Prezentowany artykuł dotyczy projektowania wstępnego komór spalania silników turbinowych klasy mikro. W odróżnieniu od metodyki projektowania komór spalania dużych komercyjnych silników turbinowych, ich mniejsze odpowiedniki należą do konstrukcji eksperymentalnych. Aby dokonać próby budowy na miarę uniwersalnego modelu obliczeniowego należy zbudować bazę wiedzy która pozwoli na jasne wyznaczenie warunków brzegowych dla przyszłych badań. Niewątpliwą zaletą wzorowania się na istniejących rozwiązaniach jest możliwość szybkiego uzyskania prototypowego rozwiązania, bez konieczności głębszego wnikania w skomplikowany mechanizm spalania paliwa w komorach o małej objętości.
EN
Presented article is focused on initial design of small scale combustors for micro scale jest engines. In comparison to the full size equivalent, small combustor are design and manufactured in experimental way. To try building universal numeric model for micro size design is important to acquire as many data as possible to identify boundary conditions for a model. Major advantage of analyzing different design is possibility to quick building prototype design without investigating complex process of combustion.
W artykule przedstawiono wybrane problemy dotyczące etapów projektowania instalacji grzewczych. Przedstawiono metody doboru zapotrzebowania na ciepło na statkach morskich podczas wstępnego projektowania oraz technikę sporządzania bilansu ciepła.
Joined-wing aircraft due to its energy characteristics is a suitable configuration for electric aircraft when designed properly. However, because of the specific for this aircraft phenomenons (e.g. static indeterminacy of structure, aerodynamic interference of lifting surfaces) it demands more complicated methods to model its behavior than a traditional aircraft configurations. For these reasons the aero-structural optimization process is proposed for joined-wing aircrafts that is suitable for preliminary design. The process is a global search, modular algorithm based on automatic geometry generator, FEM solver and aerodynamic panel method. The range of aircraft was assumed as an objective function. The algorithm was successfully tested on UAV aircraft. The improvement of 19% of total aircraft range is achieved in comparison to baseline aircraft. Time of evaluation of this global search algorithm is similar to the time characteristic for local optimization methods. It allows to reduce the time and costs of preliminary design of joined-wing
PL
Układ połączonych skrzydeł ze względu na jego charakterystykę energetyczną jest odpowiednią konfiguracją dla samolotów z napędem elektrycznym pod warunkiem, że został on zaprojektowany prawidłowo. Samolot taki jednak ze względu na charakterystyczne dla niego zjawiska (np. statyczna niewyznaczalność struktury, aerodynamiczna interferencja płatów nośnych) wymaga bardziej złożonych metod obliczeniowych by zamodelować jego zachowanie niż w przypadku klasycznych konfiguracji samolotu. Z tych powodów zaproponowany został proces optymalizacji aerodynamiczno-strukturalnej samolotu w układzie połączonych skrzydeł, odpowiedni dla projektowania wstępnego. Proces ten to modułowy algorytm globalnego przeszukiwania składający się z generatora geometrii, programów obliczeń strukturalnych metodą MES i obliczeń aerodynamicznych metodą panelową. Za funkcję celu przyjęto zasięg samolotu. Algorytm ten został z powodzeniem przetestowany na przypadku samolotu bezzałogowego. Uzyskano 19% wzrostu całkowitego zasięgu w stosunku do konfiguracji podstawowej. Czas wykonywania tego algorytmu o charakterze globalnym jest zbliżony do czasów charakterystycznych dla optymalizacji algorytmami lokalnymi. Pozwala to na zredukowanie czasu i kosztu projektowania wstępnego samolotu w układzie połączonych skrzydeł.
During the design of the ship the most important decisions are made at the stage of preliminary design. One of the most important design parameters assumed by the ship owner is its service speed in real weather conditions occurring in the shipping line. For this speed, at the stage of preliminary design, when are known only to the basic geometric parameters of the ship and its motor power should be determined. In practice, design, power propulsion is determined with a very approximate formulas but for the speed in calm water. Only after the project contract and the signing of the contract are carried out by means of resistance and self-propulsion of model test. The article presents the concept of the method for determining the power propulsion for the assumed service speed, which depends only on the basic geometric parameters of the ship's hull.
PL
Podczas projektowania statku najważniejsze decyzje zapadają na etapie projektowania wstępnego. Jednym z najważniejszych parametrów projektowych zakładanych przez armatora statku jest jego prędkość eksploatacyjna w rzeczywistych warunkach pogodowych występujących na linii żeglugowej. Dla tej prędkości, na etapie projektowania wstępnego, gdy znane są tylko podstawowe parametry geometryczne statku, powinna być określana moc silnika napędowego. W praktyce projektowej, moc napędu określana jest z bardzo przybliżonych wzorów ale dla prędkości na wodzie spokojnej. Dopiero po wykonaniu projektu kontraktowego i podpisaniu kontraktu wykonywane są basenowe badania oporowo napędowe modelu statku. Na podstawie tych badań jest m.in. określana moc nominalna silnika napędowego oraz oszacowana jest, na podstawie dodatku żeglugowego, prędkość eksploatacyjna. W artykule przedstawiono koncepcję metody określania mocy napędu statku dla zakładanej prędkości eksploatacyjnej, uzależnionej tylko od podstawowych parametrów geometrycznych kadłuba statku.
During the design of the ship the most important decisions are made at the stage of preliminary design. One of the most important design parameters assumed by the shipowner is its service speed in real weather conditions occurring in the shipping line. For this speed, at the stage of preliminary design, when are known only to the basic geometric parameters of the ship should be determined motor power. In practice design, power propulsion is determined with a very approximate formulas but for the speed in calm water. Only after the project contract and the signing of the contract are carried out by means of resistance and self-propulsion of model test. The paper presents a mathematical model for determining the power propulsion for the assumed operating speed. This model is dependent only on the basic geometric parameters of the hull of the ship and the weather parameters occurring in liner shipping. Also shows the results of calculations according to this model, the power propulsion for one of vessels built.
PL
Podczas projektowania statku najważniejsze decyzje zapadają na etapie projektowania wstępnego. Jednym z najważniejszych parametrów projektowych zakładanych przez armatora statku jest jego prędkość eksploatacyjna w rzeczywistych warunkach pogodowych występujących na linii żeglugowej. Dla tej prędkości, na etapie projektowania wstępnego, gdy znane są tylko podstawowe parametry geometryczne statku, powinna być określana moc silnika napędowego. W praktyce projektowej, moc napędu określana jest z bardzo przybliżonych wzorów ale dla prędkości na wodzie spokojnej. Dopiero po wykonaniu projektu kontraktowego i podpisaniu kontraktu wykonywane są basenowe badania oporowo-napędowe modelu statku. Na podstawie tych badań jest m.in. określana moc nominalna silnika napędowego oraz oszacowana jest, na podstawie dodatku żeglugowego, prędkość eksploatacyjna. W artykule przedstawiono matematyczny model określania mocy napędu statku dla zakładanej prędkości eksploatacyjnej. Model ten jest uzależniony tylko od podstawowych parametrów geometrycznych kadłuba statku oraz od parametrów pogodowych występujących na liniach żeglugowych. Przedstawiono także wyniki obliczeń, według tego modelu, mocy napędu dla jednego ze zbudowanych statków.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podczas projektowania statku najważniejsze decyzje zapadają na etapie projektu wstępnego. Jednym z najważniejszych parametrów projektowych zakładanych przez armatora statku jest jego prędkość eksploatacyjna w rzeczywistych warunkach pogodowych występujących na linii żeglugowej. W praktyce projektowej, prędkość ta w sposób bardzo przybliżony jest oszacowana dopiero na etapie projektu technicznego po wykonaniu basenowych badań modelowych charakterystyk oporowo-napędowych projektowanego statku. Wskazane jest aby ta prędkość oraz moc napędu były już znane na etapie projektowania wstępnego. W artykule przedstawiono koncepcję modelu prędkości eksploatacyjnej przydatnej w projektowaniu wstępnym statków transportowych.
EN
During the design of the vessels the most important decisions are made at the stage of preliminary design. One of the most important design parameters assumed by the shipowner is its service speed in real weather conditions occurring in the shipping line. In design practice, this speed in a very approximate estimate is only at the stage of technical design after the basin model test. It is recommended that the speed and power of the drive were already known at the stage of preliminary design. The article presents a concept model service speed useful in the design of the preliminary cargo vessels.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Podczas projektowania statku najważniejsze decyzje zapadają na etapie projektu wstępnego. Jednym z najważniejszych parametrów projektowych zakładanych przez armatora statku jest jego prędkość eksploatacyjna w rzeczywistych warunkach pogodowych występujących na linii żeglugowej. W praktyce projektowej, prędkość ta w sposób bardzo przybliżony jest oszacowana dopiero na etapie projektu technicznego po wykonaniu basenowych badań modelowych charakterystyk oporowo-napędowych projektowanego statku. Wskazane jest aby ta prędkość oraz moc napędu były już znane na etapie projektowania wstępnego. W artykule przedstawiono koncepcję modelu prędkości eksploatacyjnej przydatnej w projektowaniu wstępnym statków transportowych.
EN
During the design of the vessels the most important decisions are made at the stage of preliminary design. One of the most important design parameters assumed by the shipowner is its service speed in real weather conditions occurring in the shipping line. In design practice, this speed in a very approximate estimate is only at the stage of technical design the basin model test. It is recommended that the speed and power of the drive were already known at the stage of preliminary design. The article presents a concept model service speed useful in the design of the preliminary cargo vessels.
System analysis – in spite of the fact that the notion “system” goes back to Aristotle’s times – was developed only in the second half of the 20th century. System approach bases on Aristotle’s statement that “the whole is more than the sum of its parts”. This means that a power plant is not only a set of the boiler, the turbine, the condenser and the pump but also their mutual interconnections. Large energy systems are characterized by a hierarchical structure. The domestic energy system, the supersystem in this hierarchy, is divided into subsystems, viz. fuel systems (e.g. the gas-energy system), electro-energy system and thermal- energy systems. On the lower level of the hierarchy there are industrial energy systems, energy systems of complex buildings, as well as modern integrated power or CHP plants. The latter ones are the subject matter of the investigations dealt with in this paper. A characteristic feature of such systems is the inseparable inclusion of the consumers of fuels and energy within the structure of these systems. In the system investigations presented in this paper first of all the input-output analysis was applied. A general notation of the mathematical model of energy management has been presented, later on applied to analyze industrial energy systems (on the example of ironworks), the energy system of complex buildings and integrated oxy-fuel combustion power plant. The application of the model of the energy management of ironworks has been provided in order to investigate the energy rationalization (replacement of the traditional water cooling of the furnace by evaporative cooling) which influences the entire energy management of ironworks. In the case of the mathematical model of energy systems of complex buildings its application in the assessment of cumulative energy consumption has been shown. When the system approach is applied for the purpose of investigating an integrated oxy-fuel combustion power plant, the results of the influence of the purity of oxygen on the direct and cumulative energy efficiency of an integrated power station has been analyzed. The paper includes also an algorithm and example of system approach to the preliminary design of energy systems. The structural analysis concerning the input-output analysis was presented in order to transform it to a matrix with diagonally-arranged blocks containing the least number of non-zero elements below the main diagonal. Lagrange’s multipliers method of decomposition of the global optimization task has been applied. It has been proved that the matrix method of calculating the unit costs of energy carriers is a coordinating procedure in the applied Lagrange method. The example concerns an industrial-urban complex.
PL
Analiza systemowa, mimo że podejście systemowe jest znane od czasów Arystotelesa, rozwinęła się dopiero w drugie połowie ubiegłego wieku. Podejście systemowe wywodzi się od stwierdzenia Arystotelesa “całość to więcej niż suma jej części”. To oznacza, że elektrownia to nie tylko urządzenia takie jak kocioł, turbogenerator, skraplacz i pompa ale także wzajemne powiązania między tymi elementami. Duże systemy energetyczne charakteryzują się strukturą hierarchiczną. Krajowy system energetyczny, nadrzędny w tej hierarchii, jest podzielony na podsystemy, a mianowicie podsystemy paliwowe (np. gazo-energetyczny), podsystem elektro-energetyczny, podsystem cieplno-energetyczny. Na niższym poziomie hierarchii znajdują się przemysłowe systemy energetyczne, systemy energetyczne kompleksów budowlanych, jak również zintegrowane elektrownie i elektrociepłownie. Te obiekty są przedmiotem dalszych rozważań. Charakterystyczną cechą dużych systemów energetycznych jest włączenie odbiorców nośników energii do struktury tych systemów. W badaniach systemowych prezentowanych w artykule została zastosowana metoda “input-output analysis”. Zaprezentowano modele matematyczne i przykładowe zastosowania w przypadku gospodarki energetycznej zakładów przemysłowych (na przykładzie huty żelaza), kompleksu budowlanego (na przykładzie biurowca) i zintegrowanej elektrowni bazującej na spalaniu tlenowym. W przypadku gospodarki energetycznej huty żelaza zaprezentowano przykład oceny systemowej efektów racjonalizacji energetycznej (zastosowanie chłodzenia wyparkowego w piecu hutniczym). Przedstawiono analizę skumulowanego zużycia energii wykorzystując model systemowy gospodarki energetycznej kompleksu budowlanego. Model matematyczny zintegrowanej elektrowni ze spalaniem tlenowym wykorzystano do analizy wpływu czystości tlenu na bezpośrednią i skumulowaną sprawność elektrowni. Praca zawiera także algorytm i przykład podejścia systemowego w projekcie wstępnym systemu energetycznego. Przedstawiono wyniki analizy strukturalnej macierzy powiązań międzygałęziowych mającej na celu minimalizację powiązań o charakterze sprzężeń zwrotnych. Dla rozwiązania globalnego zadania optymalizacyjnego zastosowano algorytm dekompozycji według metody nieoznaczonych czynników Lagrange’a. Procedurą koordynacyjną w zastosowanym algorytmie dekompozycji jest metoda macierzowa obliczania kosztów jednostkowych nośników energii. Zaprezentowany przykład dotyczy gospodarki energetycznej huty żelaza powiązanej z miejskim systemem ciepłowniczym.
In the last few years, there has been a dynamic increase in orders for ships transporting natural gas. It results from the fact that natural gas has become third source of energy in the world, after oil and carbon. The article presents a general characterisation of newly built ships for LNG transport, including the design of the hull shape, the design of loading space, the construction of tanks, and the design of the main propulsion system. The forefront technology of gas transportation with the use of CNG ships is presented as well.
PL
W ostatnich latach obserwuje się dynamiczny wzrost zamówień na statki do przewozu gazu naturalnego. Wynika to z faktu, iż gaz ziemny stał się obecnie trzecim źródłem energii na świecie, zaraz po ropie i węglu. W artykule przedstawiono ogólną charakterystykę nowo zbudowanych statków do przewozu LNG, m.in. kształtu kadłuba, rozwiązanie przestrzeni ładunkowej, konstrukcja zbiorników, rozwiązanie napędu głównego oraz charakterystykę innowacyjnej technologii transportu gazu przy wykorzystaniu statków CNG.
Dla statku wydobywczego jednym z ważniejszych systemów jest system sterowania ruchem, którego moc zależy od parametrów pogodowych w rejonie eksploatacyjnym i od wymiarów statku. Moc tego systemu będzie bardzo duża, stąd na wymiary statku będzie miał wpływ ciężar i wymiary siłowni okrętowej (elektrowni). W artykule przed-stawiono koncepcję wymiarowo-przestrzenną statku wydobywczego oraz określenie dla niej maksymalnej, zapotrzebowanej mocy systemu sterowania ruchem. Artykuł stanowi kontynuację zagadnienia przedstawionego w [2].
EN
In a mining ship, the tracking control system is one of its most significant systems. Its power output depends on weather parameters in the mining area and on dimensions of the ship. The tracking control system power is very high, thus the dimensions of the ship are considerably influenced by the weight and dimensions of the ship power plant. The article presents a spatial conception of a mining ship and the determined maximum power demand of the tracking control system. This article is a continuation of the problem described in [2].
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.