Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of non-stationary temperature field generated by a shaftless screw conveyor heated by Joule-Lenz effect

Ledakowicz Stanisław, Piddubniak Olexa

Chemical and Process Engineering

|

2021

|

Vol. 42, nr 2

119-–137

EN

The non-stationary problem of temperature distribution in a circular cylindrical channel of infinite length filled with a homogeneous biomass material moving with a constant velocity in the axial direction was investigated. The heat source was a shaftless helical screw (or auger), which was heated with an electric current due to the Joule–Lenz effect and rotated uniformly around the axis of symmetry of the channel. Similar problems arise in the thermal processing of biomaterials using screw conveyor in pyrolysis and mass sterilization and pasteurization of food products. The problem is solved using the expansion of given and required functions in Fourier series over angular coordinate and integral Fourier and Laplace transforms over axial coordinate and time, respectively. As a result, the temperature field is obtained as the sum of two components, one of which, global, is proportional to time, and the other, which forms the microstructure of the temperature profile, is given by Fourier–Bessel series. The coefficients of the series are determined by the integrals calculated using the Romberg method. Based on the numerical calculations, the analysis of the space-time microstructure of the temperature field in the canal was performed. A significant dependence of the features of this microstructure on the geometric, kinematic and thermodynamic characteristics of the filling biomass and the screw was revealed.

2

Mathematical model of oscillations of bearing body frame of emergency and repair railcars

Khromova G., Mukhamedova Z., Yutkina I.

Transport Problems

|

2017

|

T. 12, z. 1

93--102

EN

Nowadays, the importance of maintenance and effective use of available railcars in the railway transport is growing, and researchers and technical experts are working to address this issue with the use of various techniques. The authors address the use of analytical technique, which includes mathematical solutions for flexural and longitudinal fluctuations of the bearing framework of a railcar body frame. The calculation is performed in connection with the modernization of the body frame of emergency and repair rail service car, taking into account the variability in section, mass, longitudinal stiffness, and bending stiffness. It allows for extension of the useful life of their operation, with special focus on vehicles owned by Joint-Stock Company "Uzbekistan Railways". The simulation of equivalent bearing body frame of emergency and repair rail service car was carried out using an elastic rod with variable parameters including stiffness and mass. The difference between the proposed model and the existing ones is due to the variability in cross section, mass, and the longitudinal and bending stiffness along the length of equivalent beam, which corresponds to the actual conditions of operation and data of the experimental studies conducted by the authors on the bearing frames of electric locomotives’ variable sections. The frequency analysis that was carried out with the use of the Mathcad 14 programming showed that the frequencies of natural oscillations change on n harmonicas = 1, 2, 3 … 5. As regards longitudinal oscillations of system, in case of introduction of the damping subfloor, the frequency of natural oscillations of the upgraded rail car frame λ1mn increases on comparing with standard λ1n (for example, in case of n = 5 the frequency is 0.587 and 0.602 Hz/m, respectively).

3

Coupled static and dynamic buckling modelling of thin-walled structures in elastic range review of selected problems

Kołakowski Z., Teter A.

Acta Mechanica et Automatica

|

2016

|

Vol. 10, no. 2

141--149

EN

A review of papers that investigate the static and dynamic coupled buckling and post-buckling behaviour of thin-walled structures is carried out. The problem of static coupled buckling is sufficiently well-recognized. The analysis of dynamic interactive buckling is limited in practice to columns, single plates and shells. The applications of finite element method (FEM) or/and analytical-numerical method (ANM) to solve interaction buckling problems are on-going. In Poland, the team of scientists from the Department of Strength of Materials, Lodz University of Technology and co-workers developed the analytical-numerical method. This method allows to determine static buckling stresses, natural frequencies, coefficients of the equation describing the post-buckling equilibrium path and dynamic response of the plate structure subjected to compression load and/or bending moment. Using the dynamic buckling criteria, it is possible to determine the dynamic critical load. They presented a lot of interesting results for problems of the static and dynamic coupled buckling of thin-walled plate structures with complex shapes of cross-sections, including an interaction of component plates. The most important advantage of presented analytical-numerical method is that it enables to describe all buckling modes and the post-buckling behaviours of thin-walled columns made of different materials. Thin isotropic, orthotropic or laminate structures were considered.

4

Application of the analytic - numerical method in solving the problem with moving boundary

Hetmaniok E., Pleszczyński M.

Zeszyty Naukowe. Matematyka Stosowana / Politechnika Śląska

|

2012

|

z. 2

57--74

EN

The paper presents a method of the analytic-numerical nature applied for finding the approximate solutions of the selected class of problems which can be reduced to the one-phase solidification problem of a plate with the unknown a priori, varying in time boundary of the region in which the solution is sought. Presented method is attractive from the engineer’s point of view since it is relatively easy for using and does not require either sophisticated numerical techniques or far advanced mathematical tools.

PL

W pracy przedstawiono metodę o analityczno–numerycznym charakterze zastosowaną do przybliżonego rozwiązywania wybranej klasy problemów, które można sprowadzić do jednofazowego zagadnienia krzepnięcia płyty z nieznaną a priori, zmienną w czasie granicą obszaru, w którym poszukiwane jest rozwiązanie. Prezentowana metoda jest atrakcyjna z inżynierskiego punktu widzenia, gdyż jest stosunkowo łatwa w użyciu i nie wymaga stosowania wyszukanych technik numerycznych ani zaawansowanych narzędzi matematycznych.

5

Zagadnienie brzegowe pola elektromagnetycznego struktury cylindrycznej z nieliniowym obszarem - rozwiązanie otrzymane metodą analityczno-numeryczną

Sowa M., Spałek D.

Prace Naukowe Politechniki Śląskiej. Elektryka

|

2012

|

z. 1

7--31

PL

W artykule jest rozważane nieliniowe zagadnienie z teorii pola elektromagnetycznego: struktura cylindryczna z powłoką o nieliniowej konduktywności umiejscowiona w polu sinusoidalnie zmiennym w czasie. Podjęto próbę określenia rozkładu wektorowego potencjału magnetycznego dla zadanych warunków brzegowych pierwszego rodzaju (warunek Dirichleta) i drugiego rodzaju (warunek brzegowy Neumanna). W tym celu zastosowano metodę wykorzystującą rozwinięcie w szereg względem "małego parametru". Cechą charakterystyczną wybranej metody są obliczenia symboliczne. W dalszej kolejności, w celu sprawdzenia dokładności rozwiązania, zdefiniowano błędy równania różniczkowego (błąd całkowy i błąd maksymalny) i określono ich wartości oraz sprawdzono bilans mocy. Celem artykułu jest przedstawienie metody pozwalającej otrzymać rozwiązanie wzorcowe dla wybranych zagadnień teorii pola elektromagnetycznego, uwzględniających nieliniową konduktywność.

EN

A nonlinear problem in the electromagnetic field theory is considered: a cylindrical structure with a nonlinear conductive layer placed in a uniform sinusoidal field. An attempt was made to determine the magnetic vector potential distribution for imposed boundary conditions of the first (Dirichlet boundary condition) and second (Neumann condition) kind. For this purpose, a method that bases on the "small parameter" expansion is used. A characteristic feature of the chosen method is that it includes the need for symbolic calculation. Furthermore, in order to verify the solution, differential equation errors were defined and evaluated (integral error and maximum error). Additionally, the power balance was verified. The aim of this paper is to present a method allowing obtainment of a model solution for chosen problems in the electromagnetic field theory which involve nonlinear conductivity.

6

Zmienny strumień gazu podczas chłodzenia przeciwprądowego regeneratora energii

Bes T.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2006

|

T. 27, z. 3/2

1215--1227

PL

Przedmiotem badań były oscylacje temperatury masy akumulującej energię, zwanej matrycą, lub wypełnieniem oraz wahania temperatury gazu w regeneratorze energii typu by-pass w zależności od czasu oraz drogi gazów. Duże korzyści analityczno (w 3/4)-numeryczna (w 1/4) (model 3/4&1/4) metoda rozwiązania zagadnienia oparta na średniej ważonej różnicy temperatury. Umożliwia ona szybkie dojście do rozwiązania w sposób rekurencyjny. Daje też możliwość lokalnego dostosowywania parametrów termo-fizycznych do aktualnej temperatury matrycy. Model 3/4&1/4 stwarza możliwość łatwego obliczenia zmian strumienia masy gazu przepływającego przez aparat, co pokazano na przykładzie regeneratora z by-passem. W takim regeneratorze jednak stałą temperaturę i jednocześnie stały strumień podgrzewanego gazu uzyskuje się kosztem zmniejszenia sprawności regeneratora. Wskazano, w jaki sposób to obniżenie sprawności można zmniejszyć.

EN

Temperature oscillations of a storage matrix as well as the respective swinging of gas temperatures in energy counter-current regenerator kind of by-pass as the function of time and way of gases are the subject of the research. To solve the problem, considerable advantages offers an analytically (3/4)-numerical (1/4) method of solution (Model 3/4&1/4) based on weighted mean temperature difference. The method allows straight-forwards approach to the goal on the recursive way. The method enables one to easily suit local thermo-physical parameters of a matrix and/or gas to its actual temperature. Model 3/4&1/4 allows prompt calculations of a regenerator with varying gas flow rate in a cooling phase, i.e. the regenerator with by-pass as well. In such a regenerator, however, where both constant flow rate and constant temperature of cold fluid are kept at a constant level, the efficiency of the regenerator decreases. It is shown how to suppress the effect of the efficiency diminishing.

7

One-second density of the short-circuit current in a DC cable with convective cooling

Gołębiowski J., Zaręba M.

Archives of Electrical Engineering

|

2006

|

Vol. 55, nr 2

179-192

EN

The thermal field of a DC cable under a short-circuit regime has been investigated. A convectional model of cooling of the system was assumed (i.e. Hankel's condition). The respective boundary-initial problem has been decomposed. Field components were determined by means of own analytical-numerical method. The given final temperature and obtained distributions enabled the computation of admissible one-second density of the short-circuit current. From the out analysis it follows that cooling conditions have small influence on the one-second current density. The same refers to the thermal field distribution in a core. It follows from the short duration of a short-circuit and a significant thermal inertia of the cable with a relatively large cross-section of a core. However introduction of Hankel's condition in place of Dirichlet's one changes in a significant way the picture of a field within a thin insulation. It raises the time constant of thermal processes in the cable.

PL

W pracy badano pole termiczne kabla prądu stałego w stanie zwarcia. Założono konwekcyjny model chłodzenia układu (tzn. warunek Hankela). Zdekomponowano odpowiednie zagadnienie brzegowo-początkowe. Składowe pola wyznaczono za pomocą własnej metody analityczno-numerycznej. Dana temperatura końcowa i otrzymane rozkłady umożliwiły obliczenie dopuszczalnej jednosekundowej gęstości prądu zwarcia. Z przeprowadzonej analizy wynika, że warunki chłodzenia mają wpływ na jednosekundowa gęstość. To samo odnosi się do pola termicznego w żyle. Wynika to z małego czasu trwania zwarcia i ze znacznej cieplnej inercji kabla o stosunkowo dużym przekroju żyły. Wprowadzenie warunku Hankela w miejsce Dirichleta zmienia jednak istotnie obraz pola w cienkiej izolacji. Zwiększa również stałą czasową cieplnych procesów w kablu.

8

Wybrane problemy wymiarowania elementów nośnych podwozi maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego

Smolnicki T., Rusiński E., Czmochowski J.

Przegląd Mechaniczny

|

2004

|

nr 1

32-36

PL

Zaprezentowano wybrane problemy wymiarowania elementów ustrojów nośnych podwozi maszyn podstawowych górnictwa odkrywkowego, obciążenia podwozia pochodzą od nadwozia maszyny oraz od interakcji podwozia z podłożem, opisano metody wyznaczania obciążeń podwozia za pomocą metod numerycznych i analitycznych, przedstawiono rozwiązanie wybranego problemu technicznego - określono przyczyny pękania wahacza mechanizmu skrętu koparki kołowej, obliczenia wytrzymałościowe przeprowadzono metodą elementów skończonych.

EN

There are presented some dimensioning problems of the load carrying structure of main machine chassis using in surface mining. Chassis loading originate from the machine body or from the interactions of body with the foundation. Description of numerical and analytical methods of determination of chassis loading is presented. Some reasons of fracture processes in turning mechanism of wheel excavator rocker were determined. Calculations of strength were carried out using finite element method.

9

Ocena nośności cienkościennych konstrukcji kompozytowych

Kubiak T., Kołakowski Z.

Przegląd Mechaniczny

|

2003

|

nr 11

16-21

PL

W pracy zarysowano główne problemy w obliczaniu nośności konstrukcji kompozytowych, przedstawiono porównanie wyników obliczeń otrzymanych metodą elementów skończonych oraz przybliżoną metodą bazującą na liniowej analizie obciążeń krytycznych. Osiągnięto dobrą zgodność obliczeń obiema metodami (do kilkunastu procent). Zwrócono uwagę na korzyści wynikające z wykorzystania modalnej analizy stateczności konstrukcji kompozytowych.

EN

Basic ideas in the approach to stability, subcritical states and load capacity of thin-walled composite structures. Emphasis is laid on the problems associated with stability of such structures. Estimation of load capacity of such structures based on linear modal analysis of critical states. It is compared with the results obtaind by using a professional package of the finite element method (MES) - ANSYS 5.7. Attention paid to the fact that only using the MES does not secure a correct modelling of a thin-walled structure and assessment of its action.

10

Porównanie przemieszczeń korpusu walcowego koła zębatego o konstrukcji tarczowej dla różnych modeli numerycznych

Krasiński M., Stachoń S.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2003

|

R. 100, z. 6-M

35--43

EN

In gear pairs, non-uniform facewidth load distribution decreases load capacity of gears by increasing calculated contact stress σH and tooth-root stress σF. It is possible to achieve the more uniform load distribution applying technological operation called tooth crowning [4, 5] or in case of a big tooth wheel rim [1, 2, 3,]. To determine influence of body deformation on flank line displacement we must have a suitable model of the wheel. This paper deals with comparison of disc-type body wheel models applied in the papers [1, 2, 3] with a fully 3D model prepared by authors and creation of a new simple shell-plate model accepted in view of accuracy and computation time. Only spur gears were taken into account in the paper. Displacements, strains and stresses in the new models were calculated by finite element method using ANSYS program.

11

Analytical-numerical method of the transient temperature field computation in the lead with intensively cooled insulation

Gołębiowski Jerzy, Zaręba Marek

Archives of Electrical Engineering

|

2003

|

Vol. 52, nr 3

329--344

EN

The analytical-numerical method has been developed for computation of the transient temperature field in an insulated core. Field functions were determined analytically. The coefficients of these functions and eigenvalues of the boundary-initial problem were determined numerically. The obtained results have been verified by the finite element method and presented in a graphic form. The time constant and long-lasting ampacity have been determined.

PL

W artykule opracowano analityczno-numeryczna metodę obliczania nieustalonego pola termicznego w izolowanym przewodzie. Analitycznie wyznaczono funkcje pola. Numerycznie określono współczynniki tych funkcji i wartości własne zagadnienia brzegowo-początkowego. Otrzymane wyniki zweryfikowano metodą elementów skończonych i przedstawiono w postaci graficznej. Dodatkowo wyznaczono stałą czasową oraz długotrwałą obciążalność prądową przewodu.

12

Metoda optymalizacji procesu nagrzewania kawałkami jednorodnej powłoki walcowej sprzężonej ze sferyczną

Haczkiewicz A., Haczkiewicz M., Kasperski Z.

Zeszyty Naukowe. Matematyka / Politechnika Opolska

|

2001

|

z. 17

53-68

PL

W pracy podaje się analityczno-numeryczną metodę optymalizacji względem naprężeń procesu nagrzewania złożonej szklanej powłoki przy zadanych ograniczeniach na parametry stanu termosprężystego. Zakłada się, że powłoka pobiera ciepło z otoczenia (środowiska zewnętrznego) oraz źródeł wewnętrznych.

EN

Numerical-analytical stress-optimization technique for compound glass shell is heated by external medium and thermal sources is developed at given constraints imposed on thermally stressed state parameters.

13

Analityczno-numeryczna metoda wyznaczania optymalnych przebiegów nagrzewania kawałkami jednorodnych powłok obrotowych

Gaczkiewicz A., Gaczkiewicz M., Kasperski Z.

Zeszyty Naukowe. Matematyka / Politechnika Opolska

|

1999

|

z. 15

41-57

PL

W pracy uogólniono znany numeryczno-analityczny model obliczeniowy wyznaczania parametrów przebiegów optymalnego nagrzewania poprzez zewnętrzne środowisko jednorodnych powłok na przypadek powłok kawałkami jednorodnych, przy uwzględnieniu lokalności kryterium optymalizacji i istnienia w powłoce ciągle rozłożonych źródeł ciepła.

EN

Well known numerically-analytical model for calculation of parameters of optimum external heating of homogeneous shells are generalized on the case of piece-wise homogeneous ones. Local optimization criterium and continuous heating sources are considered.