Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kinetic investigations of heterogeneous reactor processes – Optimization of experiments

Szałek Adrian, Szukiewicz Mirosław, Chmiel-Szukiewicz Elżbieta

Chemical and Process Engineering

|

2021

|

Vol. 42, nr 1

35-–41

EN

A series of steps taken to determine a kinetic equation that describes hydrogenation of propene on nickel catalyst is presented in this study. Mixed factorial design approach, belongs to designing of experiments methods was used to plane experiments. The investigations showed that the method applied makes possible determination of the kinetic equation in a relatively fast and cheap manner since only a few measurement points is required. The equation obtained was verified experimentally and statistically. Both tests showed satisfactory precision of anticipated values of the process rate.

2

Random jumps with free partially deterministic coalescence

Pilorz Krzysztof

Mathematica Applicanda

|

2019

|

Vol. 47, no. 1

141--150

EN

The aim of this paper is to discuss a special case of a coalescing random jumps model of infinitely many jumping individuals. Jumps are embedded with repulsion at the target point and coalescence kernel is defined in such a way that for two coalescing individuals the result is deterministically defined. A possible approach to study the dynamics of the system numerically is discussed. It is based on a Poisson approximation of states of the system. Some interesting results of simulations are showed.

PL

Celem niniejszego artykułu jest omówienie szczególnego przypadku modelu skoków z odpychaniem oraz ze sklejaniem opisującego dynamikę nieskończonej liczby agentów. Skoki są wyposażone w mechanizm odpychania oparty o punkt docelowy skoku. Jądro koalescencji jest zdefiniowane w taki sposób, że wynik sklejania dwóch agentów jest określony w sposób deterministyczny. Podany został przykład podejścia do badania numerycznego dynamiki tego modelu opierający się o przybliżanie stanów układu miarami Poissona. Pokazano kilka ciekawych rezultatów takich symulacji.

3

The effect of elastic and inelastic scattering on electronic transport in open systems

Kulinowski Karol, Wołoszyn Maciej, Radecka Marta, Spisak Bartłomiej J.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2019

|

Vol. 29, no. 3

427--437

EN

The purpose of this study is to apply the distribution function formalism to the problem of electronic transport in open systems, and to numerically solve the kinetic equation with a dissipation term. This term is modeled within the relaxation time approximation and contains two parts, corresponding to elastic or inelastic processes. The collision operator is approximated as a sum of the semi-classical energy dissipation term and the momentum relaxation term, which randomizes the momentum but does not change the energy. As a result, the distribution of charge carriers changes due to the dissipation processes, which has a profound impact on the electronic transport through the simulated region discussed in terms of the current–voltage characteristics and their modification caused by the scattering. Measurements of the current–voltage characteristics for titanium dioxide thin layers are also presented, and compared with the results of numerical calculations.

4

Numerical Calculation of 1D ZRP chain electrical conductivity

Botman S.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2017

|

Vol. 21, No 2

185--192

EN

In this paper we present a numerical procedure for calculation of electrical conductivity in a periodic lattice of one-dimensional zero range potentials with a case of dominant impurity scattering. The conductivity was previously obtained in an integral form via an approximate solution of the kinetic Kolmogorov equation. The proposed approach is based on the quadrature formula for certain type of integrals. The results are compared with the low temperature limit approximation.

5

Fractional Diffusion Equation with Spherical Symmetry and Reactive Boundary Conditions

Lenzi M. K., Lenzi E. K., Novatski A., Menechini N. R., da Silva L. R.

Fundamenta Informaticae

|

2017

|

Vol. 151, nr 1/4

341--354

EN

We analyze the behavior of a system governed by a fractional diffusion equation with spherical symmetry and subjected to integro–differential boundary conditions which can simulate sorption, desorption and reaction processes. We consider the processes defined in terms of kinetic equations that couple the surface processes with the bulk dynamic enable us to describe scenarios where the surface modifies the bulk dynamics and this may change the behavior on surface. This problem is presented in terms of a general formulation satisfying the mass balance and a particular application characterized by a reversible process on the surface is analyzed. For this application, we obtain exact solutions in terms of the Green function approach and evaluate the concentrations on the spherical surface and in the bulk for different processes. These results lead to a rich class of scenarios which can be related to an anomalous diffusion.

6

Reactor of catalytic methane oxidation from ventilation air - from laboratory to quarter-technical scale prototype

Stasińska B., Nazimek D., Kuśmierz M., Marcewicz-Kuba A.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 3

331-337

EN

This paper presents an application of laboratory research results of kinetics methane oxidation generated in the gradientless reactor for formulating the parameters of a quarter-technical scale reactor. The experimental data obtained in the laboratory scale were found to correlate well with theoretical calculations. Hence, the results led to propose the parameters for the quarter-technical scale prototype reactor.

PL

W pracy przedstawiono zastosowanie wyników badań laboratoryjnych kinetyki utleniania metanu uzyskanych w reaktorze bezgradientowym do opracowania parametrów reaktora w skali ćwierć-technicznej. Zaobserwowano wysoką zgodność danych obliczonych teoretycznie z danymi doświadczalnymi uzyskanymi w skali wielkolaboratoryjnej. Uzyskany rezultat pozwolił na zaproponowanie parametrów prototypu reaktora w skali ćwierć-technicznej.

7

Estimation of kinetic parameters for the homogeneous oxidation of lean methane .air mixtures based on experimental temperature profiles

Pawlaczyk A., Gosiewski K.

Chemical and Process Engineering

|

2009

|

Vol. 30, z. 1

139-147

EN

The problem of the estimation of parameters of a kinetic equation has been presented for a homogeneous oxidation of lean methane.air mixture occurring in coal-mine ventilation air. The knowledge of both the kinetic parameters and a reliable kinetic equation is necessary for simulating the combustion of methane or mathematical modelling of the reactor. Estimation was carried out for 3 options with different initial conditions, assuming that methane is oxidized in a single step to CO2 and H2O.

PL

Przedstawiono problem oceny parametrów równania kinetycznego homogenicznego spalania mieszanin metan.powietrze o małej zawartości metanu, jakie występują w powietrzu wentylacyjnym kopalń węgla kamiennego. Znajomość zarówno parametrów kinetycznych, jak i wiarygodnych postaci równań kinetycznych jest niezbędna do symulacji procesu spalania metanu oraz modelowania reaktora, w którym to spalanie zachodzi. Oszacowanie prowadzono w trzech wariantach, z różnymi warunkami początkowymi; założono, że metan utlenia się bezpośrednio do CO2 i H2O.

8

Phase transitions in thermoelastic and thermoviscoelastic shells

Eremeyev V. A., Pietraszkiewicz W.

Archives of Mechanics

|

2009

|

Vol. 61, nr 1

41-67

EN

Applaying the general non-linear theory of shells undergoing phase transitions, we derive the balance equations along the singular surface curve modelling the phase interface in the shell. From the integral forms of balance laws of linear momentum, angular momentum, and energy as well as the entropy inequality, we obtain the local static balance equations along the curvilinear phase interface. We discuss general forms of the constitutive equations for thermoelastic and thennoviscoelastic shells, as well as propose their simple cases for the linear isotropic shell behaviour. We also derive the thermodynarnic condition allowing one to determine the interface position on the deformed shell miclsurface. The theoretical model is illustrated by the example of thin circular cylindrical shell made of a two-phase elastic material subjected to tensile forces at the shell boundary. The solution reveals the existence of the hysteresis loop whose size depends upon values of several loading parameters. Key words: non-linear shell, phase transition, kinetic equation, quasi-static loading, thermoviscoelasticity, extended cylinder.

9

Description of crack propagation - theoretical approach and fitting accuracy to measurement results

Szata M.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2006

|

Vol. 6, no 1

47-63

EN

An energy criterion of fatigue crack propagation in the isotropic body has been formulated. It is based on the first principle of thermodynamics as a balance between energy variation rates (work of external forces, energy of body deformation, fracture energy, heat energy of the body) and the surface change due to fatigue crack under a cyclic loading. Finally, a kinetic equation of fatigue fracture as an analytical relation between the rate of fatigue crack surface propagation and the dissipation energy of [plastic deformation in the precracked zone has been obtained. The method of an approximate solution of such an equation and determination of the period of precritical crack growth has been suggested. This method in based on the assumption that kinetics of the surface variation of the cracks studied is close to the variation of the crack studied is close to the variation of a round crack with the same surface, but the solution for a crack is given in a closed form. The validity of this method has been confirmed is the case of an elliptical crack. A new method of constructing kinetic fatigue fracture diagrams (KFFD) has been presented on the basis of measurement results of hysteresis loop area for the isotropic body with an internal flat crack under cyclic loading. For the experimental verification, the results of fatigue crack propagation studies for 18G2A and 40H steels have been utilized. In contradistinction to the force factor Kmax, the energetic parameter DH describes synonymously the propagation rate of the fatigue crack independently of a cycle asymmetry R. The linear dependence of crack propagation rate da\dN on energy dissipation of plastic deformation before the crack tip for one loading cycle has been discussed with taking into consideration the consequences for fitting models in double logarithmic axes.

PL

Przedstawiono energetyczne kryterium propagacji szczeliny zmęczeniowej w ciele izotropowym. Wyprowadzono analityczną formułę równania kinetycznego rozwoju szczeliny zmęczeniowej. Aby uprościć rozwiązania, proponuje się zastosowanie metody powierzchni ekwiwalentnych. Podstawę tej metody stanowi hipoteza, że płaskie szczeliny z jednakowymi polami powierzchni, znajdujące się w jednorodnym polu naprężeń rozciągających, mają zbliżone wielkości obszarów DF przed frontem szczeliny (całej strefy plastycznej) oraz zbliżone wartości energii Ws i Wc. Z przedstawionych rozważań wynika, że otrzymane równanie kinetyczne wzrostu pola powierzchni i szczeliny zmęczeniowej można rozwiązywać albo bezpośrednio, obliczając trwałość elementu Ng albo z wykorzystaniem metody powierzchni ekwiwalentnych. Wyniki uzyskane dla szczeliny eliptycznej wskazują na przydatność metody powierzchni ekwiwalentnych. Jednym z celów pracy było opracowanie metody eksperymentalnego budowania wykresów kinetycznych pękania zmęczeniowego. W metodzie tej wykorzystuje się pomiar wielkości pętli histerezy, energii odkształcenia próbki ze szczeliną w procesie cyklicznego obciążenia. Przedstawiono rozważania teoretyczne, w których wykorzystano podejście energetyczne, oparte na doświadczalnym wyznaczaniu petli histerezy energii odkształcenia, odpowiadającej dyssypacji energii w jednym cyklu obciążenia. Wielkość wyznaczonej w ten sposób pochłoniętej energii jest bezpośrednio związana z intensywnością powrotnej plastycznej deformacji materiału przy wierzchołku szczeliny. Przedstawiono również samo doświadczalne wyznaczenie pola pętli histerezy i wykorzystanie go zgodnie z rozważaniami teoretycznymi. Pokazano, że zastosowanie opisu energetycznego, w którym wykorzystano uzyskaną eksperymentalnie pętlę histerezy energii odkształcenia materiału przy wierzchołku szczeliny, umożliwia jednoznaczną charakterystykę odporności na zmęczeniowy rozwój szczeliny niezależnie od asymetrii cyklu obciążenia. W przeciwieństwie do wykresów da/dN-DS, zbudowanych dla danego zakresu prędkości rozwoju pękania szczeliny, nie zaobserwowano różnic w kinetyce pękania. Oznacza to, że - w odróżnieniu od siłowego parametru D- parametr energetyczny DS jednoznacznie opisuje prędkość zmęczeniowego rozwoju szczeliny niezależnie od współczynnika asymetrii cyklu R.

10

Kinetyka uwodornienia benzenu na katalizatorze niklowym w warunkach przemysłowych

Stołecki K., Gołębiowski A., Borowiecki T.

Przemysł Chemiczny

|

2004

|

T. 83, nr 11

564-566

PL

Wyznaczono zależności kinetyczne w reakcji uwodornienia benzenu na katalizatorze KUB-3 w laboratoryjnym reaktorze Temkina w zakresie parametrów procesu przemysłowego. Zaproponowano równanie kinetyczne opisujące szybkość reakcji w funkcji temperatury, stopnia przemiany, ciśnienia i stosunku wodór/benzen.

EN

A method was developed for differential kinetic studies run in a Temkin reactor under conditions of initial reaction rate over a 45% NiO/AI2O3-CaO (KUB-3) catalyst, φ 5 mm, 7 grains kept in a thermostated channel and sepd. by glass spheres. The reactor was operated in a differential regime, conversion ≤ 10%, with the bed working under nearly isothermic conditions. Studies on the effects of temp. (t = 150-250°C at 0.3 MPa), deg. of C6H6 → C6H12 conversion (x = 5-80%) overall pressure (p = 0.2-0.6 MPa at 200°C), and H2/C6H6 mole ratio (s = 0.5-7 at 200°C, 0.3 MPa) showed the hydrogenation rate (rB) to follow Authors' original empirical eqn., rB = A · f(t) · f(x) · f(p) · f(s) · (1-Kx/Kp), where A = const (at 200°C, 0.3 MPa, s = 3, x = 5%); f(t), f(x), f(p) and f(s) - polynomials of the resp. variables, and the term in parentheses describes the distance from equil.

11

On the applicability of Arrhenius equation to accelerated ageing tests. The case of alum-impregnated cellulose

Barański A., Dziembaj R., Konieczna-Molenda A., Łagan J.M., Walas S.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2004

|

Vol. 6, nr 1

1--8

EN

The kinetics of degradation of artificially aged, aluminum-sulphate-impregnated paper samples has been measured viscometrically. The full applicability of Ekenstam equation, characteristic of acid hydrolysis of cellulose, proved to be restricted to the region of the low degradation temperatures and/or low Al-contents only. The importance of other degradation processes was growing at higher temperatures and/or Al-contents, thus leading to inadequacy of a simple Arrhenius plot used for the extrapolation of the predicted degradation time to the conditions commonly applied in libraries and archives. Application of mixed-control type of kinetic equation, taking into account the other processes (e.g. oxidation), seems to be inevitable. This would result in taking into consideration at least two Arrhenius-type plots for at least two different rate constants.

12

Model aproksymacyjny procesu dyfuzji z reakcją chemiczną - zastosowanie do modelowania reaktora heterogenicznego

Szulkiewicz M.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2001

|

T. 22, z. 3E

1363--1368

PL

W pracy przedstawiono sposób wykorzystania aproksymacyjnego modelu ziarna katalizatora dla izotermicznego procesu opisanego nieliniowym równaniem kinetycznym. Przeprowadzone obliczenia (przy wykorzystaniu różnego typu równań kinetycznych, w szerokim zakresie zmian wartości parametrów modelu) potwierdziły przydatność modelu aproksymacyjnego. Opracowano także kryterium pozwalające określić możliwość wykorzystania modelu aproksymacyjnego na podstawie warunków prowadzenia procesu i równania kinetycznego.

EN

An application of approximate model of catalyst pellet for modeling of fixed-bed reactor is presented. Die calculations which have been carried out confirm high usefulness of the proposed model. For practical purposes, a criterion of evaluation whether LDF formula can be use with sufficiently small error was presented.

13

Derivation of the kinetic equation for dispersed particles in turbulent flows

Pozorski J.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

1998

|

nr 1

31-46

EN

An alternative way to obtain the kinetic equation for dispersed particles in turbulent flows is presented. The method uses some tools developed within the theory of the stochastic differential equations. They are presented first in an outline, including the cumulant expansion of linear stochastic equations as well as the approach to non-linear equations. Then, the general method is applied to the equation of motion of small particles in turbulent flows. The governing kinetic equation for particles is derived; it involves the correlations of the fluctuating fluid velocity along the particle trajectories.

PL

W pracy przedstawiono alternatywny sposób wyprowadzenia równania kinetycznego dla cząstek w turbulentnym przepływie dwufazowym. Wykorzystano metody rozwinięte w ramach teorii stochastycznych równań różniczkowych. Przedstawiono je w zarysie, łącznie z rozwinięciem liniowych i nieliniowych równań stochastycznych w szereg półniezmienników (kumulantów). Następnie, to ogólne podejście zastosowano do równania ruchu małych cząstek w przepływie turbulentnym i wyprowadzono odpowiadające mu równanie kinetyczne. Zawiera ono korelacje fluktuacji prędkości płynu wzdłuż trajektorii cząstek.