Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Military vehicle options arising from the barrel type piston engine

Mazuro Paweł, Chmielewski Cezary

Journal of Power Technologies

|

2021

|

Vol. 101, nr 1

22--33

EN

The article reviews knowledge about requirements for engines in state-of-the-art unmanned aerial vehicles and tanks. Analysis of design and operational parameters was carried out on selected turboshaft and piston engines generating power in the range of 500 - 1500 kW (0.5 - 1.5 MW). The data was compared with the performance of innovative, barrel type piston engines, which are likely to become an alternative drive solution in the target vehicle groups.

2

Selected tribological parameters for silumin alloy used for engine piston

Kozuba J., Wieszała R., Mendala J., Roszak M., Pakieła W.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2021

|

Vol. 107, nr 2

64--71

EN

Purpose: The conducted tests were aimed at determining whether the tested material meets the requirements for wear resistance in modern turbocharged combustion engines where there is an increased temperature and higher pressure. Design/methodology/approach: The tests were performed in a pin-on-disc system, according to the ASTM G 99 standard. Findings: The article presents the results of the coefficient of friction, the amount of wear, chemical analysis and surface profile of the tested material A390.0 in combination with EN GJL-350 cast iron. Research limitations/implications: The tested materials are used in the construction of pistons for internal combustion engines, therefore the test parameters were selected to take into account the operating conditions in a turbocharged engine with a power of up to 100 kW. Practical implications: After analysing the properties of the A390.0 alloy at elevated temperatures, it was found that without additional modifications, the alloy cannot be used in modern combustion engines, in particular with turbocharging. Originality/value: Presents the results of research concerning mechanical properties (HB, HV, Rm) and yield properties (R0.2, A5, Z) of the examined alloy.

3

Przegląd modeli procesów spalania w cylindrze silnika tłokowego

Cuper-Przybylska D.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2018

|

R. 19, nr 4

48--52

PL

W artykule znajduje się analiza modeli wykorzystywanych do obliczania parametrów procesu spalania w silnikach tłokowych. Jedną ze stosowanych technik jest modelowanie oparte na opisie matematycznym zjawisk fizycznych. Poziom złożoności takiego opisu uzależniony jest jednak od celu modelu, efektywności obliczeń i możliwości uzyskania wiarygodnych danych pomiarowych. W pracy przedstawiono różne metody modelowania zjawisk zachodzących w cylindrze silnika tłokowego o zapłonie samoczynnym. Przedstawiono założenia i efekty modelowania z zastosowaniem modeli od 0-wymiarowych i jednostrefowych po złożone modele 3-wymiarowe, opisujące zjawiska turbulentnych ruchów mas z zastosowaniem komputerowej mechaniki płynów.

EN

The article presents an analysis of models used to calculate combustion process parameters in piston engines. One of the applied techniques is modeling based on the mathematical description of physical phenomena. The level of complexity of such a description depends, however, on the purpose of the model, the efficiency of calculations and the possibility of obtaining reliable measurement data. The paper presents various methods of modeling phenomena occurring in the cylinder of a Diesel engine. Presented are assumptions and effects of modeling using models from 0-dimensional and single-zone to complex 3-dimensional models, describing the phenomena of turbulent mass movements using computer fluid mechanics.

4

Charakterystyka techniczna gazowych układów kogeneracyjnych

Ciesielska J.

Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna

|

2017

|

nr 5

160--165

PL

Gazowe układy kogeneracyjne niejednokrotnie wskazywane są jako przyszłość rozproszonej produkcji energii elektrycznej i ciepła w Polsce. Przesłanki przemawiające za ich szerszym zastosowaniem oraz perspektywę rozwoju w naszym kraju opisano w numerze 3/2017 (s. 60) „TCHiK”. Poza aspektami prawnymi i geopolitycznymi, które niewątpliwie mają istotny wpływ na rozwój gazowych układów CHP, ważną rolę pełni charakterystyka techniczna urządzeń pracujących w instalacji. Najbardziej rozpowszechnione oraz najlepiej rozwinięte technologie stanowią silniki tłokowe oraz turbiny gazowe, i to ich wykorzystanie omówiono w niniejszym artykule. Zaostrzone prawo środowiskowe Unii Europejskiej oraz rosnące zapotrzebowanie na energię elektryczną nieuchronnie prowadzi do poszukiwania nowych źródeł energii. W związku z tym w Polsce nowe jednostki wytwórcze powinny być tworzone w oparciu o nowoczesne, wysokosprawne i niskoemisyjne technologie, do których niewątpliwie należą gazowe układy kogeneracyjne.

EN

Gas cogeneration systems are often seen as the solution of decentralized heat and electricity generation in Poland for the future. Reasons for this and prospects of progress in this field in our country have been discussed in the issue 3/2017 „TCHiK” (p. 60). Accept law and geopolitics aspects of gas cogeneration systems development, technical characteristic of used devices plays important role as well. The most common and developed technologies are piston engines and gas turbines. Their application is described in this paper. More restrict environmental law in European Union and growing electricity demand are the reasons for searching of new energy sources. So in Poland advanced, highly efficient and low emissive technologies should be used, such as gas cogenerating systems.

5

Reciprocating engines as a source of flexibility in a power system

Rajewski A., Niewiński G.

Rynek Energii

|

2017

|

Nr 5

80--86

EN

In recent years, flexibility of power generation systems – understood as their ability to perform quick start-ups, shut-downs and load changes in possibly broad range and with small loss of efficiency – has been seen as increasingly important. This is due to increased popularisation of wind and solar power generation systems, which operate at variable and not fully predictable output. This creates a demand for power sources able to quickly replace temporarily lost (reduced) output of renewables, which would be characterised by low fixed cost (due to relatively low capacity utilisation factor). The paper presents the newest technical achievements in the field of large reciprocating internal combustion engines used to meet this kind of demand – including technical parameters of current and prospective solutions, as well as operating experience from plants used to provide backup power, along with results of tests confirming ability of engine-based power generation systems to provide ancillary services (primary and secondary frequency control). Also discussed are results of selected techno-economic analyses which highlight system-level benefits resulting from building high-flexibility sources in various power systems, and economic conditions necessary to adopt such technologies. Incentives and obstacles for development of such technologies at the Polish and European energy markets are presented along with different commercial concepts for plants ensuring power flexibility based on examples from different countries.

PL

W ostatnich latach obserwowany jest wzrost znaczenia elastyczności instalacji energetycznych rozumianej jako zdolność do szybkiego rozruchu, odstawienia oraz zmiany bieżącego punktu pracy w możliwie szerokim zakresie i z możliwie niewielką utratą sprawności. Jest to związane z coraz większym rozpowszechnieniem źródeł wiatrowych i słonecznych, których moc wykazuje istotne i nie w pełni przewidywalne wahania. Tworzy to zapotrzebowanie na instalacje energetyczne zdolne do szybkiego zastępowania czasowo utraconej (obniżonej) mocy źródeł odnawialnych, charakteryzujące się jednocześnie możliwie niskimi kosztami stałymi (z uwagi na względnie niski współczynnik zainstalowania mocy zainstalowanej). W artykule przedstawiono najnowsze osiągnięcia techniczne w obszarze rozwoju gazowych silników tłokowych wielkiej mocy wykorzystywanych do zaspokojenia takiego zapotrzebowania – w tym parametry techniczne obecnie stosowanych i perspektywicznych rozwiązań, a także doświadczenia eksploatacyjne z instalacji wykorzystywanych do rezerwowania mocy oraz wyniki prób potwierdzających zdolność instalacji silnikowych do świadczenia usług systemowych (pierwotnej i wtórnej regulacji częstotliwości). Omówiono także wyniki wybranych analiz techniczno-ekonomicznych wskazujących na korzyści systemowe z zastosowania jednostek wytwórczych o wysokiej elastyczności w różnych systemach energetycznych oraz warunki ekonomiczne niezbędne dla wdrożenia takiej technologii. Wskazano czynniki sprzyjające oraz przeszkody w rozwoju omawianych technologii w warunkach polskiego i europejskiego rynku energii, a także różne modele funkcjonowania instalacji zapewniających elastyczność mocy wytwórczych w oparciu o przykłady z różnych krajów.

6

Badania eksperymentalne silnika spalinowego zasilanego paliwem płynnym typu diesel wzbogaconym wodorem

Stępniak D., Surwiło J., Lampart P., Skarpetowski B.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 7

827--829

PL

W niniejszym artykule przedstawiono metodykę oraz wyniki badań dotyczących eksperymentalnego wzbogacania i spalania paliw ciekłych typu diesel w silniku tłokowym o zapłonie samoczynnym KIPOR KM178F, który został zamontowany w agregacie prądotwórczym KIPOR KDE3500E. W pracy zwrócono uwagę na zmienność parametrów spalin silnika pracującego w trybie biegu jałowego oraz pod obciążeniem zasilanego paliwem ciekłym i wzbogaconym wodorem o różnych udziałach objętościowych, względem objętości całkowitej cylindra silnika. Przeprowadzono dokładną analizę jakościową i ilościową spalin przy wykorzystaniu specjalistycznego sprzętu pomiarowego. Określony został charakter zmian składu spalin, w tym cząstek CO, CO2, NOx, w zależności od obciążenia silnika zasilanego różnymi paliwami.

EN

This paper presents the methodology and results of research focused on experimental investigation of enrichment and combustion of liquid fuels in a KIPOR KM178F CI engine mounted in the electric generator KIPOR KDE3500E. The study highlighted the variability of exhaust gases parameters produced by engine running in an idle mode and in a generation mode. Liquid diesel fuel and liquid diesel fuel enriched with hydrogen were used to supply the engine. Various volumetric proportions of hydrogen were calculated. Qualitative and quantitative analysis of exhaust gases was carried out by using specialized measuring equipment. The composition of the exhaust gases, including particulate CO, CO2, NOx, depending on the load of working engine powered by different fuels was defined.

7

Analiza wskaźników energetycznych i emisyjnych silnika tłokowego zasilanego mieszaniną biogazową

Stępniak D., Surwiło J., Lampart P.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 7

824--826

PL

W niniejszym artykule przedstawiono metodykę oraz wyniki badań dotyczących eksperymentalnego generowania i spalania paliw ciekłych typu diesel w silniku tłokowym o zapłonie samoczynnym. Zwrócono uwagę na zmienność parametrów pracy silnika uruchamianego w trybie biegu jałowego oraz pod obciążeniem. Dokonano analizy zmienności temperatury w poszczególnych cylindrach, w zależności od rodzaju generowanego paliwa wykorzystywanego do jego zasilania. Przeprowadzono dokładną analizę jakościową i ilościową spalin przy wykorzystaniu jako paliwa substytutu biogazu o różnych proporcjach metanu i dwutlenku węgla. Określony został charakter zmian składu spalin, w tym cząstek CO, CO2, NOx w zależności od obciążenia silnika zasilanego różnymi paliwami.

EN

This paper presents the methodology and results of research focused on experimental investigation of generation and combustion of liquid fuels in a combustion piston engine. The study highlights the variability of exhaust gases parameters produced by the engine running in an idle mode and in a generation mode. The experimental analysis includes research about variability of temperatures in the cylinders, depending on the type of fuel used to supply the engine. The qualitative and quantitative analysis of exhaust gases extends on biogas substitutes with different proportions of methane and carbon dioxide. Characteristics were created depending on the composition of exhaust gases, including particulate CO, CO2, NOx, for a range of engine load and fuel composition.

8

Analiza obiegów kogeneracyjnych z silnikami tłokowymi i mikroturbinami

Cieśliński A., Kosowski K., Piwowarski M., Stępień R., Włodarski W.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 6

41--46

PL

Przeprowadzono analizę dla układów kogeneracyjnych z mikroturbinami wykorzystującymi ciepło odpadowe z silników tłokowych. Rozważono cztery główne źródła ciepła odpadowego z silników tłokowych: spaliny wylotowe, woda chłodząca silnik, olej smarny i ciepło z systemu turbodaładowania. Obliczenia przeprowadzono dla silników General Electric Jerbacher typów: J320 GS-C25 i J416 GS-B05. Uwzględniono różne czynniki robocze siłowni (zarówno “suche”, jak i “mokre”) oraz różne cycle termodynamiczne. Nasze badanie wykazały, że wykorzystując ciepło odpadowe silników, można nie tylko podgrzewać wodę, ale także wytwarzać energię elektryczną. W ten sposób można podnieść sprawność ogólną wytwarzania energii elektrycznej nawet o 20%.

EN

The analysis was carried out for Combined Heat and Power generation systems with micro-turbines power plants working on heat rejected from the reciprocating engine. There are four main sources of heat rejected from the stroke engines: exhaust gases, engine cooling water, lubricating oil and intercooler. The calculations were performed for GE Jerbacher engines of J320 GS-C25 and J416 GS-B05 types. We considered different working media (both wet and dry fluids) and different thermodynamic cycles. Our results proved that using the heat rejected from the engines is possible not only to warm up water but also to produce some electric power and, in this way, increase the total electric output by even 20%.

9

Preliminary concept of an industrial chp plant with reciprocating engines fuelled with coke oven gas

Niewiński G. M., Rajewski A. J.

Rynek Energii

|

2014

|

Nr 4

109--116

EN

The paper presents a pre-feasibility study of an industrial combined heat and power plant based on reciprocating engines fuelled with gaseous fuel created during hard coal gasification. Heat and electricity generated at the investigated plant are intended to fully cover own consumption of the coke production facility, with possible surplus being sold to the power market. The paper presents a structure of energy carriers consumption and availability. Essential thermodynamic and energy balance calculations had been used to select technology, optimise working fluid parameters and finally select proper equipment types. The final stage of the study involved economic calculations with sensitivity analysis for selected parameters. Final results prove that a CHP plant with combustion engines running on coke oven gas is feasible in both technical and economic terms.

PL

Praca dotyczy wstępnej analizy opłacalności budowy elektrociepłowni przemysłowej wyposażonej w silniki spalinowe zasilane paliwem gazowym powstałym w procesie zgazowania węgla kamiennego. W założeniu wyprodukowane przez instalację ciepło oraz energia elektryczna powinny pokryć pełne zapotrzebowanie zakładu, a występująca nadwyżka sprzedana do systemu elektroenergetycznego. W artykule zaprezentowano strukturę dostępności, oraz zużycia nośników energii. Przeprowadzono podstawowe obliczenia termodynamiczne i bilansowe, które stanowiły podstawę wyboru technologii, optymalizacji parametrów czynnika roboczego, a następnie doboru maszyn i urządzeń w Elektrociepłowni. Ostatnim etapem pracy było przeprowadzenie obliczeń ekonomicznych wraz z analizą wrażliwości wybranych parametrów. Końcowe wyniki pracy świadczą o technicznej i ekonomicznej możliwości realizacji inwestycji Elektrociepłowni w oparciu o silniki spalinowe zasilane gazem koksowniczym.

10

Zastosowanie analizy przebiegu ciśnienia w cylindrach okrętowych silników spalinowych w różnych dziedzinach do diagnostyki w warunkach eksploatacji

Monieta J.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

153--160

PL

W artykule przedstawiono wyniki zastosowania analizy przebiegu ciśnienia w cylindrach okrętowych średnioobrotowych silników tłokowych w dziedzinie czasu, amplitudy, częstotliwości oraz analizy falkowej do ich diagnozowania w celu wyboru racjonalnej metody. Przeprowadzono wstępne i zasadnicze badania eksperymentalne z wykorzystaniem metod planowania eksperymentu. Wstępne badania zostały przeprowadzone na okrętowych silnikach Sulzer napędu prądnic, występujących w siłowniach masowców i polegały na pomiarze sygnałów ciśnienia w poszczególnych cylindrach i analizie ich przy różnych obciążeniach silnika oraz sprawdzaniu ich korelacji z obciążeniem. W badaniach zasadniczych oceniano stan techniczny poszczególnych cylindrów przy stałym obciążeniu. Przydatne symptomy diagnostyczne zostały wyselekcjonowane, a metodę zweryfikowano lokalizując uszkodzenia elementów silnika.

EN

In this work has been presented the results of the the application in-cylinder pressure signal analysis of the marine medium-speed engine to diagnostics. In-cylinder pressure signals analysis has been carried out in amplitude, time and frequency domain as well wavelet analysis for their diagnostics to select a rational method. There have been carried out preliminary and principal investigations using experiment planning. The preliminary research have been done on marine diesel engines Sulzer type drive generators, occurring in engine rooms of bulk carriers and rely on the measurement of pressure signals in each cylinder and analyzing them under different engine loads and verify their correlation with the load. In principal research has been diagnosis technical state of individual cylinders at constant loading. Useful diagnostic symptoms have been selected. The method was being verified locating failures of engine elements.

11

Diagnostics system of marine engines and auxiliary machinery

Charchalis A.

Journal of KONBiN

|

2012

|

No. 4 (24)

25--32

EN

Presently, as a result of the technical progress, more and more complicated machines are being used in our everyday life. This is even more the case in relation to technology used at sea, where highly specialised services are needed. Sophisticated marine devices require special diagnostic methods that take into account the specific conditions of use of this type of machinery. In this paper we present the diagnostic systems elaborated to support the exploitation of the vessel power. Marine engine is a complex technical object. For the purpose of diagnostics it is convenient to divide the engine into several units – subsystems such as: piston –crank assembly; working medium exchange system, fuel supply system, lubricating system, cooling system, starting up – reversing system; combustion chamber, etc. The organization of the marine engine and auxiliary machinery diagnostic process can usually come down to two stages, general diagnostics and damage location. Most popular in marine engine diagnostics have been the periodic run analyzers, called pressure analyzers, electronic indicators. The diagnostic system of marine engine is able to assess the current engine condition and give forecast concerning its future operation in a complex way with the use of computer technology. Working out operating decision was based on proper preparation of operational parameters which were processed in a computer according to defined algorithms.

PL

Silnik okrętowy jest złożonym obiektem technicznym. Dla celów diagnostycznych korzystnie jest podzielić ten obiekt na na kilka jednostek – podsystemów takich jak: układ tłokowo-korbowy; system wymiany czynnika roboczego; system paliwowy; system smarowania; system chłodzenia; system rozruchowo – nawrotny; komora spalania; itp. Organizacja diagnostyki silnikow okrętowych i mechanizmów pomocniczych zazwyczaj sprowadza się do dwóch poziomów, diagnostyki ogólnej oraz lokalizacji uszkodzen. Najczęściej stosowaną metodą diagnostyki silnikow okretowych jest okresowa analiza pracy oparta na analizatorach ciśnienia zwanych indykatorami elektronicznymi. System diagnostycznysilnika okrętowego jest w stanie ocenić bieżący stan techniczny obiektu oraz opracować prognozę dotyczącą dalszej eksploatacji, na podstawie kompleksowych analiz komputerowych. Wypracowanie decyzji operacyjnej opiera się na parametrach obliczonych przez komputer na podstawie odpowiednio skonfigurowanego algorytmu.

12

Combustion of ethanol-air mixtures in closed vessel - comparison of simulations with the use of RANS and LES method

Jaworski P., Żbikowski M., Teodorczyk A.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 3

EN

Large Eddies Simulations (LES) has become recently a powerful computational tool with application to turbulent flows. It links classical Reynolds Averaged Navier-Stokes (RANS) approach and Direct Numerical Simulation (DNS). This modeling approach computes the large eddies explicitly in a time-dependent simulation using the filtered Navier-Stokes equations. Filtering is essentially a mathematical manipulation of the exact Navier-Stokes equations to remove the eddies that are smaller than the size of the filter. LES resolves the large flow scales that depend directly on the geometry where small scales are modeled by the sub-grid-scale models. LES is expected to improve the description of the aerodynamic and combustion processes in Internal Combustion Engines. With LES it is possible to resolve the essential part of the flow energy, yielding reliable results. Proper predictions depend on the quality of sub-grid-scale (SGS) models. In this paper the results of computational analysis are compared with experimental results for combustion in constant volume chamber. In that way there is a possibility to see the difference in results of initial flame kernel and laminar flame development. Simulations were made with two CFD codes: Fire and Fluent, which allowed to compare the experimental and simulation results for RANS and LES method and make further improvement in LES combustion model for application in full engine simulation.

PL

LES jest znakomitym narzędziem obliczeniowym przepływów turbulentnych łączącym powszechnie używaną metodę RANS (Reynolds Average Navier Stokes Equation) z DNS (Direct Numerical Simulation). W skrócie metoda LES opiera się na zastosowaniu filtru do równań Naviera-Stokesa i wprowadzeniu rozdziału na zjawiska wielko-skalowe (duże wiry) oraz drobno-skalowe. Zjawiska wielko-skalowe są obliczane przez bezpośrednie rozwiązanie przefiltrowanych równań N-S, natomiast drobno-skalowe są modelowane w skali podsiatkowej. Możliwe jest dzięki temu bezpośrednie obliczenie dużych wirów i wirów biorących udział w procesie kaskadowym. Wiry małe, zależne głównie od lepkości są modelowane, ale wymaga to zastosowanie odpowiednio gęstej siatki od której zależy proces filtrowania. Filtrowanie jest matematyczną manipulacją równań N-S polegającą na wyodrębnieniu wirów z turbulentnego pola przepływu, które są większe niż wielkość zastosowanego filtru. Mimo to właściwe wyniki symulacji uzależnione są również od jakości modelowania w skali podsiatkowej. W pracy przedstawiono porównanie wyników badań eksperymentalnych i symulacyjnych procesu spalania mieszanki ethanolu z powietrzem w komorze o stałej objętości. Celem tej pracy jest przedstawienie pierwszych wyników dla tworzonego modelu spalania w LES.

13

Numerical model of heat-flow phenomena in piston engine fitting non-conventional fuels

Korzec E., Szczygieł I.

Systems : journal of transdisciplinary systems science

|

2010

|

Vol. 14, No sp.

49--60

EN

In the paper the 2-D axisimetric simplified numerical model of cylinder in piston engine is presented. The model and computations were made by use of commercial software ANSYS Workbench. In the introductory numerical model of cylinder heat sources were omitted. The geometry was simplified.

PL

Na przestrzeni ostatnich kilku lat obserwuje się wzrost zainteresowania zastosowaniem alternatywnych paliw, takich jak gaz ziemny czy biogaz. Jest to związane z dynamicznym rozwojem cywilizacji, zmniejszającymi się zasobami złóż ropy naftowej, a także koniecznością przestrzegania coraz bardziej restrykcyjnych norm dotyczących poziomu emisji zanieczyszczeń. Głównym celem zastosowania alternatywnych technologii, obok skutków finansowych, jest ograniczenie emisji zanieczyszczeń do atmosfery oraz zmniejszenie zagrożeń akustycznych. Ilość toksycznych zanieczyszczeń ze spalin samochodowych kształtowana jest przez dwa niezależne czynniki: wzrost natężenia ruchu oraz rosnące zatłoczenie i wynikające z niego zakłócenia. W zakresie ograniczenia emisji spalin najprostszym i najskuteczniejszym rozwiązaniem jest zastosowanie paliw niekonwencjonalnych do zasilania silników samochodowych. Suma zanieczyszczeń produkowanych przez silniki zasilane paliwami alternatywnymi jest niższa w porównaniu do silników zasilanych paliwami tradycyjnymi, takimi jak benzyna czy olej napędowy. Szczególnego znaczenia nabiera problem zanieczyszczenia środowiska w aglomeracjach miejskich, gdzie natężenie ruchu drogowego jest duże. Zastosowanie paliw niekonwencjonalnych do zasilania pojazdów samochodowych przyczyni się do poprawy życia mieszkańców dużych miast, dzięki zmniejszeniu ilości wprowadzanych do atmosfery zanieczyszczeń i obniżenia poziomu hałasu. W związku z powyższym, celowe wydają się badania zjawisk cieplno-przepływowych w silniku tłokowym zasilanym paliwem niekonwencjonalnym. Dosyć powszechne są pomiary laboratoryjne silników na hamowniach silnikowych czy podwoziowych. W fazie początkowej są natomiast prace zmierzające do zbudowania modelu numerycznego silnika tłokowego, ukierunkowanego na zachodzące w nim zjawiska cieplno-przepływowe. Budowanie modelu numerycznego urządzenia, w którym występują ruchome elementy wymaga zastosowania specjalnego podejścia. Jednym z nich jest użycie siatki dynamicznej. Ze względu na stosunkowo małą liczbę symulacji z wykorzystaniem siatek dynamicznych, ich użycie nie jest do końca rozpoznane. W związku z tym prawidłowe zamodelowanie przebiegu procesów jest źródłem wielu trudności. Z uwagi na konieczność dyskretyzacji modelu w każdym kroku czasowym, co wynika ze zmiany geometrii, wymagane jest przygotowanie siatki numerycznej o dobrej jakości oraz przyjęcie odpowiednio małego kroku czasowego. Wpływa to jednak znacząco na wydłużenie czasu obliczeń. W pracy zaprezentowano uproszczony model numeryczny cylindra silnika tłokowego. Model oraz obliczenia zostały wykonane z wykorzystaniem komercyjnego pakietu ANSYS Workbench. Z dostępnych w tym pakiecie komponentów został wybrany komponent FLUENT. W zbudowanym wstępnym modelu numerycznym cylindra silnika spalinowego tłokowego nie zostały uwzględnione źródła ciepła. Spowodowało to, iż działał on w sposób analogiczny do pracy sprężarki tłokowej. Założono również uogólnienia dotyczące geometrii. Dane techniczne oraz geometria, na podstawie których został zbudowany model silnika, przyjęto na podstawie jednostki, na której w przyszłości będą przeprowadzone badania doświadczalne i weryfikacja finalnego modelu. Pomimo przyjęcia założenia o pełnej izolacyjności ścian komory spalania, wyniki otrzymane na podstawie symulacji nieznacznie odbiegają od wyników otrzymanych na drodze eksperymentu. Może to wynikać z faktu, że czas jednego cyklu sprężania jest bardzo krótki (około 0,01 s). Dzięki zastosowaniu siatki dynamicznej możliwe było zamodelowanie ruchu tłoka w każdym kroku czasowym, czyli co 0,5 stopnia obrotu wału korbowego. Dzięki temu możliwe było uzyskanie dosyć dokładnych wyników. Kolejnymi etapami będzie zamodelowanie całego cyklu sprężania i rozprężania powietrza w cylindrze, a następnie zamodelowanie pełnego cyklu spalania mieszanki palnej (biogazu). Ostatnim etapem będzie walidacja zbudowanego modelu w oparciu o dane pomiarowe pochodzące z badań eksperymentalnych przeprowadzonych na silniku Honda GX270.

14

Investigation of susceptibility to icing of aircraft piston engine ROTAX 447 UL SDCI

Chachurski R.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 4

73-80

EN

Icing of aircrafts and their powerplants is essential danger for safety of flights and is at the bottom of many more or less serious aviation incidents and accidents in Poland and worldwide. Icing of induction systems of aircraft piston engines is caused by water contained in the air, by vapour of water contained in the air and by fuel vaporising. Experimental investigations of the temperature changing in characteristic points of induction systems of piston engine Rotax 447 UL SDCI equipped with slide carburettor BING 54/36, which have been made in the Institute of Aviation Technology of Military University of Technology, show that these temperatures strongly depend on the inlet flow conditions and are significantly below the ambient air temperature. Results of measurements, which have been made in different conditions, show that the temperature in induction systems may drop up to 16-31oC compared to the external air temperature. This high temperature drop is caused mainly by process of vaporising fuel sprayed to the carburettor. Effects of acceleration of the air in the carburettor Venturi or between the throttle and carburettor walls are minor. Similar results have been obtained for the carburettor Walbro WB-37 with butterfly throttle and for the carburettor CVK-50 with variable Venturi and butterfly throttle. No induction icing has been observed, despite severe icing potential appropriate icing risk diagram.

PL

Oblodzenie statków powietrznych i ich zespołów napędowych stanowi istotne zagrożenie dla bezpieczeństwa lotów i jest przyczyną wielu bardziej lub mniej zdarzeń i wypadków lotniczych w Polsce i na świecie. Oblodzenie układów dolotowych lotniczych silników tłokowych jest wynikiem oddziaływania wody i pary wodnej zawartej w powietrzu atmosferycznym oraz, przede wszystkim, odparowywania paliwa. Przeprowadzone w Instytucie Techniki Lotniczej Wojskowej Akademii Technicznej badania rozkładu temperatury w charakterystycznych punktach układu dolotowego silnika tłokowego Rotax 447 UL SDCI wyposażonego w gaźnik BING 54/36 z przepustnicą tłokową pokazały, że temperatury te są znacznie niższe od temperatury otoczenia. Wyniki pomiarów przeprowadzanych w różnych warunkach pokazują, że temperatura w układzie dolotowym tego silnika spada o 16-31oC w stosunku do temperatury powietrza. Tak duży spadek temperatury jest przede wszystkim wynikiem odparowywania paliwa zasysanego z rozpylaczy do kanału przepływowego gaźnika. Wpływ przyspieszania strumienia powietrza w gardzieli gaźnika i między ściankami przepustnicy a ściankami kanału przepływowego jest znacznie mniejszy. Podobne wyniki uzyskano dla innych przebadanych gaźników: Walbro WB-37 z przepustnicą uchylną i podciśnieniowego gaźnika CVK-50. W trakcie badań nie zaobserwowano objawów oblodzenia układu dolotowego silnika, mimo, iż zgodnie z diagramem służącym do określania zagrożenia oblodzeniem, warunki były sprzyjające.

15

Investigation of susceptibility to icing of aircraft piston engine Rotax 447 UL SDCI9

Chachurski R.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 3

59-66

EN

Icing of aircrafts and their powerplants is essential danger for safety off lights and is at the bottom of many more or less serious aviation incidents and accidents in Poland and worldwide. Icing of induction systems of aircraft piston engines is caused by water contained in the air, by vapour of water contained in the air and by fuel vaporising. Experimental investigations of the temperature changing in characteristic points of induction systems of piston engine Rotax 447 UL SDCI equipped with slide carburettor BING 54/36, which have been made in the Institute of Aviation Technology of Military University of Technology, show that these temperatures strongly depend on the inlet flow conditions and are significantly below the ambient air temperature. Results of measurements, which have been made in different conditions, show that the temperature in induction systems may drop up to 16-31oC compared to the external air temperature. This high temperature drop is caused mainly by process of vaporising fuel sprayed to the carburettor. Effects of acceleration of the air in the carburettor Venturi or between the throttle and carburettor walls are minor. Similar results have been obtained for the carburettor Walbro WB-37 with butterfly throttle and for the carburettor CVK-50 with variable Venturi and butterfly throttle. No induction icing has been observed, despite severe icing potential appropriate icing risk diagram.

PL

Oblodzenie statków powietrznych i ich zespołów napędowych stanowi istotne zagrożenie dla bezpieczeństwa lotów i jest przyczyną wielu bardziej lub mniej zdarzeń i wypadków lotniczych w Polsce i na świecie. Oblodzenie układów dolotowych lotniczych silników tłokowych jest wynikiem oddziaływania wody i pary wodnej zawartej w powietrzu atmosferycznym oraz, przede wszystkim, odparowywania paliwa. Przeprowadzone w Instytucie Techniki Lotniczej Wojskowej Akademii Technicznej badania rozkładu temperatury w charakterystycznych punktach układu dolotowego silnika tłokowego Rotax 447 UL SDCI wyposażonego w gaźnik BING 54/36 z przepustnicą tłokową pokazały, że temperatury te są znacznie niższe od temperatury otoczenia. Wyniki pomiarów przeprowadzanych w różnych warunkach pokazują, że temperatura w układzie dolotowym tego silnika spada o 16-31oC w stosunku do temperatury powietrza. Tak duży spadek temperatury jest przede wszystkim wynikiem odparowywania paliwa zasysanego z rozpylaczy do kanału przepływowego gaźnika. Wpływ przyspieszania strumienia powietrza w gardzieli gaźnika i między ściankami przepustnicy a ściankami kanału przepływowego jest znacznie mniejszy. Podobne wyniki uzyskano dla innych przebadanych gaźników: Walbro WB-37 z przepustnicą uchylną i podciśnieniowego gaźnika CVK-50. W trakcie badań nie zaobserwowano objawów oblodzenia układu dolotowego silnika, mimo, iż zgodnie z diagramem służącym do określania zagrożenia oblodzeniem, warunki były sprzyjające.

16

Analysis of aircraft powerplants icing possibility in Poland

Chachurski R.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 3

131-138

PL

Oblodzenie statków powietrznych i ich zespołów napędowych stanowi wciąż istotne zagrożenie dla bezpieczeństwa wykonywania lotów. W określonych warunkach lód może tworzyć się na elementach wlotu, żebrach, łopatach kierowniczych i wirnikowych sprężarek silników turbinowych, a także wewnątrz układów dolotowych silników tłokowych. Ponadto, w wypadku turbinowych zespołów napędowych wywołany oblodzeniem wybuch cieplny może doprowadzić do samoczynnego wyłączania się silników. Analiza danych meteorologicznych z polskiej przestrzeni powietrznej w latach 2004-2006 pokazuje, że dla silników turbinowych oblodzenie jest szczególnie groźna zimą, wiosną oraz późną jesienią. Z kolei silniki tłokowe są narażone na intensywne oblodzenie w każdej fazie lotu w porze nocnej oraz o poranku niemal przez cały rok. Podobnie jest w porze dziennej, przy czym w miesiącach letnich spada zagrożenie w każdej fazie lotu, ale wzrasta możliwość wystąpienia silnego oblodzenia podczas zniżania. Paradoksalnie najwięcej dni, w których zagrożenie oblodzeniem jest mniejsze występuje w miesiącach zimowych, wówczas, gdy temperatura otoczenia spada poniżej -5 stopni Celsjusza. Analiza wyników uzyskanych dla silników turbinowych pozwala na stwierdzenie, że w czasie nocy zagrożenie oblodzeniem może wystąpić przede wszystkim od stycznia do kwietnia dla samolotów szybkich i śmigłowców. Zagrożenie dla samolotów F-16 może wystąpić od października do maja. Natomiast dla samolotów pasażerskich i szkolno-treningowych zagrożenie pojawia się w miesiącach zimowych. W czasie dnia oblodzenie może wystąpić głównie zimą, wczesną wiosną i późną jesienią.

EN

Icing of aircrafts and their powerplants is essential danger for safety of flights. At specific conditions ice may form itself on elements of inlet, ribs, vanes and blades of compressors of gas turbine engines or inside induction systems of piston engines and on propellers. Moreover, heat explosion due icing may give rise to flameout of gas turbine engines. Analysis of meteorological data from the Polish airspace from 2004-2006 years shows, that for gas turbine engines icing is the most danger in winter, spring and late autumn. Piston engines risk due icing are high during all flight at night and at early morning almost all year. Similar risk is at day time, although risk during all flight is lower in summer, but during descent and approach is higher. It is a paradox that the fewest days with low risk for piston engines icing are in winter, when an air temperature is lower than -5 centigrade. The analysis of results obtained for turbine-engines lets on statement that during the night threat of icing can appear first of all from January to April for high-speed planes and helicopters. Danger for F-16 planes can appear from October to May. However for passenger aeroplanes and of school-of training threat appears in winter-months. During the day the icing can appear mostly in the wintertime, early spring and backdrop.

17

Rozwój technologiczny generacji rozproszonej (cz. 2)

Malko J.

Czysta Energia

|

2004

|

Nr 12

30-31

18

Biogas-fuelled cogeneration system as a higly beneficial solution

Skorek J., Tańczuk M., Ulbrich R.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Politechnika Opolska

|

2003

|

Vol. 291, z. 4

475-485

EN

Experiences of operating co-generation system based on two IC engines supplied with sewage biogas and technical and economical analysis of the unit is presented in the paper. The CHP system is installed in Opole sewage treatment plant. The main technical parameters: efficiency, fuel consumption, lubrication oil consumption, and operation and maintenance costs have been derived basing on the exploitation data. The basic economical indexes have been calculated including financial savings due to avoided purchase of electricity from the grid. After 13 years of operation of co-generation system and for discount rate 10%, NPV amounts to 220 thousands EUR since simple payback time (rate of discount 0%) is about 1,7 years. Relatively to SPB, discounted payback time {DPB) is longer: 2,4 years for 10% rate of discount and 2,6 years for 15% rate of discount. It is for sure that remission of the 70% of loan had a considerable influence on such an advantageous economical indexes. In order to estimate this influence, calculations were made with an assumption that the loan was fully repaid. Simulation was carried out for 10% rate of discount. In the result, the indexes got worse slightly: NPV = 170 thousands EUR, DPB = 3,6 years.

PL

W pracy przedstawiono doświadczenia związane z eksploatacją układu kogeneracyjnego opartego na dwóch silnikach tłokowych zasilanych biogazem pochodzącym z fermentacji osadu ściekowego na terenie oczyszczalni ścieków w Opolu. Przedstawiono także wyniki analizy technicznej i ekonomicznej pracy układu. Na podstawie danych eksploatacyjnych określono podstawowe parametry techniczne takie jak sprawność, zużycie paliwa i oleju smarnego oraz koszty operacyjne i eksploatacyjne. Wyznaczono podstawowe wskaźniki opłacalności ekonomicznej, w tym oszczędności wynikające z kosztów unikniętych zakupu energii elektrycznej z sieci. Po 13 latach eksploatacji, przy założeniu stopy dyskonta 10%, wartość NPV wyniesie 220 tys. Euro zaś prosty okres zwrotu 1,7 lat. Zdyskontowany okres zwrotu DPB wyniesie odpowiednio: dla stopy dyskonta 10% - 2,4 lat, zaś dla 12% - 2,6 lat. Nie ulega wątpliwości, że 70% redukcja kredytu ma znaczący wpływ na wyniki ekonomiczne. Na podstawie symulacji stwierdzono, że dla przypadku pełnej spłaty kredytu, przy 10% stopie dyskonta, wskaźniki ekonomiczne wyniosą odpowiednio: NPV 170 tys. Euro a DPB -3,6 lat.

19

The control of combustion process in internal combustion engines

Abatorab A., Teodorczyk A.

Journal of KONES

|

2000

|

Vol. 7, No. 1-2

1-13

EN

. In the last decade many researchers are focusing their study on the development of the combustion diagnostic and control in real time which was possible with the evolution of the electronic possibilities and equipment. The aim off all these research works is the development of an easy described models and algorithms which demand a short real time for their run and less quantity of parameters. The key function off all this works is to perform piston engine combustion systems, to get high combustion efficiency with low pollutants emissions. In the present work all recent works were studied and own methodology based on the INVERSE COMBUSTION PROBLEM [1,2,3] is proposed. In this algorithm the data input arę pressure of the process and the concentration of the NOX. Based on that data the heat release profile is evaluated unambiguously, energy losses and average thermodynamic parameters are determined automatically, flexibility and stability schemes are described. The concentration of the main combustion products species are calculated in parallel to the thermodynamic pathway. The developed method was applied to experimental adapted Fiat 126p 650 engines, with conventional combustion system, PJC system, JDC system and Stratified Combustion.

PL

W ostatnich latach obserwuje się nasilenie prac badawczych poświęconych aktywnej kontroli i sterowaniu procesów spalania w silnikach tłokowych. Celem tych prac jest opracowanie metodologii i algorytmów komputerowych umożliwiających kontrolę i sterowanie procesu spalania w czasie rzeczywistym pracy silnika. Funkcją celu jest osiągnięcie maksymalnych osiągów silnika przy minimalnej toksyczności spalin. Aktualnie w wielu ośrodkach naukowych prowadzi się intensywne prace w tym kierunku w oparciu o różne metody i założenia. W prezentowanej pracy dokonano syntetycznego przeglądu tych metod. W niniejszej pracy opracowano oryginalną metodę kontroli i sterowania procesu spalania opartą na metodologii odwrotnego procesu spalania Oppenheima. W metodzie tej na podstawie zmierzonego przebiegu ciśnienia w cylindrze oraz chwilowej koncentracji tlenków azotu w spalinach określa się w sposób jednoznaczny przebieg wywiązywania się ciepła w komorze spalania, straty energii w czasie procesu oraz pełny skład spalin. Opracowaną metodologię zastosowano do analizy pracy kilku silników tłokowych o rożnych systemach spalania: konwencjonalny, pulsed jet combustion (PJC), jet dispersed combustion (JDC) oraz system ładunku uwarstwionego.

20

Wpływ kołysania okrętu na poziom emisji związków toksycznych tłokowego silnika spalinowego z częściowo zanurzonym wylotem spalin

Piaseczny L., Zadrąg R.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

1999

|

R. 40 nr 1 (138)

75-85

PL

W pracy opisano przebieg i wyniki badań wpływu okresowego dławienia wylotu spalin spowodowanego kołysaniem okrętu) na zmiany emisji związków toksycznych okrętowego tłokowego silnika spalinowego. Badania przeprowadzono na stanowisku hamownianym ,silnika, symulując dławienie wylotu spalin według modelu rzeczywistych wymuszeń, powstających podczas kołysania okrętu. Badania wykazały wpływ dławienia wylotu spalin na poziom emisji CO i Nox oraz prędkość obrotową turbosprężarki.

EN

The paper describes the course and results of investigations on influence of periodical throttling of outlet of gases (caused by rolling and pitching) on changes in emission of toxic compounds from a marine an engine. The investigations were conducted on an engine test bed, simulating throttling of gas outlet according to the model of real inputs caused in the course of rolling and pitching. The investigations showed the influence of throttling of gas outlet on CO and Nox and on rotational speed of turbocharger.