Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wyzwania związane z integracją wodoru z infrastrukturą gazu ziemnego

Gburzyńska Marta

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 2

19--27

PL

Artykuł dotyczy matematycznego modelu mieszaniny wodoru i gazu ziemnego w kontekście izotermicznego przepływu gazów. Wprowadza się model przy użyciu równań ruchu, ciągłości i stanu, opisując przepływ w rurociągu. Analiza matematyczna obejmuje także dodanie wodoru do gazu ziemnego, badając wpływ na właściwości mieszaniny. Model umożliwia lepsze zrozumienie fizycznych i termodynamicznych zachowań mieszaniny wodoru i gazu ziemnego, co ma istotne znaczenie w aspekcie potencjalnego wykorzystania wodoru jako składnika sieci gazowej. W artykule podkreśla się również wyzwania związane z wprowadzeniem wodoru do istniejącej infrastruktury gazowej i analizuje konsekwencje tego procesu, mające istotne znaczenie w kontekście zrównoważonej energetyki.

EN

This article focuses on the mathematical model of a mixture of hydrogen and natural gas in the context of isothermal gas ﬂow. The model is introduced using the equations of motion, continuity and state describing the ﬂow in a pipeline. The mathematical analysis also includes the addition of hydrogen to natural gas, examining its impact on the properties of the mixture. The model enables a better understanding of the physical and thermodynamic behaviors of the hydrogen and natural gas mixture, which is crucial for the potential utilization of hydrogen as part of the gas network. The article also highlights the challenges: associated with introducing hydrogen into existing gas infrastructure and analyzes the consequences of this ,process, with signiﬁcant implications for sustainable energy.

2

Analysis of vertical and horizontal flows of liquids and gases through a wire-mesh sensor

Rymarczyk Tomasz, Szumowski Jakub, Cieplak Tomasz, Niderla Konrad, Adamkiewicz Przemysław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 3

174--177

EN

The article presents the analysis of vertical and horizontal flows of liquids and gases through a wire mesh sensor. The solution does not require complicated reconstruction of the program, which is characterized by a very high speed of operation depending on the analog-to-digital converter used. The sensor consists of two parts: the acquisition module and the working part. The device allows testing of multiphase flows and classic air bubble testing. The wires of one plane are used as transmitters, and the wires of the other plane as receivers. Samples from all receiving lines are taken at the same time.

PL

W artykule przedstawiono analizę pionowych i poziomych przepływów cieczy i gazów przez czujnik z siatki drucianej. Rozwiązanie nie wymaga skomplikowanej rekonstrukcji programu, która charakteryzuje się bardzo dużą prędkością działania w zależności od zastosowanego konwertera analogowo-cyfrowego. Czujnik składa się z dwóch części: modułu akwizycji i części roboczej. Urządzenie umożliwia badanie przepływów wielofazowych oraz klasyczne badanie pęcherzyków powietrza. Przewody jednej płaszczyzny są używane jako nadajniki, a przewody drugiej płaszczyzny jako odbiorniki. Próbki ze wszystkich linii odbiorczych są pobierane w tym samym czasie.

3

Algorytm przepływu gazów dla wielkiego pieca nr 5 w Mittal Steel Poland S.A. - oddział w Krakowie

Łędzki A., Klimczyk A., Bernasowski M.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2005

|

Vol. 72, nr 9

448-452

PL

W artykule przedstawiono założenia i realizację algorytmu dotyczącego przepływu gazów przez wielki piec współpracującego z modelem kohezji. Zamieszczono w publikacji tok postępowania, wyniki symulacji komputerowej i weryfikacji przemysłowej oraz ocenę działania modelu dzięki któremu można kontrolować i optymalizować wymianę ciepła i masy pomiędzy gazem i wsadem. Dzięki opracowanemu systemowi można także kontrolować i minimalizować zużycie materiałów ogniotrwałych w obmurzu wielkiego pieca. Optymalizacja wymiany ciepła i masy pomiędzy gazem i wsadem docelowo prowadzi do oszczędności energetycznych a zatem zmniejszenia zużycia paliwa. Natomiast minimalizacja zużycia materiałów ogniotrwałych prowadzi do przedłużenia kampanii pieca i obniżenia kosztów remontowych.

EN

The article presents principles and realization of algorithm of flow gases through blast furnace and co-operating with the cohesion model. Calculation procedure, results of computer simulation and industrial verification as well as evaluation of model operating have been inserted. This mathematical model makes possible monitoring and optimizing the mass and heat transfer between gas and charge in the blast furnace. The elaborated system makes also possible to control and minimize the refractories wearing in the blast furnace lining. The optimization of mass and heat transfer between gas and charge leads to energy savings which decrease the fuel consumption. However the minimalization of to lowering of blast furnace reline costs.

4

Modelowanie przepływu gazu w układach wzorców wysokich próżni

Szwemin P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2003

|

z. 148

5--206

PL

Zasada działania wzorców wysokich próżni oparta jest na dynamicznej ekspansji gazu z komory kalibracyjnej wzorca do jego komory pomocniczej z pompą. Pracę poświęcono zagadnieniom modelowania przepływu gazu w warunkach molekularnych w układach takich wzorców, w celu znajdowania rozkładów koncentracji i gęstości strumienia gazu, z dokładnością niezbędną w metrologii. Do rozwiązania tego zagadnienia posłużono się metodą Monte Carlo, gdyż z uwagi na złożoność struktury geometrycznej wzorca, znalezienie rozwiązań równania Boltzmanna w postaci analitycznej nie było możliwe. W pierwszej części pracy omówiono kwestię wyboru odpowiedniego modelu oddziaływania cząsteczek gazu z powierzchnią komory. Zarówno charakter (utlenionych i pokrytych zaadsorbowanym gazem) powierzchni tych układów jak i stan gazu w warunkach przepływu (zbliżony do stanu równowagi statystycznej) pozwalają przyjąć założenie kosinusowego prawa rozpraszania cząsteczek gazu na powierzchniach komór wzorca, jako warunku brzegowego - właściwego dla rozpatrywanych w pracy zagadnień przepływu. Zwrócenie uwagi na szczegóły procesu symulacji pozwoliło na zwiększenie precyzji obliczeń i osiągnięcie bardzo malej ich względnej niepewności (nawet poniżej 10-9). Wyniki prac autora oparte na obliczeniach symulacyjnych wykazują taką zbieżność do wyników obliczeń opartych na znanych rozwiązaniach analitycznych (dla przewodów próżniowych o elementarnych kształtach). W dalszej części pracy dokonano analizy właściwości powszechnie stosowanego modelu przeplywu gazu przez układ wzorca, modelu opartego na analogii do przepływu prądu w układzie elektrycznym o stałych skupionych. Jednakże komór wzorca nie można traktować jako elementów analogicznych do węzłów sieci, gdyż stwierdzono, że rozkłady koncentracji i strumienia gazu nie są w ich obrębie jednorodne. Wykazano, że niedostatki modelu tradycyjnego są na tyle duże, iż nie jest możliwe z jego pomocą znajdowanie przyczyn systematycznych różnic między koncentracjami generowanymi przez poszczególne wzorce. Skłoniło to autora do stworzenia kilku modeli opartych na wyznaczaniu średnich parametrów torów cząsteczek gazu w układzie wzorca, a następnie na wyznaczaniu parametrów makroskopowych charakteryzujących wzorzec. Posługując się tymi modelami analizowano wpływ kształtu i rozmiarów komory kalibracyjnej na parametry wzorca. Badano rozkłady gęstości strumienia gazu na ścianach takiej komory. Poszukiwano optymalnego położenia wzorcowanej głowicy bądź wyznaczano odpowiednie współczynniki korekcyjne dla określonego położenia takiej głowicy w istniejącym już układzie. We wszystkich tych przypadkach stwierdzono systematyczne odchylenia analizowanego parametru wzorca (np. generowanej koncentracji gazu) od obliczeń opartych na modelu tradycyjnym. Wykazano, że różnice te zawierają się od 2.10-4 do 6.10-4, są one istotne i powinny być uwzględniane w bilansie niepewności, gdyż ich suma zbliża się do 10-3 - jest zatem porównywalna z szacowaną dotychczas niepewnością złożoną wzorców. Uogólnieniem opisanych w pracy modeli jest model globalny wzorca. Zamyka on dotychczasowy dorobek autora w omawianej tematyce. Wiąże on lokalną koncentrację gazu w objętości wzorcowanej głowicy próżniomierza z mierzonym strumieniem gazu dopływającego do komory kalibracyjnej. Współczynnik proporcjonalności w wyprowadzonym wzorze, przez wyznaczane w procesie symulacyjnym średnie parametry torów cząsteczek (średni czas przelotu lub średnią drogę w objętości wzorcowanej głowicy), odzwierciedla wpływ wszystkich elementów próżniowych wzorca i ich rozmiarów geometrycznych. Te średnie parametry mikroskopowe są zależne od całej struktury geometrycznej wzorca. Opierając się na tym ostatnim modelu można wyprowadzić globalny współczynnik korekcyjny wzorca wysokiej próżni. Pozwala on znacząco zmniejszyć złożoną niepewność wyznaczania generowanej wielkości, a także wziąć pod uwagę zjawiska dotychczas nie uwzględniane (zderzenia międzycząsteczkowe, rozkłady temperatury itp.).

EN

High vacuum standards operate on the principle of continous (dynamic) expansion of gas from the calibration chamber of the standard into its pumping chamber. The study is concerned with modeling the molecular gas flow in these standards with the aim to determine the distributions of the number density and the gas flux density at the accuracy suitable for metrological purposes. The problem was handled using the Monte Carlo method, since the complexity of the standard geometry made it possible to solve analytically the Boltzmann equation. The first part of the study discusses the problems associated with the selection of the appropriate model that would describe the interaction between the gas molecules and the surfaces of the chambers. Taking into account both the character of the surfaces (oxidized and covered with absorbed gas) of the chamber and the state of the gas under the given flow conditions (close to the statistic equilibrium state), the boundary condition was taken to be the cosine law that governs the gas molecule scattering on the surfaces of the standard chambers. The detailed analysis of the simulation process performed in the study permitted increasing the caIculation accuracy and achieving a very smali relative uncertainty of the caIculation results (even below 10-9). The simulation results obtained by the present author are convergent with the results of analytical caIculations (obtained for vacuum connections of elementary shapes). The next part of the study is concerned with an analysis of the commonly used model of the gas flow through the standard system, a model which is based on an analogy to the flow of electric current through electric circuits. As however shown in the study, the chambers of the standard cannot be considered to be analogous to the circuit nodes, since the distributions of the number density and the gas flow appear to be inhomogeneous within them. It has been shown that the drawbacks of the traditional model are so severe that it is unsuitable for analyzing the reasons of the systematic differences in the number densities generated by the individual standards. This has inspired the author to construct a series of models in which first the mean parameters of the gas molecule paths within the standard system are determined, and then the macroscopic parameters of this standard are found. These models were used for analyzing how the shape and the dimensions of the calibration chamber affected the parameters of the standard. The distributions of the gas flow densities on the walls of this chamber were examined. The optimum position of the gauge to be calibrated was sought, or the appropriate correction factors for the position of the gauge in an existing system were determined. In all the cases examined, the analyzed parameter of the standard (e.g., the generated gas number density) appeared to show systematic deviations from the results obtained with the traditional model. These deviations range from 2.10-4 to 6.10-4 and, thus, they are significant enough to be taken into account in the uncertainty budget: their sum approaches 10-3 which is comparable with the complex uncertainty of the standards as estimated thus far. A generalization of the models described in the present study is a global model of the high-vacuum standard, which is the completion of the research work the author has done in this field. lt relates the local number density of the gas within the calibrated gauge of a vacuum meter with the measured value of the gas flux that inflows into the calibration chamber. Through the mean parameters of the molecule paths (the mean time of flight or the mean path within the volume of the calibrated gauge) determined by the simulation, the proportionality factor that occurs in the formula derived in the study includes the effects of all the vacuum components of the standard and of their geometrical dimensions. The values of these microscopic mean parameters depend on the whole geometrical structure of the standard. Based on this global model, we can derive the global correction factor for a high vacuum standard, which permits reducing the combined uncertainty in the determination of the generated quantity, and also taking into account the phenomena that have not been considered thus far (such as intermolecular collisions, temperature distributions etc.).

5

Theoretical investigation of gas inertia effects on parameters of a bearing with curvilinear surfaces

Walicka A., Walicki E.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2002

|

Vol. 7, no 3

1033-1043

EN

Based on a first-order perturbation solution in a modified Reynolds number an analysis is presented to determine the effect of the inertial forces of an isothermal gas lubricant film on pressure distribution and other parameters of a bearing with curvilinear surfaces. The corrections to the pressure distribution are found to be small, but noticeable. It is also found that these corrections in the case of only rotational inertia forces are significant. Numerical results for thrust bearings with a constant film thickness are given in graphical form.

6

Rotational inertia effect in a curvilinear bearing lubricated by generalized second grade fluids of power-law type

Walicki E., Walicka A.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2002

|

Vol. 7, no 3

1045-4056

EN

The effects of centrifugal inertia forces on the pressure distribution in a curvilinear thrust bearing lubricated by a generalized second grade fluid of power-law type are examined. The examples of flows in the bearings modelled by two disks and two concentric spheres are considered. The results obtained show that fluid inertia forces have significant effects on the pressure distributions.

7

Pomiary i symulacja przepływu gazów przez kompozyt włóknina-aerożel

Pakowski Z., Nowacka U., Głębowski M., Abo Zebida O.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2001

|

T. 22, z. 3D

1079--1084

PL

Praca prezentuje symulację numeryczna przepływu gazu przez strukturę aerożelu uzyskaną za pomocą modelu DLCCA (Diffusion Limited Cluster-Cluster Aggregation). Do badania oporów przepływu użyto dwa różne rodzaje nośnika, trzy różne gęstości aerożelu krzemionkowego naniesionego na te nośniki, oraz trzy gazy różniące się masą cząsteczkową (He, N2, CO2) pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego.

EN

This work describes simulated and experimental results of measurements of flow resistance of gases through composite aerogel filters. Helium, nitrogen and carbon dioxide were used. Aerogels of three different densities supported by and two glass mats of different densities were used. The experimental results were compared to theoretical results obtained on the basis of numerical simulation of gas flow through aerogel modelled by the three-dimensional diffusion-limited cluster-cluster aggregation (DLCCA) model.

8

Badanie przepływów gazowych w próbkach węgla o dużych rozmiarach

Żółcińska J., Dyrga L.

Karbo

|

2000

|

Nr 11

364-367

PL

Celem pracy jest badanie wpływu rodzaju gazu na przepuszczalność w wielkowymiarowej próbce węgla. Badano przepływy azotu, CO(2) i nie-sorbujących się gazów (helu i argonu). W dużych próbkach węgla oprócz mikroporów znaj duj ą się prawdopodobnie szczeliny i makropory reprezentatywne dla węgla w pokładzie. Badano próbki węgla pochodzącego z kopalni „Śląsk". Określano zmiany ciśnienia przepływającego gazu w czasie dla każdego punktu pomiarowego na pobocznicy badanej próbki. Wyznaczano również rozkład przepuszczalności wzdłuż próbki, co pozwala określić dostępność każdej części badanego węgla dla gazu.

EN

The aim of the present paper is the investigation of the influence of a kind of gas on the permeability of a great size coal samples. The flows of nitrogen, CO(2), and non-sorbing gases (helium, argon) were investigated. In great samples of coal, there is probably fractures and macropores representative for coal in coal seam besides micropores. The coal samples from Sla^sk mine were investigated. The variations of gas pressure in time for successive points on the investigated sample flank. Also, the permeability distributions along coal samples were evaluated what enables to evaluate the accessibility of each zone of the investigated sample for gas.