Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Metody pomiaru oraz oceny gazoprzepuszczalności złóż porowatych

Wałowski G.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 7

1543--1549

PL

Dokonano przeglądu metod pomiaru przepływu gazu w strukturach porowatych. Przeanalizowano podane w literaturze warunki gazoprzepuszczalności, poszukując obszarów badawczych odnoszących się do mechaniki przepływu gazu. Przesłanką dla podjęcia się opracowania artykułu była ciągła aktualność tej tematyki, wynikająca zarówno z obserwowanego powrotu do tzw. czystych technologii węglowych, jak i z rozwoju nowoczesnych czystych technologii energetycznych, prowadzących do pozyskiwania alternatywnych zasobów energetycznych, zwłaszcza dla odnawialnych źródeł energii.

EN

A review, with 38 refs., of selected gas permeability methods with their characteristics for porous materials.

2

Interpretation of gas permeability of anisotropic structure of skeletal deposit

Wałowski G.

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2017

|

Vol. 62, nr 2

122--124

EN

In the paper results of experiments on hydrodynamic assessment of gas flow through backbone (skeletal) porous materials with an anisotropic structure are presented. The research was carried out on materials of different petrographic characteristics and origin of process (char). The study was conducted for a variety of hydrodynamic conditions with the use of air. As the basis for the hydrodynamics of gas flow through porous material we assumed a gas stream as a result of pressure forcing such flow. The results of measurements indicate a clear effect of the type of material on the gas permeability, and additionally - as a result of their anisotropic internal structure - a significant effect of the flow direction on the value of gas stream.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań doświadczalnych w zakresie oceny hydrodynamiki przepływu gazu przez sztywne (szkieletowe) materiały porowate o anizotropowej strukturze. Badania odniesiono do materiałów o zróżnicowanej charakterystyce petrograficznej, pochodzenia procesu termicznego (karbonizaty). Badania prowadzono dla różnych warunków hydrodynamicznych z wykorzystaniem powietrza. Za podstawę oceny hydrodynamiki przepływu gazu przez złoża i materiały porowate przyjęto strumień gazu, jaki wynika z nadciśnienia wymuszającego ten przepływ. Wyniki pomiarów wskazują na wyraźny wpływ rodzaju materiału na gazoprzepuszczalność, a dodatkowo – co wynika z ich anizotropowej struktury wewnętrznej - na wyraźny wpływ kierunkowości przepływu na wartość strumienia gazu.

3

Gazoprzepuszczalność materiałów porowatych o anizotropowej strukturze

Wałowski G., Filipczak G.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2016

|

Nr 6

245--250

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych w zakresie oceny przepuszczalności materiałów porowatych w odniesieniu do przepływu gazu. Badaniom podano karbonizaty o anizotropowej strukturze szczelinowo-porowatej, a także - celem porównania - materiały modelowe typu pumeks i spieki poliamidowe. Badania wykonano na specjalnie do tego celu przygotowanym stanowisku pomiarowym, umożliwiającym pomiar gazoprzepuszczalności względem trzech orientacji przepływu, odniesionych do symetrycznych próbek o kształcie sześciennym. Wyniki pomiarów wskazują na wyraźny wpływ kierunkowości przepływu na przepuszczalność karbonizatów, co wynika z anizotropowej ich struktury wewnętrznej. Zdefiniowano współczynnik przepuszczalności tego typu materiałów oraz dokonano eksperymentalnej oceny wartości tego współczynnika względem strumienia gazu oraz całkowitego spadku ciśnienia na porowatym złożu. Dokonano oceny przydatności metod obliczeniowych charakteryzujących hydrodynamikę przepływu gazu przez porowate materiały oraz wskazano na możliwość numerycznego odwzorowania geometrii przepływowej materiałów o krętej strukturze szkieletowej.

EN

The paper presents results of experimental studies dealing with the assessment of porous materials permeability with respect to the gas flow. The study was carried out for coal-char material with an anisotropic slotted structure, and for comparison, for model materials such as pumice and sintered polyamide. The tests were performed in a specially prepared measuring setup allowing the measurement of gas permeability at three flow directions with respect to porous samples of cubic shape. The measurement results demonstrated an effect of gas flow direction on chars permeability caused by their anisotropic internal structure. The permeability coefficient was defined, its value with respect to gas flux was experimentally evaluated and the total pressure drop across the porous bed was determined. An assessment of usefulness of computational methods characterizing the hydrodynamics of gas flow through porous materials is presented. Additionally, the possibility of numerical mapping of flow geometry of backbone tortuous structure materials is considered.

4

Cieplno-przepływowy model karbonizacji suchego węgla

Ciżmiński P., Polesek-Karczewska S., Kardaś D., Mertas B.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 3

311--318

PL

Koksowanie węgla, istotne z technicznego punktu widzenia, jest procesem złożonym, na który składa się szereg zjawisk fizycznych i chemicznych. Kompleksowy model koksowania wymaga uwzględnienia zagadnień transportu ciepła, przemian fizykochemicznych i fazowych oraz zagadnień związanych z przepływem gazu. Podstawą procesu jest piroliza cząstki węgla, podczas której pod wpływem wysokiej temperatury ulega ona rozkładowi, w wyniku czego uwalniane są gazy pirolityczne. Termochemiczna konwersja cząstek węgla wiąże się jednocześnie ze zmianą ich struktury, tj. porowatości i gazoprzepuszczalności, co znacząco wpływa na dynamikę zmian ciśnienia w komorze koksowniczej. W pracy proponuje się jednowymiarowy nieustalony model procesu koksowania. Model opisuje proces karbonizacji węgla suchego i składa się z czterech równań bilansowych - bilansu masy fazy stałej, transportu masy fazy gazowej, bilansu pędu gazu, bilansu energii wsadu oraz, dodatkowo, równania stanu gazu doskonałego. Źródło masy gazów opisano bazując na danych termograwimetrycznych. Do rozwiązania zagadnień transportu ciepła i przepływu gazu wykorzystano schematy numeryczne częściowo niejawne. Model umożliwia predykcję rozkładu temperatury, ilości wydzielonych gazów, ciśnienia i prędkości gazów w komorze koksowniczej dla całego procesu rzeczywistego przy stosunkowo niewielkim koszcie obliczeń. Rezultaty wskazują jednoznacznie na istotny wpływ zawartości części lotnych w węglu oraz gazoprzepuszczalności na zmianę ciśnienia w komorze.

EN

Coal coking, crucial from technical point of view, is a very complex process involving many physical and chemical phenomena. The complete model of coking requires taking into account of problems of heat transfer, physico-chemical and phase transitions, and gas flow. The basis of the process is the pyrolysis of coal particle, during which under high temperature they undergo decomposition, in result of which the pyrolityc gases are released. Thermochemical conversion of coal particles is associated with their structure change, e.g. their porosity and permeability, which strongly affects the dynamics of pressure change in coking chamber. In the paper, the transient one-dimensional model of coal coking is proposed. It describes the carbonization process of dry coal and consists of four balance equations- mass balance for solid, mass and momentum balance equations for gas, energy balance for coal charge, and additionally, the ideal gas law. Mass source for gas was described basing on thermogravimetric data. To solve the problems of heat transport and gas flow the semi-implicit numerical schemes were applied. The model enables to predict distributions of temperature, mass of released gases, pressure and gas velocity in coking chamber for the whole real process with relatively low calculation cost. The results clearly indicate on the effect of coal volatile content and gas permeability on the pressure change in the chamber.

5

Badania gazoprzepuszczalności warstwy plastycznej węgli jako czynnika wpływającego na wielkość generowanego ciśnienia rozprężania

Mertas B., Sobolewski A., Różycki G.

Karbo

|

2013

|

Nr 2

163--171

PL

W trakcie ogrzewania wsadu węglowego w określonym zakresie temperatur tworzy się warstwa plastyczna, która wprowadza opór dla swobodnego transportu wydzielających się w nim składników lotnych. Wielkość tego oporu opisywana jest zwykle współczynnikiem gazoprzepuszczalności K, wyznaczanym na podstawie prawa Darcy’ego. Współczynnik ten jest wartością stałą, charakterystyczną dla danego ośrodka, przez który przepływa gaz. Zgodnie z wynikami prac różnych badaczy, gazoprzepuszczalność koksowanego wsadu węglowego nie zmienia się aż do chwili osiągnięcia temperatury mięknienia. Minimalna gazoprzepuszczalność występuje w chwili, gdy szybkość wydzielania się składników lotnych osiąga maksimum. W sytuacji, gdy warstwa plastyczna jest słabo przepuszczalna dla wydzielającego się gazu, w złożu wzrasta ciśnienie gazu, a jego struktura wewnętrzna ulega zmianie. Gazoprzepuszczalność warstwy plastycznej do chwili obecnej nie doczekała się opracowania adekwatnego modelu ilościowego, dlatego wyniki badań laboratoryjnych opisują jedynie zachowanie się węgli będących bezpośrednim obiektem badań. Badania dotyczące gazoprzepuszczalności prowadzone są przez różne ośrodki badawcze na świecie, m.in. w Niemczech, Japonii, Wielkiej Brytanii, Francji, czy Australii. Również w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla, w ramach realizacji projektu badawczego finansowanego ze środków Funduszu Badawczego Węgla i Stali (RFCS) o akronimie SPRITCO rozpoczęto prace w tym obszarze tematycznym. Celem tego artykułu jest przedstawienie wstępnych wyników badań z zastosowaniem nowego stanowiska badawczego do pomiaru gazoprzepuszczalności warstwy plastycznej.

EN

Upon heating of the coal feed in a determined range of temperatures a plastic layer is formed, which introduces resistance to a free transport of volatile compounds being evolved therein. The magnitude of this resistance is usually described by permeability coefficient K, evaluated according to Darcy’s law. This coefficient is a constant value, characteristic for given medium through which the gas flow occurs. According to experimental works of various researchers, gas permeability of coking coal charge does not change until it reaches the temperature of softening. Minimum gas permeability occurs when the rate of volatiles release is maximum. In case the plastic layer is low permeable for the gas the gas pressure increases inside the charge and its internal structure changes. Coal charge gas permeability has no adequate quantitative model developed so far, so all the laboratory researches describe only the behavior of coals being a direct objective of investigations. Investigations on gas permeability are carried out by different research centers around the World, inter alia, in Germany, Japan, Great Britain, France or Australia. Also the Institute for Chemical Coal Processing began works on this subject within the realization of the research project financed by the Research Fund for Coal and Steel (RFCS) with the acronym of SPRITCO. The aim of this paper is to present the initial investigations results with an application of new test stand for plastic layer gas permeability.

6

Badania eksperymentalne szczelinowania pokładu węgla

Nawrat S., Napieraj S., Marks G.

Wiadomości Górnicze

|

2012

|

R. 63, nr 4

211--217

PL

Efektywność odmetanowania w polskich kopalniach jest niska - około 30 %, wynikająca m.in. z niskiej gazoprzepuszczalności pokładów węgla eksploatowanych na dużych głębokościach. Jednym ze sposobów zwiększenia gazoprzepuszczalności pokładów jest zastosowanie technologii szczelinowania. W kopalni X przeprowadzono badania eksperymentalne szczelinowania pokładu węgla, które wykazały, że w niektórych warunkach i wybranych technologiach szczelinowania możliwe jest poprawienie efektywności odmetanowania. Badania te pozwoliły określić najbardziej korzystne technologie szczelinowania.

EN

The effectiveness of methane drainage in Polish mines is low - about 30 %, resulting, among others, due to low gas permeability of coal seams being mined at great depths. One of the ways to increase gas permeability of seams consists in application of fracturing technologies. Experimental tests were conducted on fracturing of a coal seam in an X mine, which showed that under certain conditions and with the use of selected fracturing technologies it is possible to improve the efficiency of drainage. These tests allowed to determine the most advantageous fracturing technologies.

7

Wpływ dodatku popiołu lotnego wapiennego na przepuszczalność betonów w odniesieniu do mediów agresywnych

Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Glinicki M. A., Nowowiejski G.

Drogi i Mosty

|

2011

|

nr 3

39-61

PL

Celem przeprowadzonych badań była ocena przepuszczalności betonu zawierającego popiół lotny wapienny pochodzący ze spalania węgla brunatnego, w stanie surowym i po dodatkowym domieleniu. W badaniach skoncentrowano się na określeniu wpływu ilości popiołu jako dodatku do betonu na wnikanie mediów agresywnych. Określono podstawowe właściwości mieszanki betonowej oraz wytrzymałość na ściskanie. Oznaczono współczynnik migracji jonów chlorkowych przy nieustalonym ich przepływie, głębokość penetracji wody pod ciśnieniem oraz współczynnik gazoprzepuszczalności betonu. Mikrostrukturę badanych betonów przeanalizowano na cienkich płytkach w mikroskopie polaryzacyjnym do światła przechodzącego. Stwierdzono, że zastąpienie cementu przez dodatek popiołów lotnych wapiennych do betonu w ilości 15% lub 30% przy w/s=0,55 powoduje poprawę ich wodo- i gazoszczelności, z tą jednak różnicą, że do zmniejszenia gazoprzepuszczalności betonu odpowiedniejsze jest stosowanie popiołów domielonych. Niższe wartości współczynnika migracji jonów chlorkowych otrzymano w betonach zawierających popiół lotny wapienny, wzrost w/s zwiększył przenikalność jonów chlorkowych. Analiza obrazów na cienkich szlifach betonowych wykazała, że w miarę wzrostu zawartości popiołu w betonie wzrasta również ilość niespalonych cząstek węgla w matrycy, których wielkość jest zależna od czasu mielenia popiołu.

EN

The subject of the investigation was evaluation of the permeability of concrete made with high calcium fly ash (HCFA) from brown coal combustion. Raw (unprocessed) and additionally grinded HCFA was tested. The influence of HCFA type and content on the concrete resistance against penetration of aggressive fluids and gases was studied. HCFA was used for partial replacement of cement in concrete mix assuming the efficiency factor k = 0.4. The chloride migration coefficient in non-steady diffusion state, the water- and air-permeability as well as the compressive strength of concrete were measured. The evaluation of microstructure of concrete was performed using SEM and optical microscopy in transmitted light on thin sections. It was been found that partial replacement of Portland cement by HCFA (15% or 30%) with water to binder ratio w/b=0.55 increased the resistance of concrete against water and air ingress. The grinding process of HCFA improved the air-impermeability of concrete. For w/b=QA5 the influence of HCFA on the water permeability of concrete was unnoticeable. A significant influence of partial replacement of cement by HCFA on the chloride resistance of concrete was found. The lowest value of the coefficient of chloride migration was obtained for concrete made with HCFA, for higher values of w/b the penetration of the chloride ions increased. Image analysis performed on thin sections revealed an increased content of unburned carbon particles in the matrix for higher HCFA content in concrete. The size of unburned particles was inversely related to the grinding time of HCFA and this could influence the permeability of concrete.