District heating networks are key components of efficient heat supply systems for municipal and industrial consumers. The purpose of the research presented in this article was to analyze the thermo-hydraulic parameters of the operation of a transmission main in a district heating network to improve the heat transfer efficiency. Based on a literature review of existing studies, the basic issues of the heat supply process were discussed, and selected methods and tools for simulating district heating networks were characterized. A detailed mathematical description of the phenomena occurring during heat transport in a district heating network pipeline was also presented. Then, analytical calculations and simulations were carried out for the selected district heating system using Termis software. Operational parameters collected in the actual district heating system were used as output data for analytical modeling. Pressure drops, power losses, and heat transfer efficiencies in the main buses at different outdoor temperatures during the heating season were determined. Selected results of the study were included, and possibilities for improving the efficiency of heat transfer in the studied district heating network were indicated.
W skład hydrantu wewnętrznego wchodzi: wąż, zawór odcinający oraz prądownica. O charakterze swobodnego strumienia wody decyduje kształt (profil) nasadki z przewodu zasilającego. Celem artykułu jest analiza wpływu kształtu stożkowatej części prądownicy, poprzedzającej pyszczek, na jej właściwości hydrauliczne obejmujące prędkość i przyspieszenie strumienia na kierunku przepływu, a także straty ciśnienia wywołane oporami tarcia. W rozważaniach przyjęto trzy rodzaje tworzącej części stożkowatej: w postaci linii wklęsłej, prostej (stożek) oraz wypukłej. Zwrócono także uwagę na oddziaływanie kształtu stożkowatego na kontrakcję wewnętrzną strumienia we wstawce uspokajającej (pyszczku), co ma istotny wpływ na zwartość strumienia wypływającego z prądownicy. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń i analiz stwierdzono, że prądownica o wypukłej tworzącej jest najkorzystniejszym rozwiązaniem z punktu widzenia minimalizacji oporów tarcia, zaś wpływ stosowanych długości pyszczka ma drugorzędne znaczenie. Z praktycznego punktu widzenia, pewnym wyzwaniem przy wymiarowaniu części zbieżnej prądownicy pozostaje dobór krzywizny wypukłości, co wiąże się z przyjęciem wartości wykładnika funkcji krzywizny c > 1.
EN
A typical hydrant installation includes a hose, a shut-off valve and a nozzle. The construction of a fire-hose nozzle determines the character of free water stream. The aim of the article is to analyse the impact of the shape of conoidal part of the fire-hose nozzle on its hydraulic properties, including: speed and acceleration of stream in the flow direction, as well as the pressure losses due to the frictional resistance. Three types of the conoidal part of the fire-hose nozzle: in the form of a concave, straight and convex line, were taken in the considerations. Attention was also paid to the flow conditions, in the cylindrical outlet section (fire extinguisher nozzle) which has a significant impact on the content of the stream flowing out of the fire-hose nozzle. Based on the calculations and analyses carried out, it was found out that the convex fire-hose nozzle is the most favourable solution from the point of view of minimizing the frictional resistance. The impact of the length of fire extinguisher nozzle on the pressure losses is of the secondary importance. From the practical point of view, a certain challenge when dimensioning the conical part of the fire-hose nozzle remains the selection of curvature, which is related to the value of the exponent c> 1.
The water distribution system is one of the most important elements of the water supply system, the construction of which accounts for the largest part of the costs involved, while at the same time, being the determining factor in the supply of water. Pipelines should be equipped to continue fulfilling their role for many years. In connection with the above, a very important task is the correct design and execution of hydraulic calculations. During the implementation of calculations, it is often necessary to correct data frequently, in order to obtain the correct solution. Numerous parameters are evaluated in the calculation process, including flow velocity through water supply pipelines, flow rate, pressure loss and pressure in individual, network nodes. An important parameter, often underestimated, is the level of pressure loss in the calculation sections of water pipes. This paper proposes a method for the assessment of pressure loss and for the use of artificial neural networks. For this purpose, one DH1 class, describing the correct conditions and four DH2-DH5 classes, characterising problems related to the amount of pressure losses in the water pipes, have been determined. Based on the parameters characterising the operation of the water pipe, the artificial neural network, selects one of the classes and thus indicates the occurrence of a specific problem, or gives the ‘all clear’.
PL
System dystrybucji wody stanowi jeden z najważniejszych elementów wodociągu, którego budowa pochłania największą część kosztów, a jednocześnie w głównej mierze decyduje o możliwościach dostawy wody. Rurociągi wodociągowe powinny spełniać swoją rolę przez wiele lat. W związku z powyższym bardzo ważnym zadaniem jest poprawne zaprojektowanie i wykonanie obliczeń hydraulicznych. Podczas realizacji obliczeń najczęściej konieczne jest wielokrotne korygowanie danych w celu uzyskania poprawnego rozwiązania. W procesie obliczeń ocenie podlega wiele parametrów, w tym prędkość przepływu przez rurociągi wodociągowe, natężenie przepływu, wysokość strat ciśnienia oraz ciśnienie w poszczególnych węzłach sieci. Istotnym parametrem, często niedocenianym, jest wysokość strat ciśnienia na odcinkach obliczeniowych przewodów wodociągowych. W niniejszej pracy zaproponowano metodę oceny strat ciśnienia a pomocą sztucznych sieci neuronowych. W tym celu zdefiniowano jedną klasę DH1 opisującą poprawne warunki oraz cztery DH2-DH5, charakteryzujące problemy związane z wysokością strat ciśnienia w przewodach wodociągowych. Sztuczna sieć neuronowa na podstawie parametrów charakteryzujących pracę przewodu wodociągowego dokonuje wyboru jednej z klas, wskazując w ten sposób na występowanie określonego problemu lub jego brak.
This paper presents a way of determining the coefficient k8 of the pressure losses ΔpMp (flow drag) in internal ducts of SWSB-63 hydraulic motor. The coefficient is determined at a flow rate equal to the theoretical capacity QPt of the pump feeding the motor , the losses are related to the nominal pressure pn in the hydraulic system. The investigations followed a model of energy performance of hydraulic rotary motor, proposed by Z. Paszota.
This paper attempts to estimate the loss of hydraulic pressure in the vehicle pneumatic-hydraulic. This is in order to show how significant are the loss of hydraulic pressure in the hydraulic valves. Then, show the extent to which change of ownership of the vehicle. Properties such as the driving force, torque, acceleration, speed or distance of the vehicle. Generated losses significantly reduce the possibility of the vehicle. Further studies should take into account the losses resulting from the flow of hydraulic fluid.
PL
W pracy podjęto próbę estymacji strat ciśnienia hydraulicznego w pojeździe pneumatyczno-hydraulicznym. Ma to na celu ukazania jak znaczące są straty ciśnienia hydraulicznego na zaworach hydraulicznych. Następnie, przedstawienie w jakim stopniu zmieniają się własności pojazdu. Własności takie jak siła napędowa, moment napędowy, przyspieszenie, prędkość czy też dystans pojazdu. Generowane straty w znaczącym stopniu redukują możliwości pojazdu. W dalszych badaniach należy uwzględniać straty wynikające z przepływu cieczy hydraulicznej.
W artykule porównano metodykę obliczania instalacji wodociągowych według norm PN-B-01706:1992 oraz PN-EN 806-3:2006. Na zasileniu standardowo wyposażonego mieszkania uzyskujemy przepływ obliczeniowy o około 16% wyższy, stosując normę europejską. Dodatkowo przepływy obliczeniowe na zasileniu budynków wielorodzinnych porównano z formułami podawanymi w literaturze oraz wynikami badań własnych. Średnio przepływy pomierzone są dwu-, trzykrotnie niższe od wartości obliczeniowych ustalanych według norm. Jednocześnie są one porównywalne lub nieznacznie wyższe od tych ustalanych według modeli podawanych w literaturze.
EN
The article compares the methodology for the calculation of water installations according to PN-/B-01706:1992 and PN-EN 806-3:2006. For typically equipped flat we obtain the design flow by about 16% higher using the European standard. In addition, design flow-rate calculation for multifamily buildings was compared with formulas administered in the literature and the results of own research. Measured flows are average two to three times lower than the value determined by computing standards. They are comparable or slightly higher than those determined according to the models reported in the literature.
W artykule przedstawiono sposób określania współczynnika k8 strat ciśnieniowych ΔpMp (oporów przepływu) w kanałach wewnętrznych silnika hydraulicznego SWSB-63, współczynnika wyznaczonego przy natężeniu przepływu równym teoretycznej wydajności QPt pompy zasilającej silnik, strat odniesionych do ciśnienia nominalnego pn układu hydraulicznego. Nawiązano do modelu zachowania energetycznego silnika hydraulicznego obrotowego zaproponowanego przez Z. Paszotę.
EN
The article presents the method of determining the coefficient k8 of pressure losses ΔpMp (flow resistance) in the hydraulic motor channels type SWSB-63. The coefficient determined at the working liquid intensity in the channels is equal to the pump theoretical capacity QPt and losses related to the nominal pressure pn of the hydraulic system. It was related to the energy conservation model of rotary hydraulic engine proposed by Z. Paszota.
This publication presents UAV rope and pneumatic launchers constructed and operated in the Air Force Institute of Technology. The construction and operating principle were presented, and functional properties of the UAV take-off pneumatic launcher were characterised. Furthermore, a detailed diagram of the take-off pneumatic launcher was shown, and an operating principle of the launcher take-off system and pneumatic control of the take-off procedure were discussed. The operation parameters of the most important operational elements (main ball valve, semi-rotary actuator, pneumatic valves controlling the flow) from the launcher pneumatic system were specified. On the basis of data sheets of pneumatic elements, a calculation model of the mass flow (volumetric flow rate) of compressed air flowing through the main valve (ball valve in the take-off cylinder supply line) of the take-off pneumatic launcher was designed. The possible cracks, through which compressed air leaks and the take-off cylinder dead sections during the main valve opening and shot, were characterised and discussed. The calculation model designed for individual leaks and total compressed air leaks in the take-off line of the pneumatic launcher was presented. Based on the mass flow model (volumetric flow rate) of compressed air flowing through the main valve, and total compressed air leaks, the relationship of compressed air energy losses depending on opening time of the main valve of the take-off pneumatic launcher was determined. In the paper, the results of simulation studies for the times shorter than data sheets of the main valve opening were presented. In addition, the change of the compressed air disposable energy losses was defined. Based on the results of simulation studies, the opening time of the take-off launcher main valve for the acceptable disposable energy loss level of the take-off pneumatic launcher was specified.
A design of a reciprocating piston expander based on the uni-directional flow principle is proposed. The conversion of low value heat into mechanical work and electrical energy is a basic problem of small co-generation power plants. It is postulated that the proposed expander is appropriat for such applications. A methodology for engine design and modeling is brought forward and outlined. The design principle is based on the outlines proposed for steam engines by Stumpf [1]. The proposed design is of a horizontal, low speed unit designed with ease of manufacture in mind. Calculations based on the model show isentropic efficiencies around 70%, with the nominal power of 1,2 kW, for a machine working on 7 bar, mildly superheated steam, with the outlet pressure of 0,3 bar and condenser coolant used for residential heating. Furthermore, the most crucial mechanical and stress calculations are outlined.
PL
Przedmiotem pracy jest projekt tłokowego silnika parowego, jako rozprężarki dla siłowni parowych o małej mocy. Uznano, że dla założonych parametrów pary (7 bar na wlocie, 0,3 bar w skraplaczu) i przyjętej mocy w granicach 1,4 kW, konstrukcją optymalną ze względu na sprawność wewnętrzną i prostotę konstrukcji będzie maszyna o przepływie jednokierunkowym [1, 4]. W celu określenia jej wymiarów, stworzono uproszczony model obliczeniowy bazujący na założeniu, że sprężanie i rozprężanie pary to proces politropowy, w którym nadto wzięto pod uwagę straty ciśnienia pary na wlocie do maszyny, korzystając ze wzorów empirycznych [11]. Następnie, uzyskane w ten sposób wymiary wykorzystano jako dane dla kolejnego modelu, bazującego już na założeniu, że czynnik roboczy stanowi gaz rzeczywisty. Model ten utworzono w programie EES. Opiera się on na rozwiązywaniu równań bilansów w celu określenia parametrów pary w punktach charakterystycznych wykresu p-V. Następnie wykres jest kreślony przez program, zakładając przebieg krzywych wlotu i wylotu jako odpowiednio paraboli i funkcji wykładniczej (co stanowi dopuszczalne uproszczenie funkcji wylotu podanej przez Schulego [13] w tym szczególnym przypadku), oraz krzywych sprężania i rozprężania jako zbioru punktów dla procesu izentropowego (w ten sposób bierze się pod uwagę zmienność wykładnika izentropy). Zmieniając w modelu parametry prędkości obrotowej n i napełnienia ε rysuje się następnie charakterystyki mocy, momentu obrotowego i sprawności izentropowej maszyny. Osiągalne są sprawności izentropowe rzędu 0,8 przy małych mocach, oraz rzędu 0,7 przy mocach około nominalnych (1,4 kW). W dalszej części pracy pokazane są szczegóły obliczeń konstrukcyjnych proponowanej maszyny, w tym obliczenia zaworów wlotowych i obliczenia wytrzymałościowe wału i innych elementów. Na bazie ich wyników stworzono projekt silnika (w oprogramowaniu Solidworks).
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano proces indukcji drzewa decyzyjnego metodą C4.5 przeznaczonego do oceny strat ciśnienia na przewodach wodociągowych. Zamieszczono schemat uzyskanego drzewa decyzyjnego oraz wyniki funkcjonowania reguł drzewa w postaci macierzy błędów. Reguły decyzyjne wygenerowane za pomocą drzewa mogą być wykorzystywane w systemach komputerowych, będących połączeniem systemu ekspertowego oraz tradycyjnego programu do obliczeń hydraulicznych systemów dystrybucji wody.
EN
Problem discussed in this paper is the evaluation of the pressure losses in calculation sections, which indirectly relates to the selection of pipe diameters, lengths of lines and absolute roughness coefficient. Make sure that the pressure losses are not too high, resulting in a decline of the hydraulic grade line, often below the terrain or too low, due to oversizing pipe diameters. The paper presents the process of induction C4.5 decision tree method designed to assess the pressure losses on water pipes. A scheme of the decision tree obtained and the results of the operation of the rules of the trees in the form of a confusion matrix. Decision rules made in this paper can be used in computer systems, which is a combination of expert system and the traditional program for hydraulic calculations of water distribution systems.
Celem pracy było określenie wartości strat ciśnienia w instalacji sprężonego powietrza. Oprócz charakterystyki sprężonego powietrza podano także informacje dotyczące sieci pneumatycznej - jej budowy, elementów składowych, a także strat ciśnienia, które powstają w takich instalacjach. Przedstawiono autorski program FINCH, który pozwala na szybkie i kompleksowe obliczanie strat ciśnienia w instalacji sprężonego powietrza.
EN
The aim of this study was to determine the pressure losses in a compressed air system. In addition to the characteristics of compressed air, information concerning the pneumatic network, its structure, components, and pressure losses that arise in such installations are also given. The paper presents authors' own program FINCH, which allows the quick and comprehensive calculation of pressure losses in compressed air systems.
The paper presents experimentally obtained flow characteristics of earth-to-air multi-pipe heat exchanger models. Investigation submerged exchangers consisted of 3, 5 and 7 parallel branches connected to the main pipe with the angles of 45° and 90°. The total pressure losses and flow division between the exchanger branches have been presented in figures. Significant flow non-uniformity (non uniform division of air between the exchanger pipes) and considerable pressure losses differences between 45° and 90° structures have been observed and discussed.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Określenie zależności współczynników strat miejscowych kolan równoprzelotowych od ich charakterystycznych parametrów geometrycznych i liczby Reynoldsa dla współczesnych systemów instalacyjnych.
EN
Defining interdependence between local losses co-factors for equal 90 degree turns and their characteristic geometric parameters and Reynolds' number for contemporary installation systems.
Przeprowadzono badania modelowe powietrznych gruntowych wymienników ciepła w układzie Tichelmanna w skali 1:4 oraz układów o zmodyfikowanym sposobie podłączenia czerpni i wyrzutni. Zbadano układy składające się z 3, 5 i 7 równoległych gałęzi odchodzących od kolektora pod kątem 900. Przedstawiono wymiarowe i bezwymiarowe charakterystyki przepływowe. Zaproponowano prosty sposób zmniejszenia strat ciśnienia w wymienniku polegający na zmianie sposobu podłączenia czerpni i wyrzutni.
EN
Several experiments using models of ground earth-to-air pipe-type heat exchangers (GHE) in Tichelmann structure and modified structure in the scale of 1:4 were carried out. Structures with 3, 5 and 7 parallel pipes connected to main pipe with angle of 900 were investigated. Dimensional and non-dimensional flow characteristics are presented. Simple method (change of air inlet and outlet locations) enabling decrease of total pressure losses in parallel pipes structures of GHE was suggested.
W pracy przedstawiono wyniki badań w zakresie oceny hydrodynamiki przepływu wielofazowego przez wybrane typy zaworów regulacyjnych, a w szczególności określenie wartości miejscowych strat ciśnienia przy przepływie mieszaniny gazowo-cieczowej.
EN
The paper presents investigation results in terms of the evaluation of hydrodynamics for multiphase flow through selected types of valves, in particular, the determination of local pressure drop values for gas - liquid mixture flow.
efektywność procesu filtracji zależy od wielu czynników, wśród których wymienić można fizyczne i chemiczne właściwości zawiesiny, rodzaj i charakterystykę granulometryczną złoża oraz warunki eksploatacji filtra. W celu optymalizacji projektowania i eksploatacji filtrów biologicznych konieczne jest zebranie danych o przyroście strat hydraulicznych i bilansie zawiesin w filtrze w funkcji głębokości złoża i czasu filtracji. Niniejszy artykuł prezentuje wyniki badań, których celem było ustalenie profilu rozkładu ciśnienia w dwóch złożach z różnych materiałów filtracyjnych (złoże kwarcowe oraz FiltraliteŽ - glina ekspandowana) o podobnym uziarnieniu i różnej porowatości.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Uniformity of flow distribution after centrifugal compressor inlet has a substantial impact on compressor performance. Liquid present in the gas affects performance of downstream stage components. A CFD study of two-phase flow in the compressor inlet is discussed. An inlet design is derived from the family of Dresser-Rand DATUM® compressors and adapted to actual conditions. Analysis of two-phase flow field and losses is presented. Conclusions are made on the applicability of the proposed inlet configuration to selected application and on flexibility of the DATUM product line.
This paper presents results of investigations relative of values of two-phase air-oil and air-water flow press losses. The investigations were conducted in horizontal U-pipe bend with the internal diameter 0.016 curvature radius 0.11 m and angle 180°. The machine oil Itherm 12 was used as the working fluid. The viscosity and density of oil were changed in range: ηa- (0.091-0.528) Pa s and Q0- (869.6-884.5) kg m-3. The range of superficial velocity of air νa,0 = (0.37-2.89) m s-1, of oil ,.ν0 = (0.014-O.047) m s- 1 and of water ν r0) - (0.035-0.25) m sA new correlation for two-phase flow pressure drop in 180° pipe bend is propc based a total of 124 experimental data points for air-oil and air-water flow. The correlation predicts all with a coefficient correlation R=0.972 and 82 % of the data fall within ± 30 % error bands.
Porównano wartości współczynników strat ciśnienia w łukach [pi]/2 obliczane z równań najczęściej polecanych w literaturze. Analizę przeprowadzono dla ustalonych przepływów turbulentnych, jednofazowych płynów newtonowskich przez łuki wykonane z rur o hydraulicznie gładkich ścianach. W wyniku selekcji danych literaturowych zaproponowano własne uśrednione równanie.
EN
The values of loss coefficients for [pi]/2 pipe bends, calculated from equations, recommended most frequently in professional literature, have been compared. The analysis was made for steady-state turbulent flows of single-phase Newton fluids through hydraulic smooth pipe bends. The authors suggest their own averaging equation as a result of literature data selection.
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Models of calculations used so far for local pressure losses. Pressure losses in a valve defined by flow factor. Relations between pressure losses defined by traditional methods and those defined with the use of flow factor.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.