Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical modelling of planned corner deposition in 3D concrete printing

El Abbaoui K., Al Korachi I., Mollah M. T., Spangenberg J.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2023

|

Vol. 121, nr 2

71--79

EN

Purpose: Analysis of different path planning strategies and the effects of changing printhead direction in the geometrical conformity and the process precision around 90° corner in order to enable a simple and cost-effective way of facilitating the determination of an optimal printing mode for fast and accurate print corners in 3D concrete printing. Design/methodology/approach: The material flow is characterized by a viscoplastic Bingham fluid. The printhead moves according to a prescribed speed to print the trajectory. The model solves the Navier-Stokes equations and uses the volume of fluid (VOF) technique. The acceleration steps and jerk (j) carry out the direction change. A smoothing factor is provided to smooth the toolpath. Several simulations were performed by varying the smoothing factor and jerk. Findings: Overfilling at the sharp corner was found when the printhead velocity was kept constant while extruding mortar at a fixed extrusion velocity; however, proportional extrusion velocity with the printhead motion has improved the quality of the corner. Otherwise, a slight improvement in the corner shape related to applying a jerk was found. Research limitations/implications: The Computational Fluid Dynamics (CFD) model could take an important amount of computing time to solve the problem; however, it serves as an efficient tool for accelerating different costly and time-consuming path planning processes for 3D concrete printing. Smaller angles and tilted printhead positions should be numerically and experimentally investigated in future research. Practical implications: The developed CFD model is suited for executing parametric studies in parallel to determine the appropriate printing motion strategy for each trajectory with corners. Originality/value: Computational Fluid Dynamics investigation of the path planning strategy for printing trajectory with a right-angle corner in 3D concrete printing.

2

Innowacyjność wykorzystania technologii BIM w hydrotechnice

Filipczyk Janusz Michał, Czajkowski Jakub, Hajda Jindřich, Kędzia Dawid, Dorada Paweł, Radecki-Pawlik Artur, Brusik Martyna, Rówińska Jolanta, Kosiek Kamil

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 10

43--48

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania modelu BIM w hydrotechnice na przykładzie istniejącej Elektrowni Wodnej na Dolnym Śląsku. Technologia BIM umożliwia opracowanie cyfrowych danych, które ułatwiają proces projektowania, koordynacji projektami oraz szybką wymianę danych. Do wykonania remontu Elektrowni Wodnej wykorzystany został program Allplan BIM, za pomocą którego stworzono kompleksowy model zawierający budynek elektrowni, kanał wlotowy wraz z ukształtowaniem spirali i kanał wylotowy oraz sąsiadujący z elektrownią budynek mieszkalny. Ukształtowanie przestrzenne elektrowni w BIM posłużyło do analizy hydraulicznej sprawności turbiny, która została wykonana w technologii CFD oraz usprawniła opracowanie projektu naprawczego.

EN

The paper presents BIM technology and CDF model which were applied in hydraulic engineering studies. As a practical example a Hydroelectric Power Plant located in Lower Silesia was chosen. BIM technology enables the elaboration of digital data which facilitates the design process, project coordination and data editing. For the renovation of the Hydroelectric Power Plant AllPlan BIM software was used, with which a comprehensive model was created including: a powerplant building, an inlet channel with the spiral configuration, an exit channel and a residential building. Spatial configuration of the Power Plant in was used for hydraulic analysis of the efficiency of a turbine created in CFD technology. Finally, it was proved and showed in the paper that using BIM technology and CDF model improved and speeded up the renovation project.

3

Wartości współczynników strat miejscowych w złączkach w systemie zaciskowym

Mańko Robert

Instal

|

2022

|

nr 4

22--26

PL

W pracy zaprezentowano wartości współczynników strat miejscowych dla złączek prostych stosowanych w systemie z zaprasowywanym pierścieniem. W analizie zaproponowano złączki jednego z producentów ogólnie dostępnych na rynku polskim. W pracy ograniczono się do trzech typowych i najczęstszych rozmiarów. Analiza porównawcza obejmuje współczynniki otrzymane na drodze bezpośrednich pomiarów laboratoryjnych, z zastosowaniem modelowania CFD, analitycznie przy użyciu standardowych wzorów 1D oraz wartości deklarowanych przez producenta. Pomiary bezpośrednie oraz modelowanie 3D wykazały, że wartość współczynnika strat można przedstawić w postaci funkcji nierosnącej zależnie od średniej prędkości za złączką. Stwierdzono istotne różnice pomiędzy wartościami współczynników strat miejscowych określonych w różny sposób. Uwzględnianie w obliczeniach wartości odbiegających znacząco od rzeczywistych może spowodować zwiększenie lub zmniejszenie strumienia czynnika. Zmniejszenie strumienia może skutkować nieosiąganiem parametrów projektowych. Przeprojektowanie instalacji oznacza przekroczenie wartości projektowych, które powstają przy założeniu m.in. zbyt dużych średnic przewodów, co wiąże się ostatecznie z wyższymi kosztami materiałów. Przedstawione wyniki mogą posłużyć projektantom instalacji jako źródło parametrów projektowych.

EN

The values of the coefficients of local head loss coefficient for straight connectors used in the system with a pressed ring are presented in this paper. Connectors of one of the manufacturers generally available on the Polish market were proposed in the analysis. The paper is limited to three typical and most common sizes. The comparative analysis includes coefficients obtained by direct laboratory measurements, using CFD modeling, analytically using standard 1D formulas and values declared by the manufacturer. Measurements and 3D modeling have shown that the value of the loss factor can be presented as a non-increasing function depending on the average velocity behind the connectors. Significant differences were found between the values of the local loss factors determined in different ways. Taking into account in the calculations the values significantly deviating from the real one may increase or decrease of the flow. Reducing the flow may result in not achieving design parameters. Overdesigning an installation may result in not reaching design parameters, which is created by assuming too large diameters of the conductors, which is ultimately associated with higher material costs. The results presented here can be used as a source of design parameters for designers of pressure installations.

4

The numerical analysis of the basic operating parameters of a low-NOx burner

Hernik Bartłomiej, Brymora Radosław

Journal of Power Technologies

|

2020

|

Vol. 100, nr 1

59--67

EN

More importance than ever before is attached to reducing harmful gas emissions from industry, both in Poland and worldwide. Rising prices of gas emissions allowances, stricter criteria for suitability for use and the desire to protect the environment are driving the search for new technological solutions and logistics to deliver cost savings and lower emissions. The creation of an appropriate numerical model can translate into real savings as well as having other beneﬁts. This paper presents a numerical analysis of the basic operating parameters of a low-emission swirl burner. The analyzed burner is a typical example of a burner with air staging. The burner was placed in a cylindrical combustion chamber. In the ﬁrst stage, a cold ﬂow analysis without reaction was performed showing the velocity proﬁle, ﬂow vectors and the ﬂow of coal particles. Then calculations were carried out taking into account combustion of coal dust particles in the chamber. The analysis of combustion products, temperatures prevailing in the chamber and the content of nitrogen oxides is presented.

5

Wpływ wybranych parametrów operacyjnych lancy wtryskowej na dystrybucję reagenta w komorze paleniskowej kotła energetycznego

Kurkus-Gruszecka Michalina, Krawczyk Piotr, Badyda Krzysztof

Rynek Energii

|

2019

|

Nr 5

46--51

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną procesu wtrysku reagenta do komory paleniskowej kotła energetycznego przy użyciu lancy wtryskowej, zachodzącego podczas pracy systemu odazotowania spalin w ramach technologii selektywnej niekatalitycznej redukcji tlenków azotu (SNCR). Technologia SNCR jest drugą (obok selektywnej redukcji katalitycznej) pod względem ilości zastosowań technologią odazotowania spalin w kotłach energetycznych na świecie. W ramach przeprowadzonych prac badano wtrysk reagenta dla przyjętych warunków optymalnych tj. temperatury z zakresu okna reakcji oraz geometrii komory paleniskowej. Obliczenia przeprowadzono w środowisku numerycznym. Szczególną uwagę poświęcono modelowaniu wtrysku kropel reagenta przy wykorzystaniu metody modelowania fazy dyskretnej (DPM). Wykorzystując zbudowany model, przeprowadzono szereg symulacji numerycznych dla różnych warunków operacyjnych lancy. Następnie dokonano oceny wpływu parametrów operacyjnych lancy na dystrybucję reagenta w komorze paleniskowej. Wyniki przeprowadzonych obliczeń omówiono oraz przedstawiono w formie graficznej.

EN

The article presents a numerical analysis of the reagent injection process into the energy boiler combustion chamber using an injection lance. The process occurs during the flue gas denitrification system operation as part of selective nitrite reduction (SNCR technology. The SNCR technology is the second (in addition to selective catalytic reduction in terms of flue gas denitrification technology applications number in power boilers worldwide. As part of the work presented, a mathematical model of thermal-flow processes taking place in the combustion chamber was developed, which was then implemented in a numerical environment. Particular attention was paid to modeling the reagent drops injection with the discrete phase modeling (DPM method. Using the created model, several numerical simulations were performed for different lance operating conditions. Therefore, an assessment of the lance operating parameters impact on the reagent distribution in the combustion chamber was made. The calculation results were discussed and presented in graphic form.

6

Szybkie prototypowanie łopatek wentylatorów

Drwięgą Andrzej, Szelka Michał, Turewicz Andrzej

Maszyny Górnicze

|

2019

|

R. 37, nr 2

27--36

PL

W artykule omówiono dotychczasowe prace rozwojowe, realizowane przez ITG KOMAG, w ramach projektu europejskiego INESI, których celem jest zwiększenie efektywności wentylatorów stosowanych w podziemiach kopalń. Cel ten może zostać osiągnięty przez polepszenie parametrów eksploatacyjnych wentylatora, poprzez modyfikację łopatek wirnika. Omówiono metodykę szybkiego prototypowania łopatek wentylatora, które zostaną przetestowane, z zastosowaniem druku 3D, przy wsparciu modelowaniem CFD. Przedstawione zostały również wyniki badań wentylatora przed i po modyfikacji łopatek.

EN

The article discusses previous development works carried out by ITG KOMAG within the framework of the European INESI project, whose aim is to increase the efficiency of fans used in underground mines. This goal can be achieved by improving the operating parameters of the fan, through the modification of the rotor blades. The methodology of rapid prototyping of fan blades which are going to be tested using 3D printing with the support of CFD modeling is discussed. The results of fan tests before and after modification of the blades are discussed.

7

Performance comparison of different aerodynamic shapes for autonomous underwater vehicles

Khalin Anatoliy, Kizilova Nataliya

Archive of Mechanical Engineering

|

2019

|

Vol. LXVI, nr 2

171--189

EN

A brief review of the existing autonomous underwater vehicles, their types, design, movement abilities and missions is presented. It is shown, the shape optimization design and enhancement of their efficiency is the main problem for further development of multipurpose glider technologies. A comparative study of aerodynamic performance of three different shape designs (the airfoil NACA0022 based (I), flattened ellipsoidal (II) and cigar-type (III) bodies of the same volumes) has been carried out. Geometrical modelling, meshing and computational fluid dynamics (CFD) simulations have been carried out with AnSys15.0. The pathlines and wall shear stress distributions have been computed to understand the advantages and disadvantages of each shape. The lift and drag coefficients, aerodynamic quality, power index and pitching moment have been computed. The higher efficiency of the shape I/shape II at higher/lower angles of attack (greater than 20o and less than 20o) has been found. The shape III develops high speeds at the same angles of attack and has higher manoeuvrability at relatively low aerodynamic quality. The comparative analysis of the flow capabilities of studied autonomous undersea vehicles proposes some design improvement for increasing their energy efficiency and flow stability.

8

The impact of deepening the stilling basin on the characteristics of hydraulic jump

Siuta T.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 3

173--186

EN

In this article, the results of computational fluid dynamic (CFD) modelling of the hydraulic jump conditions occurring in the experimental prismatic rectangular stilling basin with sudden crosswise expansion are presented. The FLOW 3D software program was used to numerically solve Reynolds Navier-Stokes (RANS) equations with the application of the k-ε turbulence model. The influence of the depth magnitude of the stilling basin and the ending sill installation on the hydraulic jump turbulent characteristics and submergence condition changes was investigated. Based on the results of the numerical modelling, it was found that various spatial flow processes contribute to the submergence condition of the hydraulic jump. These processes include: crosswise flow expansion within the stilling basin; local tail water surface level increase and total head loss due to vertical flow contraction; installation of the additional terminal sill. This contribution to the submergence condition allows a reduction in the required depth of the stilling basin, calculated on the basis of a one-dimensional simplified approach without consideration to the spatial characteristic of the hydraulic jump.

PL

W artykule przedstawiono przykład zastosowania techniki CFD (Numeryczna Mechanika Płynów) do modelowania warunków wystąpienia odskoku hydraulicznego w eksperymentalnej pryzmatycznej niecce wypadowej z nagłym poszerzeniem. W celu rozwiązania równań Reynolds Navier-Stokes (RANS) wraz z modelem turbulencji typu k-ε użyto programu FLOW 3D. Przedmiotem badania był wpływ głębokości niecki wypadowej i wysokości progu wylotowego na zmianę charakterystyki przepływu turbulentnego i warunki zatopienia odskoku. Na podstawie uzyskanych wyników modelowania stwierdzono, iż przestrzenne procesy przepływu, takie jak: poprzeczna ekspansja strumienia w niecce wypadowej, lokalne podniesienie poziomu zwierciadła wody dolnej na skutek kontrakcji pionowej przepływu w przekroju wyjściowym z niecki, instalacja progu wylotowego mogą przyczynić się w istotny sposób do zatopienia odskoku hydraulicznego, a tym samym pozwalają na redukcję wymaganej głębokości niecki wypadowej obliczanej na podstawie uproszczonej jednowymiarowej analizy przepływu bez uwzględnienia przestrzennego charakteru badanego odskoku hydraulicznego.

9

Analiza numeryczna pracy ekspandera krzywkowego zasilanego sprężonym powietrzem

Kurkus-Gruszecka M., Krawczyk P., Badyda K.

Rynek Energii

|

2018

|

Nr 4

85--90

PL

W artykule przedstawiono analizę numeryczną pracy krzywkowego ekspandera zasilanego sprężonym powietrzem. Ekspandery krzywkowe są powszechnie stosowane, jako silniki w strefach zagrożonych wybuchem. Charakteryzują się niższymi kosztami aplikacji w porównaniu do silników turbinowych dla porównywalnych parametrów pracy (moc). W ramach przeprowadzonych prac przygotowano model matematyczny procesów cieplno – przepływowych zachodzących w ekspanderze, który następnie został zaimplementowany w środowisku numerycznym - ANSYS CFX. Podczas implementacji modelu matematycznego szczególną uwagę poświęcono wykorzystaniu ruchomej siatki obliczeniowej. Z wykorzystaniem przygotowanego modelu przeprowadzono szereg symulacji pracy ekspandera dla różnych warunków. Uzyskane wyniki pozwalają wnioskować na temat wpływu parametrów operacyjnych na osiągi ekspandera.

EN

The article covers a numerical analysis of the work of a rotary lobe expander powered by compressed air. Rotary lobe expanders are widely used as motors in potentially explosive environments. They are characterized by lower costs of application compared to turbine engines for comparable operating parameters (power). As part of the work presented in the article, a mathematical model of thermal and flow processes taking place in the expander was prepared, which was then implemented in a numerical environment - ANSYS CFX. During the implementation of the mathematical model, attention was paid to the moving grid. Series of simulations of the expander operation were carried out for various conditions. The obtained results allow to conclude on the influence of operational parameters on the expander's performance.

10

Weryfikacja teoretycznego modelu instalacji obiektów retencyjnych

Pochwat K., Słyś D.

Proceedings of ECOpole

|

2018

|

Vol. 12, No. 2

551--560

PL

Ścieki deszczowe transportowane w systemach odwodnieniowych charakteryzują się niekorzystnymi parametrami fizykochemicznymi. W konsekwencji tego do odbiorników trafiają ścieki, które istotnie pogarszają ich stan jakościowy. Na jego poprawę można w znaczny sposób wpłynąć m.in. poprzez stosowanie zbiorników retencyjnych, które pozwalają na zredukowanie kierowanego do odbiornika strumienia objętości ścieków. Przy wyborze konkretnego rozwiązania zbiornika retencyjnego należy kierować się wieloma kryteriami, wśród których najistotniejszymi są nakłady inwestycyjne ponoszone na ich budowę oraz parametry hydrauliczne ich działania. W następstwie tego powstało wiele rozwiązań zbiorników retencyjnych, które pozwalają ograniczyć koszty związane z ich budową, a także takich, które maksymalizują efektywność hydrauliczną ich funkcjonowania. Przykładem takiego rozwiązania jest instalacja obiektów retencyjnych, której wykorzystanie pozwala na zmaksymalizowanie efektywności hydraulicznej dowolnego obiektu retencyjnego. Celem artykułu jest weryfikacja funkcjonowania przykładowego zbiornika retencyjnego wyposażonego w przedmiotową instalację obiektów retencyjnych w zakresie rozkładu strugi cieczy w poszczególnych fazach jego działania. Analiza została wykonana z wykorzystaniem programu do numerycznej dynamiki płynów Autodesk Simulation CFD. Oprogramowanie to, bazując na metodzie elementów skończonych i równaniach opisujących przepływ turbulentny, pozwala na odzwierciedlenie zjawisk przepływowych w obiektach o skomplikowanej geometrii. Uzyskane wyniki badań pozwolą na ocenę zasadności stosowania rozpatrywanego rozwiązania oraz mogą stanowić podstawę do dalszych analiz z punktu widzenia stanu jakościowego odbiorników.

EN

Stormwater runoffs which are transport in drainage systems are characterized by unfavorable physicochemical parameters. As a consequence of this, to the receivers are directed sewage, which can significantly worsen them quality. It can be improved by using of storage reservoirs (underground tank), which would allow to significantly reduce the volume of inflow of the sewage to the rivers. The choice of solution of the storage reservoir (underground tank) is addicted to many aspects. The most important are investment costs and hydraulic parameters of their functioning. Following this, it arose many solutions of storage reservoirs (underground tank) which allow to reducing the costs associated with their construction, as well as those that allow maximizing the hydraulic effectiveness of their functioning. An example of this is installation of retention facilities. The use of this installation allows maximizing the hydraulic efficiency of any retention facilities. The aim of the paper is to verify the functioning of the storage reservoir (underground tank) equipped with the installations of retention facilities in terms of distribution of stream liquids in different phases of its operation. The analysis was performed using Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis. This software, based on the finite element method and the equations describing turbulent flow, allows describing of phenomena of flow in objects with complex geometry. Results obtained in research will allow for an evaluation of the legitimacy of use of this installation. Additionally they can form the basis for further Analyses done from the standpoint of the quality of receivers.

11

Modelowanie CFD i badania aerodynamiczne żaluzji wywiewnych

Flaga-Maryańczyk A., Müller J., Schnotale J.

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2018

|

T. 49, nr 2

71--75

PL

Przedstawiono wyniki przeprowadzonych badań laboratoryjnych oraz modelowania techniką obliczeniowej dynamiki płynów (CFD) żaluzji wywiewnej typu Z, stosowanej jako element końcowy systemu wentylacji. Tego typu elementy, zanim trafią do seryjnej produkcji, powinno poddać się testom zmierzającym do wyznaczenia charakterystyki przepływowej (straty ciśnienia będącej funkcją strumienia przepływającego powietrza). Testy można wykonać na stanowisku laboratoryjnym albo, unikając kosztów produkcji prototypów oraz czasochłonnego badania laboratoryjnego, posłużyć się modelowaniem numerycznym. Celem przeprowadzonej analizy była weryfikacja przyjętego modelu numerycznego poprzez porównanie z wartościami zmierzonymi dla analizowanej żaluzji wywiewnej oraz oszacowanie błędu popełnianego podczas obliczeń numerycznych w tego typu zastosowaniach. Wykonano pomiary ciśnienia statycznego analizowanej żaluzji wywiewnej w funkcji strumienia przepływającego powietrza. Pomiary przeprowadzono zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 12238. Do numerycznej weryfikacji wyników pomiarów wykorzystano metodę obliczeniowej dynamiki płynów (ang. Computational Fluid Dynamics, CFD). Obliczenia numeryczne wykonano przy użyciu programu ANSYS Fluent. Uzyskano dobrą korelację wartości pomiarowych i wyników przeprowadzonych obliczeń numerycznych, co potwierdza zarówno trafność doboru modelu jak i precyzję wykonania pomiarów. Na tej podstawie można wnioskować, że analiza CFD nadaje się do tego typu zastosowań i powinna być włączona w proces projektowania, co pozwoli na ocenę skuteczności przyjętych rozwiązań projektowych we wstępnej fazie powstawania produktu.

EN

The article presents the results of laboratory tests and CFD modeling of a Z type exhaust grille, used as an air terminal device in the ventilation system. Such items, before they reach serial production, should be subjected to tests designed to determine the flow characteristic (the pressure loss being a function of the air flow). Tests can be made at the laboratory or, avoiding the costs of prototype production and time consuming laboratory testing, numerical modeling can be applied. The purpose of the performed analysis was to verify the adopted numerical model by comparing with the measured values for the analyzed exhaust grille and to estimate the errors made during numerical calculations in such applications. Laboratory tests included static pressure measurements as a function of the airflow. The measurements were done according to the requirements of EN 12238. The results of laboratory measurements were verified numerically using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method. Numerical calculations were performed using ANSYS Fluent. Good correlation of data obtained during laboratory measurements and from numerical calculations confirms the accuracy of the selection of the model as well as the precision of the measurements. On this basis can be concluded that the CFD analysis is suitable for this type of application and should be an integral part of the design process, allowing to evaluate the effectiveness of the designed solutions.

12

Zagadnienia modelowania zasobnika zimna w układzie chłodniczym obsługującym chłodnię składową warzyw

Śmierciew K., Butrymowicz D., Gagan J.

Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej

|

2018

|

R. 53, nr 2

24--29

PL

Zastosowanie pośredniego systemu chłodzenia w układach chłodniczych obsługujących komory składowe warzyw bądź owoców można uznać za perspektywiczne rozwiązanie. Umożliwia on uzyskanie bardzo stabilnej temperatury towaru zbliżonej do temperatury krioskopowej, stabilną i wysoką wilgotność względną, pozwala także na uzyskanie efektu ciągłej regulacji wydajności chłodniczej przy zastosowaniu prostego i efektywnego ekonomicznie układu chłodniczego sterowanego w najprostszy sposób w sposób dyskretny (włącz-wyłącz). Kluczowym elementem systemu pośredniego jest zasobnik zimna. Element ten, pomimo że jest prosty geometrycznie – wymaga na etapie projektowania zastosowania modelowania numerycznego, aby dobrać optymalne jego rozwiązanie. W artykule zamieszczono analizę numeryczną takiego zasobnika projektowanego dla układu chłodniczego obsługującego małą komorę składową o pojemności około 10 ton warzyw.

EN

The use of an indirect cooling system in refrigeration systems applied for vegetable or fruit storage chambers can be considered a long-term solution. It allows to obtain a very stable temperature of the product close to the cryoscopic temperature, stable and high relative humidity, also allows to achieve the effect of continuous cooling capacity control using a simple and economically efficient refrigeration system controlled in the simplest way in a discreet way (on-off). A cold storage vessel is the key element of the intermediate system. This element, although it is geometrically simple - requires the use of numerical modeling at the design stage to select the optimal solution. The paper presents a numerical analysis of such a vessel designed for a refrigeration system serving a small storage chamber with a capacity of approx. 10 tons of vegetables.

13

Numeryczna analiza CFD gruntowych rurowych wymienników ciepła

Niemierka E., Kozłowska K., Jadwiszczak P.

Rynek Instalacyjny

|

2017

|

Nr 9

34--38

PL

W artykule porównano możliwość analizy pracy GRWC dostępną w tradycyjnych metodach projektowania oraz w modelowaniu CFD. Wskazano różnice i skutki stosowania obu metod wraz z ich analizą statystyczną. W analizie hydraulicznej pracy wymiennika ocenie poddano straty ciśnienia, prędkości przepływu i nierównomierność rozpływu powietrza w gałęziach wymiennika gruntowego. CFD dostarcza dokładniejszych danych i informacji wspomagających inżyniera. Uzyskane dane powinny być wykorzystywane do projektowania wymienników gruntowych oraz do identyfikacji i rozwiązywania problemów w pracy już istniejących układów.

EN

The paper compares the traditional and and CFD modeling design methods of the parallel earth to air heat exchangers. The differences of both methods were shownwith the statistical analysis. The hydraulic analysis of the exchanger included: the pressure losses, the air flow velocities and the air distribution inequalities. The CFD provides more accurate engineer data and information. The obtained data should be used for the design of new exchanges and for the problem identification and solving in the existing systems.

14

CFD simulation of heat transfer and fluid flow within metallic foam in forced convection environment

Boulahrouz S., Avenas Y., Chehhat A.

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2017

|

Vol. 21, nr 3

611--635

EN

In the present study, a CFD simulation of forced convection in a rectangular block of aluminum foam is investigated. A two energy equations model with the Brinkman-Forchheimer extended Darcy model is considered in the CFD investigation. The governing equations are solved using COMSOL, a commercial multiphysics finite-element PDE solver. Three types of aluminum foam 10-, 20-, 40- pore per inch with different porosity are studied. A parametric study for the range of Reynolds number Re = 250-2000 and the imposed heat flux qw = 0:8−1:6 (W/cm2) is carried out to examine the thermal and the fluid flow behaviors of the aluminum foams. It is found that the plug flow conditions are prevalence for the aluminum foams. The 40-pore per inch aluminum foam has a better heat transfer performance with a larger pressure drop, followed by the 20-, and then by the 10- pore per inch. The validation of the simulation results is made against experimental data from the literature and showed a perfect agreement.

15

Thermal-FSI modeling of flow and heat transfer in a heat exchanger based on minichanels

Kornet S., Ziółkowski P., Jóźwik P., Ziółkowski P. J., Stajnke M., Badur J.

Journal of Power Technologies

|

2017

|

Vol. 97, nr 5

373--381

EN

In this paper selected numerical modelling problems for an advanced thermal-FSI ("Fluid Solid Interaction") mini-channel heat exchanger model are presented. Special attention is given to the heat transfer between the separated mediums for different mass flows. Similar modelling problems have also been discussed in the literature dedicated to numerical and theoretical modelling problems for typical heat exchangers [1, 2, 3]. Basic tests, including a comparison with experimental data, have been conducted using a Mini-channel Plate Heat Exchanger (MPHE). The MPHE was made out of two gasketed brazed plates with 40 mm long rectangular cross section channels (width - 1 mm, depth - 700 μm). The thermal-FSI analysis was applied for the heat exchanger model with one hot and one cold water flow passage through the mini-channels. Satisfactory agreement between the modelling results and the experimental data [4] was obtained.

16

Numeryczna symulacja pożaru powierzchniowego powstałego w wyniku wycieku LNG

Rudniak L., Molga E.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2017

|

Nr 3

102--103

PL

W pracy wykorzystano oprogramowanie ANSYS Fluent 18.1 do numerycznego modelowania pożaru powierzchniowego. Model CFD wymagał numerycznego rozwiązania równań bilansu masy, pędu, zmodyfikowanego modelu turbulencji SAS, energii oraz bilansu składników. Wyniki uzyskane z numerycznej symulacji wycieku skroplonego gazu LNG w postaci profili temperatury, intensywności emitowanego przez spalany gaz promieniowania cieplnego oraz stężenia produktów spalania posłużyły do oceny skutków takiego pożaru.

EN

In the presented paper, commercial CFD code ANSYS FLUENT 18.1 has been used to curry out the numerical simulation of LNG pool fire. The applied CFD model required to solve numerically: continuity and momentum equations together with enhanced two-equation turbulence model (SAS), and also energy and components balance equations. The results obtained in numerical simulation such as temperature, incident heat radiation and reagent concentration profiles were used in assessment of a risk of LNG pool fire.

17

Numerical analysis of temperature and air stream velocity distributions in the cross-sections through a room with a book collection

Cichowicz R., Lewandowska A.

Acta Innovations

|

2017

|

no. 25

21--28

EN

The aim of the study was to analyze selected parameters of air in a room with a book collection taking into account the influence of components of mechanical ventilation on air flow, temperature and velocity distributions. The values of air parameters, obtained by numerical calculations in DesignBuilder, were compared with the recommended ranges. The temperature and air velocity in the cross-sections through the part of the room with the book resources were referred to the prescriptions and standards relating to the conditions in libraries. The parameters of air in the space for permanent stay of employees were compared with the guidelines corresponding to the conditions of thermal comfort.

18

Wpływ geometrii chodnika wentylacyjnego i sposobu jego likwidacji na rozkład stężenia metanu w rejonie wylotu ze ściany przewietrzanej sposobem U w świetle obliczeń numerycznych CFD

Wierzbiński K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 94

217--228

PL

W artykule zaprezentowano wyniki obliczeń numerycznych stężeń metanu w chodniku wentylacyjnym, tj. w wyrobisku odprowadzającym powietrze ze ściany przewietrzanej w układzie na „U po caliźnie węglowej”. Symulacje przeprowadzone zostały przy użyciu komercyjnego programu ANSYS CFX, który wykorzystuje tzw. obliczeniową mechanikę płynów CFD. Dla potrzeb obliczeń numerycznych wykorzystano zweryfikowane pod względem geometrii i poprawności przyjmowanych założeń modele geometryczne 3D fragmentu pola ścianowego, umożliwiające prognozowanie stężenia metanu na wylocie ze ściany. Z obliczeń numerycznych wynika, że lokalizacja niebezpiecznych stref występowania metanu uzależniona jest nie tylko od warunków wentylacyjno-metanowych, ale również od geometrii chodnika wentylacyjnego oraz sposobu jego likwidacji. Maksymalne stężenia metanu mogą występować na linii likwidacji chodnika wentylacyjnego przy ociosie odzawałowym przy likwidacji chodnika tamami izolacyjnymi z uszczelnieniem ociosu odzawałowego lub przy ociosie przeciwległym wyrobiska, w przypadku likwidacji chodników na zawał. Z obliczeń CFD wynika również, że zmniejszenie przekroju poprzecznego chodnika poniżej 12 m 2 powoduje wzrost zagrożenia metanowego przy ociosie przeciwległym przed linią zawału ściany. Dla chodników wentylacyjnych o dużych przekrojach poprzecznych strefa niebezpieczna ograniczona jest wyłącznie do części likwidowanej wyrobiska.

EN

This article presents numerical calculations of methane concentration distribution in the air flowing ventilation roadway ie. roadway of the discharge air from a longwall ventilated by means of the “U” system. Simulations was performed in ANSYS CFX, which uses CFD – Computational Fluid Dynamics. For the numerical calculations there were used the 3D geometric models, which give the possibility to forecast methane concentration at the outlet of the longwall, because there were validated in terms of geometry and the correctness of the assumptions. CFD calculations show that the location of dangerous methane zones (places special hazard) depends not only on the ventilation-methane conditions but also on the geometry of the ventilation roadway and method of its liquidation. In case of the dams using to liquidate roadway and isolator located in goaf side the maximum methane concentrations occur on line of liquidated ventilation roadway near the roadside from the goaf. However, in case of liquidation roadways by getting goaf methane concentrations are located on roadside opposite to the goaf. CFD calculations show that the reduction in cross-section area of ventilation roadway below 12 m2 increases the methane hazard on side opposite to the goaf in front of goaf line. Danger methane zone in ventilation roadways with large cross-sections area is limited to only part of the liquidated.

19

Wykorzystanie metod CFD w prognozowaniu przestrzennym rozkładu koncentracji metanu w chodniku wentylacyjnym - opracowanie i walidacja modeli numerycznych 3D

Wierzbiński K.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 2

44--55

PL

W artykule przedstawiono porównanie wyników obliczeń numerycznych z wynikami dołowych pomiarów rozkładu stężeń metanu w chodniku wentylacyjnym - tj. w wyrobisku odprowadzającym powietrze ze ściany przewietrzanej w układzie na „U po caliźnie węglowej". Symulacje przeprowadzone zostały przy użyciu komercyjnego programu ANSYS CFX, który wykorzystuje tzw. obliczeniową mechanikę płynów - CFD (ang. Computational Fluid Dynamics). Do obliczeń numerycznych wykorzystano dwa modele 3D stanowiące fragment pola ścianowego złożony ze zrobów, chodnika wentylacyjnego oraz końcowego odcinka ściany. Różnica między modelami wynikała z długości pozostawionego chodnika za linią zawału oraz technologii jego likwidacji. Badania dołowe przeprowadzone zostały w przekrojach poprzecznych chodnika wentylacyjnego w ustalonych odległościach od linii zawału ściany. Pomiary wykonano w ścianach o metanowości wentylacyjnej 0,9-8,2 m3/min, w których nie zastosowano przegrody wentylacyjnej lub wentylatora pomocniczego. Walidację opracowanych modeli obliczeniowych przeprowadzono w oparciu o ocenę zgodności lokalizacji stref podwyższonych stężeń metanu w 21 przekrojach poprzecznych chodnika wentylacyjnego oraz porównanie wartości stężeń metanu uzyskanych z pomiarów oraz z symulacji numerycznych. Zbieżność wyników symulacji z wynikami badań świadczy o dobrym dopasowaniu modelu i przyjęciu właściwych założeń dot. modelowania numerycznego stężeń metanu w warunkach kopalnianych, i ukazuje możliwość wykorzystania metod CFD w prognozowaniu przestrzennym rozkładu koncentracji metanu w chodniku wentylacyjnym.

EN

This paper presents a comparison of numerical calculations with underground measurements of methane concentration distribution in the air flowing ventilation roadway i.e. roadway of the discharge air from a longwall ventilated by means of the "U" system. Simulations were performed in ANSYS CFX, which uses the CFD - Computational Fluid Dynamics. For numerical calculation, two 3D models were used, as part of the longwall field which consists of gobs, longwall outlet and ventilation roadway. The difference between the 3D models was the result of another actual length of the walkway behind a longwall outlet and the technology of its liquidation. Measurements were made in the longwalls of the ventilation methane emissions 0,9-8,2 m3/ min, with no brattice or auxiliary fan. Validation of the computational models was carried out on the basis of conformity assessment zone locations of elevated concentrations of methane in 21 cross-sections of the ventilation roadway, in order to compare the concentrations of methane obtained from measurements with numerical simulations. The similarity of simulation results with test results indicates validity of the model and the adoption of appropriate boundary conditions on numerical modeling of methane concentration in mining conditions. This is what demonstrates the ability to use CFD methods for predicting the three-dimensional field of methane concentration in the air flowing ventilation roadway.

20

Factors Influencing the Reburning Process in a Tangentially-Fired Pulverized Coal Furnace

Moldovan C. S., Sbirna L. S., Matei A., Herbei R., Mangu S.

Inżynieria Mineralna

|

2016

|

R. 17, nr 2

261--268

EN

A numerical simulation of bituminous coal reburning in a full-scale tangentially-fired boiler has been conducted with CFD method in order to study the effects of reburn zone length, the height of reburn nozzles, the stoichiometric ratio in reburn zone, the reburn fuel fraction and the reburn coal fineness on NOx reduction efficiency and unburned carbon in fly ash. The results indicate the largest value of NOx reduction efficiency relative to the height of reburn nozzles zone; the increase of NOx reduction efficiency with reburn zone length, reburn fuel fraction and the decrease of reburn coal particle size; the increase of burnout performance of coal relative to the coal particle size.

PL

Numeryczna symulacja dopalania węgla kamiennego w pełnej skali, w kotle zasilanym stycznie zostało przeprowadzone metodą CFD. Celem było zbadanie wpływu długości strefy dopalania, wysokość dysz do dopalania, stosunku stechiometrycznego węgla i powietrza, rozdrobnienia węgla na efektywność redukcji NOx i niedopału węgla w popiele lotnym. Uzyskane wyniki wskazują że największy wpływ na sprawność redukcji NOx ma wysokości dysz i zmniejszenie rozmiarów cząstek węgla.