243.74 mm H2O; for fan station 2K56- №30 level +40 m, airflow is 123.37 m3 /s and air pressure is 324.79 mm H2O; for fan station FBCDZ-8- №32B at level +44 m, airflow is 167.69 m3 /s and air pressure is 354.99 mm H2O.

16

Applcation of geomatics to the multicriteria zoning of the Upper ALibori forest reserve in northern benin (West Africa)

Arouna Ousseni, Issiako Dramane, Kossougbeto Briac Kévin Patrick

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2021

|

no. 4

7--18

EN

The Forest of Upper Alibori is subject to strong agricultural and pastoral pressures from year to year despite the implementation of a forest management plan. It is therefore appropriate to conduct an integrated and spatialized analysis of the effects of these pressures on plant biodiversity from a spatial planning perspective. The research objective is to establish a multi-criteria zoning of the Upper Alibori Forest Reserve that can reconcile biodiversity conservation and sustainable agropastoral exploitation. A methodological approach based on geomatics was adopted. Hierarchical multi-criteria analysis and cross-layer analysis are the main techniques adopted. The state of plant biodiversity, one of the important criteria for multi-criteria zoning. The intersection of the scientific zoning and the zoning proposed by the riparian population shows a similarity of 54%. In the central core, the similarity between the two types of zoning is 32%. Spatially, this similarity is observed along the Alibori River. At the level of the agricultural series, the two zonings show a similarity level of 23%. The elaboration of an integrated zoning made it possible to distinguish several management series. The management series delimited are made up of the central core (32%), the protection series (11%), the production series (17%), the scientific research series (2%), the service series (2%) and the agropastoral and reforestation series (36%). The implementation of such zoning is the responsibility of the forest administration.

17

Finite element analysis of the impact of the properties of dental wedge materials on functional features

Czerwiński M., Żmudzki J., Kwieciński K., Kowalczyk M.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2021

|

Vol. 112, nr 1

32--41

EN

Purpose: Defect of the interproximal wall of the tooth is filled with use the shaped matrix and wedge which seals bottom margin during filling. Better fit of the wedge and equalization of the pressure forces on the matrix is achieved by the compliance of the wedge structure through cuts and perforations and the use of silicone materials and unidirectionally expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE). The work presents a methodology for model studies of the mechanics of dental wedges in order to evaluate and compare the impact of wedge materials on functional features. The hypothesis of the work was that the mechanical properties of ePTFE determine the effectiveness of the dental wedge. Design/methodology/approach: Effect of modulus of elasticity and friction coefficient of wedge and matrix materials on the functional features of the wedge was studied on the way Finite Element Analysis (FEA). Simulation included contact sliding between wedge and matrix what was simulated in nonlinear large displacements regime. The sealing evaluation criterion was the pressure distribution between the wedge and matrix below the lower edge of the defect. Displacement values were the criterion for the loss of convexity as a result of matrix deformation. Findings: The material for the wedge should be characterized by a low coefficient of friction, low elasticity (ensuring high compliance of the wedge) and at the same time the ability to large permanent deformations, which allows for plastic shaping of the matrix from the side of the defect in order to achieve the required wall convexity and the tangent point. Research limitations/implications: Results show tendency of phenomena in limitation to model simplification of the interdental gap and the ideal adhesion of the matrix to the tooth and linear elasticity of materials. Practical implications: The material that best meets the requirements is unidirectionally expanded polytetrafluoroethylene, which has one of the lowest coefficients of friction and very high plasticity necessary to shape the matrix from the inside of the cavity. Originality/value: Methodology of model study and criteria of functional characteristics of dental wedge was presented.

18

The negative and positive pressure system of natural balanced ventilation

Gaczoł Tomasz

Technical Transactions

|

2020

|

Vol. 117, iss. 1

art. no. e2020026

EN

This paper discusses the results of research conducted with the Ansys Fluent programme on the air flow through natural ventilation supply and exhaust ducts of rooms located on the ground and upper floor of a building. A scenario with air inflow to a room through an air intake located on the basement floor level was selected for the tests. All simulations were performed for outdoor temperatures of +3,+12, and -15°C (simulations run for an outdoor air temperature of +12°C are discussed in detail). The temperature inside the room is +20°C, i.e. at the minimum temperature level for thermal comfort. The simulations address such issues as the pressure system inside the room and in the exhaust duct, the distribution of air temperature in the room and the vector direction of airflow through the supply and exhaust ducts.

19

Destruction of the Structure of Boiling Emulsions

Pavlenko Anatoliy, Melnyk Viktor

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2020

|

Tom 22, cz. 1

70--81

EN

In this paper we consider the processes of dynamic interaction between the boiling particles of the dispersed phase of the emulsion leading to the large droplet breakup. It is indicated the differences in the consideration of forces that determine the crushing of non-boiling and boiling drops. It is determined the possibility of using the model to define the processes of displacement, deformation or fragmentation of the inclusion of the dispersed phase under the influence of a set of neighboring particles. The proposed method allows us to determine the main energy parameters of the homogenization process by boiling the emulsion.

PL

W tym artykule rozważamy procesy dynamicznej interakcji między wrzącymi cząsteczkami zdyspergowanej fazy emulsji, prowadzące do rozpadu dużych kropel. Wskazano na różnice w uwzględnianiu sił, które determinują kruszenie kropli niewrzących i wrzących. Określono możliwość wykorzystania modelu do zdefiniowania procesów przemieszczenia, deformacji lub fragmentacji włączenia fazy rozproszonej pod wpływem zestawu sąsiednich cząstek. Proponowana metoda pozwala określić główne parametry energetyczne procesu homogenizacji podczas ogrzewania i wrzenia emulsji.

20

Analysis of Stress and Strain to Determine the Pressure Changes in Tight-Fitting Garment

Jariyapunya Nareerut, Musilová Blažena

Autex Research Journal

|

2020

|

Vol. 20, no. 1

49--55

EN

Based on the mechanical properties of stretch fabrics and Laplace’s law, the mathematical models have been developed enabling one to determine the values of the relationship between the fabric strain and the circumferential stress depending on pressure and diameter of the body. The results obtained refer to the values of the parameters assessed for the initial phase of their exploitation, which allow us to preliminarily predict the values of these parameters.