Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Symulacje komputerowe z wykorzystaniem zaawansowanych modeli numerycznych pirolizy i gaszenia wodą

Krasuski Adam, Krauze Andrzej

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2020

|

Nr 74 (tom 2)

7--26

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano możliwości opracowanych modeli rozwoju pożaru i działania tryskaczy, które są dostępne w programie Fire Dynamics Simulator. Przedstawiono teoretyczny przykład analizy komputerowej z wykorzystaniem eksperymentalnych modeli pirolizy i gaszenia wodą. Jednym z najbardziej istotnych czynników mających wpływ na wyniki analizy komputerowej bezpieczeństwa budynku ma uzyskana w modelu szybkość uwalniania ciepła (z ang. Heat Release Rate, HRR). W oprogramówaniu komputerowym może być ona definiowana na wiele sposobów. Można skorzystać z podstawowej metody, czyli wprowadzić określoną wartość HRR, niezależną od warunków symulacji. Bardziej zaawansowany sposób to wyliczanie HRR z modelu poprzez symulowanie procesów pirolizy. Wybór metody modelowania HRR definiuje również możliwości w zakresie modelowania efektów gaszenia wodą. Modelowanie tłumienia ognia przez wodę musi uwzględniać opis trzech zjawisk: transport kropelek wody w powietrzu, przepływ wody wzdłuż stałej powierzchni oraz przewidywanie zmniejszenia się szybkości spalania. Podstawowy sposób to modyfikacja szybkości uwalniania ciepła lub założenie ograniczonej powierzchni pożaru. Bardziej zaawansowane metody pozwalają na modelowanie fazy gaszenia przez program, w zależności od ilości wody, która dociera do strefy spalania.

EN

This article describes possibilities offered by the existing fire spread and fire suppression models available in the Fire Dynamics Simulator. A theoretical example was provided of a computer analysis using experimental models of pyrolysis and sprinkler models. One of the most important factors that affect results of building safety computer analysis if the heat release rate (HRR) obtained in the model. It may be defined in many ways in computer programmes. Use may be made of the basic method, i.e. a defined value of HRR may be entered, independently of simulation conditions. A more advanced method comprises calculation of HRR from the model by simulating pyrolysis processes. Selection of a method for modelling HRR also defines possibilities related to modelling effects of water suppression. Modelling fire suppression by water must take into account three most important elements: moving of water droplets through the air, transporting the water along the solid surface, and predicting the decreasing of the burning rate. The basic method is to modify HRR curve. More advanced methods allow the user to model decay phase depending on amount of water which reaches fire area.

2

Computer simulations using complex numerical pyrolysis and suppression models

Krasuski Adam, Krauze Andrzej

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2020

|

Nr 74 (tom 2)

27--46

EN

This article describes possibilities offered by the existing fire spread and fire suppression models available in the Fire Dynamics Simulator. A theoretical example was provided of a computer analysis using experimental models of pyrolysis and sprinkler models. One of the most important factors that affect results of building safety computer analysis if the heat release rate (HRR) obtained in the model. It may be defined in many ways in computer programmes. Use may be made of the basic method, i.e. a defined value of HRR may be entered, independently of simulation conditions. A more advanced method comprises calculation of HRR from the model by simulating pyrolysis processes. Selection of a method for modelling HRR also defines possibilities related to modelling effects of water suppression. Modelling fire suppression by water must take into account three most important elements: moving of water droplets through the air, transporting the water along the solid surface, and predicting the decreasing of the burning rate. The basic method is to modify HRR curve. More advanced methods allow the user to model decay phase depending on amount of water which reaches fire area.

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano możliwości opracowanych modeli rozwoju pożaru i działania tryskaczy, które są dostępne w programie Fire Dynamics Simulator. Przedstawiono teoretyczny przykład analizy komputerowej z wykorzystaniem eksperymentalnych modeli pirolizy i gaszenia wodą. Jednym z najbardziej istotnych czynników mających wpływ na wyniki analizy komputerowej bezpieczeństwa budynku ma uzyskana w modelu szybkość uwalniania ciepła (z ang. Heat Release Rate, HRR). W oprogramówaniu komputerowym może być ona definiowana na wiele sposobów. Można skorzystać z podstawowej metody, czyli wprowadzić określoną wartość HRR, niezależną od warunków symulacji. Bardziej zaawansowany sposób to wyliczanie HRR z modelu poprzez symulowanie procesów pirolizy. Wybór metody modelowania HRR definiuje również możliwości w zakresie modelowania efektów gaszenia wodą. Modelowanie tłumienia ognia przez wodę musi uwzględniać opis trzech zjawisk: transport kropelek wody w powietrzu, przepływ wody wzdłuż stałej powierzchni oraz przewidywanie zmniejszenia się szybkości spalania. Podstawowy sposób to modyfikacja szybkości uwalniania ciepła lub założenie ograniczonej powierzchni pożaru. Bardziej zaawansowane metody pozwalają na modelowanie fazy gaszenia przez program, w zależności od ilości wody, która dociera do strefy spalania.

3

Numerical Analysis of Operating Parameters of Hydrodynamic Thrust Bearings Lubricated with Magnetic Fluid

Szczęch Marcin, Horak Wojciech, Tarasevych Yuliia

Tribologia

|

2020

|

nr 3

43--51

EN

The paper presents the results of numerical simulations (CFD) of hydrodynamic thrust slide bearings lubricated with magnetorheological (MR) fluid. The analyses were carried out to evaluate the influence of the rheological properties of the lubricant, as well as the geometry of the bearing's thrust pad surface. Bearing load conditions were considered on the key functional features of the system, i.e. axial force and torque. The paper presents a comparative analysis of various geometries of thrust bearings and points out possible functional features of hydrodynamic thrust bearings lubricated with fluids with controlled rheological properties.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych (CFD), hydrodynamicznych wzdłużnych łożysk ślizgowych smarowanych cieczą magnetoreologiczną (MR). Przeprowadzone analizy dotyczyły oceny wpływu właściwości reologicznych cieczy, sposobu ukształtowania powierzchni oporowej łożyska, jak również warunków obciążenia węzła tarcia na kluczowe cechy funkcjonalne układu, tj. siłę osiową oraz moment obrotowy. W pracy przestawiono analizę porównawczą różnych geometrii łożysk wzdłużnych oraz wskazano na możliwe do uzyskania cechy użytkowe wzdłużnych hydrodynamicznych łożysk ślizgowych smarownych cieczami o sterowanych właściwościach reologicznych.

4

Results of Jet Fan Tests Using Experimental and Numerical Techniques

Kubicki Grzegorz, Tekielak-Skałka Izabela

Safety & Fire Technology

|

2020

|

Vol. 55, iss. 1

6--14

EN

Aim: The aim of the experiments was to check if different jet fans with similar parameters had a similar air flow profile. The study was also aimed at testing whether normal and reverse flow direction have the same profile. Next, the obtained results of velocity distribution along the airflow axis were compared with the results of numerical analysis carried out using tools commonly applied in Poland. Project and methods: The study involved three jet fans (W1 and W3 were manufactured as reversible units, W2 was a unidirectional device). The tests were conducted in two empty warehouses to investigate airflow velocity. The measurements were performed along the axis of the fans and at additional specific points. The first measurement point was located at the fan inlet plane. The following measurements were conducted at 0.6-meter intervals at a distance of 3.6 m from the fans and at 1.2-meter intervals at a distance from 3.6 m to 24.0 m from the fan. The velocity at each measurement point was determined as the average of a 10-second measurement. The velocity measurements were conducted using an ultrasonic anemometer – Windmaster Pro. At the second stage of the study, CFD analysis was performed. Two models were devised in both Ansys Fluent and FDS. Each CFD model presented a single fan in warehouses. Models included the actual position of the fan, doors, columns and joists. Different settings and different sizes of the computational mesh were used in CFD simulation. Results: The study resulted in an air profile along three different jet fans. Velocity profiles in normal and reverse directions were compared. Significant differences were found between airflows for normal and reverse directions. Additionally, it was possible to compare the obtained results in real scale and a CFD simulation performed in the ANSYS FLUENT 13, FDS 5.5.3 and FDS 6. Some of the CFD simulations provided a good similarity of airflow profiles in CFD and real tests, while others did not. Thus, the study showed which settings provided the best results. Conclusions: Each of the tested fans is characterised by a different airflow distribution. The velocity distribution profile is different for the normal and reverse direction in the studied reversible fans despite the same air stream blown in both directions. The performed analyses show that CFD programs can solve velocity correctly, but this requires good settings.

PL

Cel: Celem badań było sprawdzenie, czy różne wentylatory strumieniowe o różnej konstrukcji, ale zbliżonych parametrach pracy, generowały podobny profil przepływu powietrza. Badania prowadzone były w warunkach pracy normalnej i rewersyjnej. Uzyskane rezultaty pomiarów rozkładu prędkości wzdłuż osi przepływu powietrza zostały wykorzystane do porównania wyników analiz numerycznych wykonywanych przy użyciu powszechnie stosowanych w Polsce narzędzi. Projekt i metody: Przedmiotem badań były trzy wentylatory strumieniowe różnych producentów. Dwa z nich (W1 i W3) posiadały zdolność do pracy w kierunku normalnym i rewersyjnym, W2 był urządzeniem jednokierunkowym. Testy zostały przeprowadzone w pustej przestrzeni hali magazynowej. Pomiary prędkości przepływu powietrza, wykonane za pomocą anemometru ultradźwiękowego (WindmasterPro), realizowane były w osi wentylatorów, a pomiary wykonywane były co 0,6 m w odległości do 3,6 m od wylotu wentylatora i co 1,2 m w odległości od 3,6 do 24,0 m. Prędkość w każdym punkcie określano jako średnią z 10 s pomiaru. Badania numeryczne dla każdego z wentylatorów zostały wykonane na dwóch modelach stworzonych w Ansysy Fluent i FDS. Modele zawierały pełne odwzorowanie położenia wentylatorów oraz elementów konstrukcyjnych hali. W symulacjach zastosowano różne ustawienia i rozmiary siatki obliczeniowej. Wyniki: Rezultatem badań było określenie i porównanie charakterystyki przepływu powietrza dla trzech różnych wentylatorów strumieniowych. Pomimo podobnej wielkości jednostek wyniki badania wykazały znaczącą różnicę między poszczególnymi charakterystykami przy przepływie normalnym i pomiędzy przepływem powietrza w kierunku normalnym i odwrotnym. Wyniki rzeczywiste zostały porównane do wyników symulacji CFD przeprowadzonych w ANSYS FLUENT 13, FDS 5.5.3 i FDS 6. Niektóre symulacje CFD pozwoliły na uzyskanie dobrego podobieństwa profilu przepływu powietrza w CFD i rzeczywistych testach, a niektóre nie. Pozwala to na określenie ustawień, przy których uzyskane wyniki najlepiej odwzorowują stan rzeczywisty. Wnioski: Każdy z badanych wentylatorów charakteryzuje się innym rozkładem przepływu powietrza przy pracy normalnej. Znaczną różnicę widać również przy pracy badanych wentylatorów w kierunku normalnym i rewersyjnym, pomimo takiej samej wielkości strumienia powietrza wdmuchiwanego w obu kierunkach. Przeprowadzone analizy pokazują, że programy CFD potrafią poprawnie rozwiązać prędkość, ale potrzebują dobrych ustawień.

5

Wpływ parametrów modelu na dokładność wyników symulacji przepływomierza

Jurkowski Sławomir, Janisz Karina

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 12

135--139

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu parametrów symulacji przepływu czynnika ściśliwego przez zwężkę Venturiego na dokładność uzyskiwanych rezultatów, z wykorzystaniem programu Ansys 2019 R2. Analiza została przeprowadzona w oparciu o wzorzec za jaki uznano wyniki obliczeń przepływu wg. normy PN-EN ISO 51674:2005. Rozważono wpływ modelu gazu i modelu turbulencji. Symulacji podlegała całość układu pomiarowego włącznie z przewodami impulsowymi.

EN

The article presents the analysis of the impact of the compressor flow simulation parameters through the Venturi tube on the accuracy of the obtained results. The Ansys 2019 R2 program was used for analysis. The analysis was carried out on the basis of the pattern for which the results of flow calculations according to standards PN-EN ISO 5167-4: 2005. The influence of the gas model and turbulence model was considered. The entire measurement system, including impulse lines, was subject to simulation.

6

Analiza wpływu parametrów siatki obliczeniowej na wynik symulacji przepływomierza

Jurkowski Sławomir, Janisz Karina

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 12

129--134

PL

W artykule przedstawiono analizę wpływu parametrów siatki na wynik symulacji przepływu gazu przez zwężkę Venturiego. Rozważono wpływ rodzaju siatki, algorytmu siatkowania i wielkości komórek obliczeniowych. Analizą objęto siatkę całego układu pomiarowego włącznie z przewodami impulsowymi. Wyniki symulacji odniesiono do wyników obliczeń przepływu wg. normy PN-EN ISO 5167-4:2005. Wybrano optymalne rozwiązanie biorąc pod uwagę jakość siatki i czas symulacji. Symulację przeprowadzono z wykorzystaniem programu Ansys 2019 R2.

EN

The article presents the analysis of the influence of grid parameters on the result of gas flow simulation through a Venturi. The influence of the grid type, netting algorithm and element size were considered. The analysis covered the grid of the entire measurement system including with impulse lines. The results of the simulation were referred to the results of flow calculations according to standards PN-EN ISO 5167-4: 2005. Optimal solution was chosen considering the grid quality and simulation time. The simulation was carried out using the Ansys 2019 R2 program.

7

Systemy oddymiania grawitacyjnego i wentylacji na halach przemysłowych i magazynowych

Pietruszka K.

Nowoczesne Hale

|

2018

|

Nr 3

18--20

PL

Podstawowymi funkcjami systemu oddymiania w obiektach przemysłowych i magazynowych (PM), obecnie najczęściej budowanych jako jednokondygnacyjne wielkopowierzchniowe hale o znacznej kubaturze, są zapewnienie bezpiecznej ewakuacji ludzi z budynku w czasie pożaru poprzez utrzymanie warstwy dymu ponad głowami ewakuujących się ludzi oraz wydłużenie czasu utrzymania konstrukcji budynku w stanie nienaruszonym poprzez odprowadzanie ciepła w pierwszej fazie pożaru.

8

Symulacje CFD procesu separacji układu ciało stałe-ciecz w zmodyfikowanych osadnikach wirowych

Markowska M., Fus A., Włodarczak S., Kruszelnicka I., Ochowiak M.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2018

|

Nr 6

170--171

PL

Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych procesu separacji układu ciało stałe-ciecz w nowych konstrukcyjnie osadnikach wirowych. Wykorzystano model burzliwości k-ε i model DPM oprogramowania ASNYS Fluent 19.0. Badania przeprowadzono dla osadników wirowych posiadających króciec wlotowy zanurzony na różnej głębokości oraz przegrodę, której położenie zmieniano. Badania doświadczalne potwierdziły słuszność zastosowania wymienionych modeli. Przedstawiono trajektorie cząstek uzyskane podczas symulacji, które potwierdziły powstawanie ruchu wirowego i prezentowały czas przebywania cząstek ciała stałego wewnątrz osadnika. Konstrukcja o najwyższym stopniu separacji posiadała przegrodę ulokowaną pośrodku między ujściem z króćca wlotowego i wylotowego w osi aparatu.

EN

The results of computer simulations of solid-liquid separation in constructional new swirl settling tanks are shown in the paper. The k-e model and DPM models of ANSYS Fluent software 19.0 were used. The studies were carried out for the swirl settling tanks which were characterized by the submerged inlet port situated in a different immersion depth and the baffle with different location inside the tank. Experimental studies confirmed models validity. The particles trajectories obtained in simulations are presented. They confirm the presence of swirl movement and show the residence time of solid particles inside the settling tank. The construction with highest separation efficiency was characterized by the baffle located in tank’s axis and in the middle of inlet and outlet ports.

9

Eksperymentalna weryfikacja symulacji CFD procesu separacji cząstek zawiesin w zmodyfikowanych osadnikach wirowych

Markowska M., Kruszelnicka I., Ginter-Kramarczyk D., Krupińska A., Ochowiak M., Fus A., Okupniak K., Woziwodzki S., Włodarczak S., Matuszak M.

Instal

|

2018

|

nr 12

63--66

PL

W pracy przedstawiono rezultaty symulacji komputerowych procesu separacji w układzie ciało stałe-ciecz. Analizę prowadzono w standardowym i zmodyfikowanym osadniku wirowym. Projektowanie, konstruowanie oraz badania osadników wirowych mogą prowadzić do poprawy efektywności usuwania zanieczyszczeń z cieczy oraz ewentualnego zmniejszenia wielkości urządzeń stosowanych w technologii oczyszczania wód opadowych. Modyfikacja separatorów polegała na wykorzystaniu zanurzonego króćca wlotowego oraz różnorodnie ulokowanej przegrody. Podczas analiz wykorzystano model burzliwości k-ε i model DPM oprogramowania ASNYS Fluent 19.0. Badania eksperymentalne potwierdziły słuszność doboru wymienionych modeli symulacyjnych do analizowanego procesu separacji zanieczyszczeń w osadniku wirowym. Konstrukcja o największym stopniu separacji ciała stałego i cieczy charakteryzowała się przegrodą ulokowaną pośrodku między ujściem z króćca wlotowego i wylotowego w osi aparatu.

EN

In the paper the results of computer simulations of solid-liquid separation process have been shown. The analysis was carried out in regular and modified swirl settling tank. Design, structuring and studying swirl sedimentation tanks can lead to improvement of liquid purification efficiency and potentially to reduce size of rainwater treatment devices. Modification of swirl separators consisted in assembling the submerged inlet port and baffle inside the tank. The k-ε model and the DPM models of ANSYS Fluent software 19.0 have been used in the analysis. Experimental studies have confirmed the choice validity of these models in contamination separation process in swirl settling tanks. The construction with highest separation efficiency was characterized by baffle located in tank’s axis and in the middle of the inlet and outlet ports.

10

Analiza numeryczna interakcji opływu pomiędzy grupami budynków o różnych wysokościach

Piechna J., Tudruj S., Kamieniecki K., Jóźwiak R.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2018

|

T. 10, nr 2

25--30

PL

Praktycznie powstająca zabudowa jest często przypadkową mieszaniną budynków o różnych wysokościach. W pracy przedstawiono wyniki symulacji opływu rzeczywistej konfiguracji budynków dużych i małych tworzących skomplikowaną strukturę przepływu zależną od kierunku wiatru. Wykorzystując różne techniki wizualizacji starano się przedstawić cechy przepływu wyjaśniające stosunkowo niewielki wpływ zabudowy małych budynków na straty strumienia energii wiatru i zrozumieć mechanizmy przepływu je powodujące.

EN

Existing buildings configuration is often a random mix of buildings of different heights. The paper presents the simulation results of the flow between tall and low buildings, that form a complex flow structure dependent on the direction of the wind. Utilizing various visualization techniques, the authors try to explain the physical reasons of relatively small impact of low buildings on wind energy losses in such configuration.

11

Ocena wpływu aranżacji garażu na wynik symulacji CFD rozprzestrzeniania się dymu i ciepła

Suchy P. T., Węgrzyński W.

Bezpieczeństwo i Technika Pożarnicza

|

2018

|

Vol. 52, iss. 4

118--139

PL

Cel: Celem pracy jest przedstawienie wyników badań dotyczących określenia wpływu rozmieszczenia w przestrzeni garażu pojazdów osobowych w określonych miejscach parkingowych na uzyskane w symulacjach numerycznych CFD wartości parametrów fizycznych, w tym masowej koncentracji dymu oraz pola prędkości przepływu. Aby dokonać rozmieszczenia samochodów w sposób losowy, stworzono program komputerowy wykorzystujący metodę pseudolosowego doboru parametrów i lokalizacji pojazdów. Projekt i metody: Obliczenia numeryczne wykonane w ANSYS FLUENT v.14.5. Wyniki: Analiza wyników pozwala stwierdzić, że wielkości wirów dymu i gazów pożarowych oraz prędkości, jakie osiągają po uformowaniu się w obrębie garażu mają istotny wpływ na masową koncentrację dymu w analizowanym obszarze. W obliczeniach zaobserwowano również, że w przypadku scenariuszy uwzględniających taką samą liczbę pojazdów, istotny wpływ na sposób oceny ma fakt, w jakim miejscu zostaje ukształtowana główna struga powietrza dopływająca z szachtu nawiewnego.Wnioski: W przypadku garaży o skomplikowanym kształcie lub niskich (poniżej 2,9 m) rekomenduje się wykonanie dodatkowych obliczeń numerycznych uwzględniających różną liczbę i rozmieszczenie pojazdów w garażu. Wykonanie dodatkowych symulacji można ograniczyć do przypadków, w których zajętość miejsc parkingowych w garażu będzie wynosiła 0% (jedynie z samochodem, z którego inicjowany jest pożar), 40–50% i 100%. Podane obłożenie stanowisk wynika z przeanalizowanych serii obliczeń, gdy różnice w wynikach były najbardziej zauważalne i istotne w procesie oceny. Różnice w wynikach pomiędzy scenariuszami będą większe, gdy pożar będzie się rozwijał z większą mocą i w rezultacie wydzieli się więcej dymu i ciepła w przestrzeni garażu. Dlatego istotne jest, by w takim przypadku przed przystąpieniem do obliczeń numerycznych, dokonać oceny ryzyka wpływu zajętości miejsc postojowych na końcowe wyniki. Z przedstawionych w niniejszym opracowaniu symulacji wynika, że już przy pożarach rzędu 1,4 MW w początkowej ich fazie rozwoju istotnie mogą zmieniać się warunki panujące w garażu. W sytuacji, gdy prędkości na kratach nawiewu mechanicznego wynoszą ponad 2,5 m/s, a w najbliższej okolicy szachtu kompensacyjnego znajdują się zaparkowane pojazdy, wówczas obliczenia numeryczne należałoby wykonać dla pustego garażu, jak również dla scenariusza z samochodami zaparkowanymi w tych newralgicznych punktach. Uzyskane z takiej serii obliczeń wyniki mogą się znacząco różnić, więc zasadne jest, by w analizach uwzględniać tego rodzaju przypadki.

EN

Aim: The aim of this study is to present the results of research on the influence of the arrangement of passenger cars in specific parking spaces inside an indoor car park on the numerical values obtained in CFD simulations of physical parameters such as smoke density and air/smoke stream velocity. In order to distribute cars randomly, a computer program was developed using a pseudorandom method to determine the type of vehicle as well as the position of the car in the indoor car park. Project and methods: CFD calculations in Ansys Fluent 14.5. Results: On analysis, the results demonstrate that the size of vortices and their velocity after forming inside the indoor car park space have a significant impact on the mass concentration of smoke in the analysed area. In the course of the calculations, it was also observed that in comparing scenarios with the same number of vehicles, the method of assessment is significantly affected by the location of formation of the main air stream arriving from the air supply duct. Conclusions: In the case of indoor car parks with a complicated shape or low height, less than 2.9 m, it is recommended to perform additional numerical calculations taking into account different numbers of vehicles and their locations in the indoor car park. Additional simulations can be limited to cases where the occupancy of parking spaces in the indoor car park will be 0% (except for the car being the ignition source), 40-50% and 100%. The provided occupancy rates are based on the analysed calculation series, where the differences in the results were the most noticeable and significant in the assessment process.Scenario results will vary more if the fire curves initiated at the beginning have higher HRR and as a result more smoke and heat are released within the indoor car park. Therefore, in such cases, it is important to assess the risk of impact of the parking space occupancy rate on the results before proceeding to final numerical calculations. The simulations presented in this study demonstrate that at 1.4MW fires in the initial phase of fire development, the conditions prevailing in the indoor car park can change significantly. In a situation where the velocities on the mechanical ventilation grilles are over 2.5 m/s, and parked vehicles are located in the vicinity of the compensation inlet, it is important to perform numerical calculations for an empty indoor car park as well as for the scenario with cars parked at these crucial points. The results obtained from this series of calculations may vary significantly, so it is reasonable to include such cases in the analyses.

12

The performance of the rushton turbine eccentrically positioned in a mixing vessel. Part I: the qualitative CFD analysis

Wójtowicz R., Lipin A. A., Lipin A. G.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 6(114)

191--196

EN

A qualitative analysis of a liquid flow generated by a Rushton turbine eccentrically located in an unbaffled mixing vessel is presented in this paper. On the basis of CFD simulations the influence of the impeller position in the vessel on the flow pattern, velocity distributions and turbulence parameters are examined. Data are presented in visualisations and distribution maps created with various flow visualisation criterions. The results of this work can be used for the design and optimisation of mixing equipment applied in the industry.

PL

Przeprowadzono jakościową analizę przepływu cieczy generowanego przez mieszadło turbinowe tarczowe Rushtona, usytułowane ekscentrycznie w mieszalniku bez przegród. Na podstawie symulacji numerycznych CFD określano wpływ położenia mieszadła w zbiorniku na wybrane parametry przepływu, tj. model przepływu, rozkłady prędkości cieczy czy też parametry burzliwości. Dane symulacyjne opracowano w postaci grafik wizualizacyjnych oraz wektorowych i konturowych map rozkładu, tworzonych w oparciu o różne kryteria wizualizacji przepływu. Uzyskane wyniki mogą być wykorzystane podczas konstruowania i optymalizacji aparatów z mieszadłami stosowanych w warunkach przemysłowych.

13

Symulacja numeryczna przepływu chłodziwa w procesie szlifowania

Stajuda M., Sobczak K., Wójcik R.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 10

1318--1319

PL

Celem badań jest opracowanie zaawansowanego modelu numerycznego przepływu płynu chłodząco-smarującego w procesie szlifowania. W zrealizowanej części projektu przeprowadzono symulacje przepływu powietrza jako medium chłodzącego. W artykule przedstawiono wpływ różnych ustawień kątowych i prędkości wypływu z dyszy na przepływ płynu przez strefę szlifowania.

EN

The objective of the project is to develop an advanced numerical model of a coolant flow in grinding. The accomplished part presented in this article allowed to simulate the flow of air as a cooling medium. The article presents an influence of different angular positions of the nozzle and outflow velocities on the useful flow rate.

14

Performance of a cyclone with an aslant shaped inlet

Wójtowicz R., Wolak P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 2-M

237--242

EN

This paper presents an analysis of selected operating parameters of a cyclone with a modified inlet. The modification consisted in an angular arrangement of an inlet channel wall. This can result – in view of previously conducted experiments – in a faster insertion of a dusty gas into a swirl motion, an improvement of particles separation process. The analysis was carried out using numeric CFD simulations. The results were compared to those obtained from simulations and lab-measurements for a cyclone with standard inlet.

PL

W pracy przedstawiono analizę wybranych parametrów pracy odpylacza cyklonowego ze zmodyfikowanym wlotem. Modyfikacja polegała na kątowym usytuowaniu ścianki kanału wlotowego, co – w świetle prowadzonych wcześniej badań własnych – może skutkować szybszym wprowadzeniem strumienia zapylonego gazu w ruch wirowy i w jego efekcie poprawą efektywności procesu separacji cząstek. Analizę przeprowadzono wykonując symulacje numeryczne CFD. Uzyskane wyniki porównano z wynikami symulacji i pomiarów laboratoryjnych wykonanymi dla cyklonu ze standardowym wlotem.

15

Procedury wykonywania symulacji CFD – wybrane zagadnienia

Brzezińska D.

Rynek Instalacyjny

|

2015

|

Nr 12

46--51

PL

Opracowane przez Szwedzkie Stowarzyszenie Inżynierów Ochrony Przeciwpożarowej (SFPE) wytyczne do modelowania komputerowego zjawisk rozwoju pożaru i rozprzestrzeniania dymu z użyciem technik CFD pozwoliło na uporządkowanie problemu zróżnicowanego poziomu powstających symulacji. W Polsce planowane jest stworzenie podobnych wytycznych.

EN

Swedish branch of the Association of Fire Protection Engineers (SFPE) has developed guidelines for the komputer modeling phenomena spread of fire and smoke, using CFD techniques which are used when performing available safe egress time analysis. It reduced in Sweden problem with different levels of computer simulations. On this base, it is planned to create similar ones in Poland.

16

Nietypowe zastosowania kurtyn

Rybka K.

Rynek Instalacyjny

|

2015

|

Nr 12

64--65

PL

Autorka pisze o zastosowaniach kurtyn powietrznych w nietypowych rozwiązaniach eksploatacyjnych: separacjach stref dla palaczy, separacjach dymu w muzeach oraz blokowaniu rozprzestrzeniania się dymu we wszelkich przypadkach ochrony ppoż.

17

The role of the CFD modelling in the shape optimization of the pressure pulsations dampers

Cyklis P., Młynarczyk P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 2-M

11--18

EN

Pressure pulsations in volumetric compressors systems have an important influence on the compression power and reliability. This problem occurs not only in huge compressor systems, as in the natural gas piping, in gas mines or national transport systems, but also in a small refrigeration compressors in domestic applications. Nowadays, it is necessary to develop pressure pulsation damping elements which will be effective for different mass flow rate values. One of the solutions are passive damping elements in the form of various types of nozzles. In addition to the decrease of pressure pulsations value, the result is also an increase in power consumption of the compression. Therefore, shape optimization is necessary. In the article the possibility of optimizing the shape of such elements using computational simulations is discussed.

PL

Pulsacje ciśnienia w instalacjach sprężarek wyporowych mają duży wpływ na ich moce sprężania oraz niezawodność. Problem ten pojawia się nie tylko w dużych systemach sprężarkowych, jak na przykład w sprężarkach gazu ziemnego w kopalniach i rurociągach transportowych, ale również w małych sprężarkach chłodniczych w zastosowaniach domowych. Aktualnie konieczne jest opracowanie elementów tłumiących pulsacje ciśnienia dla różnych wartości strumienia przepływającego czynnika. Jednym z rozwiązań są pasywne elementy tłumiące w postaci różnego rodzaju zwężek. Poza spadkiem wartości pulsacji ciśnienia efektem jest również wzrost poboru mocy sprężania. Wymagana jest więc optymalizacja kształtu takich elementów. Niniejszy artykuł rozważa możliwość przeprowadzania optymalizacji kształtu pasywnych tłumików pulsacji ciśnienia przy pomocy symulacji komputerowych.

18

Nozzle suppressed pulsating flow CFD simulation issues

Cyklis P., Młynarczyk P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2015

|

Y. 112, iss. 1-M

21--29

EN

Pressure pulsations in volumetric compressor manifolds are one of the most important problems in compressor operation. These problems occur not only in huge compressor systems such as those used in natural gas piping in gas mines or national transport systems, but also in small refrigeration compressors found in domestic applications. Nowadays, systems require a new approach since in all applications, variable revolution speed compressors are introduced. Mufflers designed in a conventional way on the basis of the Helmholtz theory only have good pressure pulsation damping action within the designed frequency range. In the case of revolution speed change, the reaction of the damper designed according to the Helmholtz theory may be insufficient. Therefore, any innovative ideas for pressure attenuation is welcomed by the compressor industry. One of the possibilities to attenuate pressure pulsations over a wide range of frequencies is the introduction of specially shaped nozzles in the gas duct flow directly after the compressor outlet chamber. It is obvious that the nozzle attenuates pressure and flow pulsations due to energy dissipation, but at the same time, it also raises the requirement for the pumping power of the compressor. The estimation of nozzle pulsation attenuation may be assessed using CFD simulation. In the paper, the influence of the time step and viscous models choices have been shown. The differences between viscous and inviscid gas models have been shown.

PL

Pulsacje ciśnienia w instalacjach sprężarek wyporowych są jednym z najważniejszych problemów w eksploatacji sprężarek. Problem ten pojawia się nie tylko w dużych systemach sprężarkowych, jak na przykład w sprężarkach gazu ziemnego w kopalniach i rurociągach transportowych, ale również w małych sprężarkach chłodniczych w zastosowaniach domowych. Aktualnie te systemy wymagają nowego podejścia, jako że we wszystkich zastosowaniach wprowadzane są sprężarki o zmiennych prędkościach obrotowych. Tłumiki projektowane zgodnie z teorią Helmholtza mają dobre wskaźniki tłumienia pulsacji tylko w projektowym zakresie częstotliwości. W przypadku zmian prędkości obrotowej sprężarki działanie tłumika opartego na teorii Helmholtza może być niewystarczające. Dlatego każda innowacyjna technika tłumienia pulsacji ciśnienia jest oczekiwana przez przemysł sprężarkowy. Jedną z możliwości tłumienia pulsacji w szerokim zakresie jest zastosowanie zwężek kształtowych wprowadzonych bezpośrednio na tłoczeniu sprężarki. Oczywiście zwężka taka ogranicza pulsacje, powodując jednak równocześnie zwiększenie mocy potrzebnej do sprężania czynnika. Ocena efektywności tłumienia pulsacji ciśnienia może być oceniona na podstawie wyników symulacji CFD. W pracy pokazano wpływ modelu gazu lepkiego i doboru kroku czasowego na wyniki symulacji. Przedstawiono także różnice w wynikach dla gazu ściśliwego i nieściśliwego.

19

The Computational-Fluid-Dynamics study of an unbaffled stirred vessel with eccentrically positioned impeller

Wójtowicz R., Lipin A. A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2015

|

R. 112, z. 1-Ch

99--108

EN

The paper presents the results of CFD simulations of liquid flow in an unbaffled stirred vessel with an eccentrically positioned impeller. The influence of the impeller’s distance from the tank axis (eccentricity) on the generated flow circulation was analyzed. Based on numerical modelling, the flow pattern, vortex formation as well as turbulence parameters in selected stirred vessel zones were determined. Obtained results were presented as vector/contour maps, and iso-surfaces of Q- criterion for identification of vortex cores. Additionally, for each investigated stirred vessel power consumption was calculated.

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji CFD ruchu cieczy w mieszalniku mechanicznym bez przegród z niecentrycznie usytuowanym mieszadłem. Analizowano wpływ zmian odległości mieszadła od osi aparatu (niecentryczności) na generowaną w mieszalniku cyrkulację. Na podstawie modelowania numerycznego wyznaczono model przepływu cieczy, strefy tworzenia się wirów oraz parametry turbulencji w wybranych obszarach mieszalnika. Uzyskane wyniki przedstawiono w postaci wektorowych i konturowych map rozkładu, do identyfikacji położenia rdzeni wirów wykorzystano powierzchnie stałych wartości Q-kryterium. Dodatkowo w każdym z badanych mieszalników wyznaczono zapotrzebowanie mocy.

20

Passive pressure pulsation damping using shaped nozzles

Cyklis P., Młynarczyk P.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2014

|

z. 86 [290], nr 3

319--326

EN

Pressure pulsations in intake and outlet systems of positive-displacement compressors are one of the most important problems in compressed gas pipelines. This problem occurs not only in huge compressed systems, such as the natural gas piping in gas mines or national gas transport systems, but also in small refrigeration compressors in domestic applications. Nowadays systems require new approach since in all applications the variable rotational speed compressors are introduced. The mufflers designed in a conventional way on the basis of the Helmholtz theory are effective only for specific frequency range. In case of variable rotational speed the reaction of such damper may be insufficient. Therefore, any innovative ideas for pressure pulsating damping are welcomed by the compressor industry. One of the possible solutions to attenuate pressure pulsation over a wide range of frequencies is the introduction of shaped nozzles just after the compressor outlet chamber. It is obvious that the nozzle attenuates pressure pulsation, but simultaneously the requirement for the driving power of the compressor rises. The main subject of this paper is to show that using properly shaped nozzles one can achieve pressure pulsation damping, with insignificant influence on the compressor power consumption. The results of experimental investigations and some results of CFD analyses are shown in the paper, with indication for the best construction of the nozzle shape.

PL

Pulsacje ciśnienia w układach wlotowych i wylotowych sprężarek wyporowych są jednym z największych problemów obecnych w rurociągach sprężonego gazu. Problem ten występuje nie tylko w wielkich układach sprężających, jak rurociągi tłoczne gazu ziemnego w kopalniach gazu lub państwowych systemach transportu gazu, ale również przy codziennym użytkowaniu małych sprężarek chłodniczych. Obecnie wymagane jest nowe podejście do tego typu systemów wynikające z coraz większego zastosowania sprężarek o zmiennej prędkości obrotowej. Tłumiki projektowane w konwencjonalny sposób, na bazie teorii Helmholtza, są skuteczne tylko dla konkretnego zakresu częstotliwości. W przypadku sprężarek o zmiennej prędkości obrotowej działanie takiego tłumika może być niewystarczające. Przemysł sprężarkowy jest więc nastawiony na innowacyjne pomysły z zakresu tłumienia pulsacji ciśnienia. Jednym z możliwych rozwiązań tłumienia pulsacji ciśnienia w szerokim zakresie częstotliwości jest wprowadzenie specjalnie ukształtowanych dysz bezpośrednio za komorą wylotową sprężarki. Oczywistym jest tłumienie pulsacji ciśnienia przez dyszę w wyniku rozpraszania energii jednakże zarazem wzrasta zapotrzebowanie sprężarki na moc napędową. Tematem niniejszego artykułu jest wykazane, że przy użyciu odpowiednio ukształtowanych dysz można osiągnąć tłumienie pulsacji ciśnienia zarazem nie zwiększając stanowczo poboru mocy. Wyniki badań eksperymentalnych oraz kilka wyników analiz CFD przedstawiono w artykule, ze wskazaniem na kilka najlepszych rozwiązań kształtu dyszy.