Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

A Numerical Study to Determine the Effect of an Insulator Location on the Transient Heat Transfer

Mageed Ridha Hameed, Kurji Hayder J., Abdulrasool Ali A.

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 10

105--114

EN

Given the importance of thermal insulation in the walls of buildings to provide both electrical energy and thermal comfort in different weathers. In this research, the ANSYS-14 simulation program was used, considered one of the programs used to evaluate the thermal behavior of buildings, considering the effect of weather changes and building components during the steady and unsteady heat transfer of a composite wall from several layers. The simulation program was used for four types of insulation inside the wall with different thermal properties (Glass-Fiber Slab, Polyurethane Board, Hardboard (Medium) and Softwoods). A model was built for a traditional wall without an insulator and a model for a traditional wall that contains an insulator in different locations (from the outside, in the middle, and from the inside). Also, the model was isolated from the top and bottom surfaces, and each insulation material was applied in three locations in the wall. The conventional composite wall was exposed to a constant thermal load of 60 °C from the outside, and the inside wall was exposed to a thermal load of 25 °C This study focused on three steps. The first step is to know the best type of the four thermal insulators used in this study. The second step was to evaluate the best location of the insulator in the wall. The third step included the results of the previous two steps through which the best insulator was chosen and the best location in the wall. Three values of insulator thickness 2, 5 and 8 cm were used. Through the results of the study, it was found that placing the insulator on the outside of the wall plays a large role in reducing the rate of unsteady heat transfer and that its effect decreases by approaching the steady state, as it does not affect it in the case of the total steady state. The results also showed that the rate of unsteady heat transfer decreases by decreasing the thermal diffusivity of materials. It is also noticeable that the effect of the density and specific heat capacity appears clearly at the beginning of the thermal loading on the material. That effect decreases by approaching the steady state as the effect of the heat transfer coefficient of conduction appears. It was also found that both hardboard and polyurethane are the best in thermal insulation. It was also observed that the relationship between heat transfer rate and thickness is inverse-linear.

2

Process analysis of the hot plate welding of drive belts

Wałęsa Krzysztof, Malujda Ireneusz, Talaśka Krzysztof, Wilczyński Dominik

Acta Mechanica et Automatica

|

2020

|

Vol. 14, no. 2

84--90

EN

Most industrial machines use belt transmission for power transfer. These mechanisms often use the round belts of several milli-metres in diameter that are made of thermoplastic elastomers, especially polyurethane. Their production process calls for bonding the ma-terial, which is often performed by hot plate butt welding. In order to achieve proper design of an automatic welding machine, the authors analysed the hot plate welding process of round belts. This process consists of five phases. It is necessary to recognize all the physical phenomena that occur during welding, especially those connected with thermomechanical properties of material. This knowledge is neces-sary to determine the temperature distribution during each step of the process. The paper presents a standard welding cycle together with an explanation of the physical phenomena in each phase. An analysis of these fundamentals will be used to derivate the function of tem-perature distribution during all process phases. In addition, some assumptions for calculation of temperature distribution and some funda-mental physic correlations were presented.

3

Budownictwo z wykorzystaniem kompozytu wapienno-konopnego – charakterystyka materiału

Brzyski P.

Przegląd Budowlany

|

2016

|

R. 87, nr 1

29--33

PL

Alternatywą dla zmniejszenia zużycia energii oraz związanej z tym emisji dwutlenku węgla w sektorze budownictwa jest wykorzystywanie naturalnych materiałów budowlanych np. pochodzenia roślinnego. Coraz częściej stosowane są odpady takie jak słoma, a w ostatnich latach również półprodukt upraw konopi włóknistej – paździerze, w połączeniu ze spoiwem wykazującym aspekty ekologiczne – wapnem. W niniejszym artykule skupiono się na scharakteryzowaniu kompozytu wapienno-konopnego wykorzystywanego w budownictwie. Opisano jego składniki, sposoby produkcji kompozytu oraz podstawowe właściwości charakterystyczne dla tego materiału, takie jak: paroprzepuszczalność, właściwości cieplne, odporność na korozję biologiczną oraz ogień, a także zachowanie mechaniczne materiału pod wpływem przyłożonego obciążenia.

EN

Using natural construction materials, e.g. created with the use of plants, constitutes a valid alternative, offering an option of reducing the energy consumption and carbon dioxide emission in the field of construction. Waste, such as straw, is being used more and more often in order to realize the construction works. In the recent years, also the fibre hemp semi-manufactured product – shove harle, along with the environmentally friendly binder – lime, has been also extensively used. The present article focuses on creating a profile of the hemp-lime composite, which is widely applied in construction works. Its ingredients, ways of manufacturing and basic properties have been described, including the vapour permeability, thermal properties, biological corrosion resistance, fire resistance and mechanical profile of the material and its behaviour present if load is applied.

4

Badanie wpływu dodatku zmiennofazowego na właściwości cieplne wybranego materiału budowlanego

Skawińska E.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 3

245--250

PL

Istotną cechą obecnego budownictwa jest stosowanie lekkiej konstrukcji oraz większych powierzchni oszklonych, co prowadzi do przegrzania lub wychłodzenia budynków, w zależności od warunków atmosferycznych. Z drugiej strony, mieszkańcy budynków spędzają znaczną część czasu w pomieszczeniach zamkniętych, w wyniku czego wzrasta zużycie energii do celów chłodniczych lub grzewczych. Rozwiązaniem tego problemu może być zastosowanie w konstrukcji budynku materiału budowlanego zmieszanego z materiałem zmiennofazowym (PCM), który przechowuje energię w formie utajonej, w procesie przemiany fazowej topnienia lub krzepnięcia. Powszechnie wiadomo, że właściwości termofizyczne materiałów budowlanych będą miały wpływ na zużycie energii w budynku. W związku z tym interesujące jest zbadanie nie tylko możliwości wykorzystania PCM-u jako materiału zwiększającego pojemność cieplną, ale i jego wpływu na właściwości cieplne, takie jak przewodność cieplna materiału budowlanego. W pracy wyznaczono współczynnik przewodzenia ciepła mieszaniny tynku gipsowego i organicznego materiału zmiennofazowego.

EN

The important features of the present construction industry are lightweight design and large glazed surfaces. Those aspects may lead to either overheating or cooling the buildings according to the weather. On the other hand people tend to spend a lot of time in confined spaces what results in increased energy consumption for both heating and cooling purposes. A solution of this problem could be the use of phase change materials in the building constructions. These materials store energy in a latent form (constant temperature) in the melting and solidification processes. It is commonly known, that thermophysical properties of the construction materials have an impact on the energy consumption. Therefore, it is interesting to investigate not only the possibility of using PCM to increase the heat capacity, but also to study its effect on the properties such as the thermal conductivity of building materials. In this paper, the thermal conductivity for mixture of gypsum plaster and organic phase change material was determined.

5

Analiza przewodności cieplnej diamentu oraz cienkich warstw DLC

Gęsikowska E., Dudek M.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 4

965-968

PL

Autorzy rozważają przydatność rożnych modeli matematycznych do analizy fononowego przewodnictwa cieplnego w kryształach diamentu oraz warstwach DLC. Otrzymane wyniki dowodzą, iż modele Callaway'a i Hollanda wykazują najlepszą zgodność z danymi doświadczalnymi uzyskanymi dla diamentu typu IIa. Wynik ten jest intuicyjnie oczywisty, gdyż struktura diamentu typu IIa jest najbardziej zbliżona do idealnej. W przypadku diamentu typu I i IIb, zawierającego odpowiednio domieszki azotu i boru, zmienia się przewodność cieplna, a tym samym w analizowanych modelach niezbędne są poprawki. Modyfikacje te stanowią pierwszy krok do stworzenia komplementarnego modelu przewodnictwa cieplnego uwzględniającego strukturę i morfologię warstw DLC, zmieniającą się w bardzo szerokim zakresie w zależności od metody ich wytwarzania.

EN

The authors consider the applicability of some various mathematical models to the analysis of thermal conduction in bulk diamond crystals and thin DLC films. The results obtained in this investigations show that Callawy's and Holland's models have the best fit to data of diamond of type IIa. This result is intuitionally obvious since the structure of diamond of type IIa is the most similar to the ideal structure. In case of diamond of type I and IIb, which contain dopes of nitrogen and boron respectively, the thermal conductivity is change and corrections must be introduced in analyzed models. Those modifications are the first step to create a complementarily model of thermal conduction, in which it is taken into account the structure and the morphology of thin DLC films which are changed in a very wide range in dependence on the method of its deposition.

6

Estimating the Thermal Properties of Flat Products by a New Non - contact Method

Michalak M., Więcek B.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 4 (69)

72--77

EN

A new non-contact method dedicated to identifying the mechanisms of heat transfer through a flat sample is described. The method consists in measuring the infrared radiation emitted from both sides of a flat sample at the same time using two infrared mirrors and a thermovison camera. The temperature – time characteristics recorded are analysed and by their shape and mutual position, the existence of thermal conduction, convection and infrared radiation is identified. A measuring stand as well as standard samples of specific structure special design for the purpose of this investigation are described. The method can be used for flat samples of every kind but is especially devoted to textile applications. Temperature - time dependencies characteristic for a standard sample as well as a hemp-fibre stitched nonwoven are presented and discussed. Criteria for determining the heat transfer mechanisms are listed, and directions for further development of this method are proposed.

PL

W pracy zaprezentowano nową bezkontaktową metodę termowizyjną do identyfikacji mechanizmów transportu energii cieplnej przez płaską próbkę. Metoda oparta jest o jednoczesną rejestrację przez kamerę termowizyjną emitowanego z przeciwległych powierzchni próbki promieniowania podczerwonego. Opisano opracowane stanowisko pomiarowe zawierające lustra podczerwieni. Badania w pracy prowadzono na specjalnie przygotowanych próbkach z materiału jednolitego, ale metoda może być stosowana do badania wyrobów włókienniczych. Analizując zarejestrowane przebiegi czasowe temperatury zidentyfikowano udział poszczególnych mechanizmów transportu ciepła - przewodnictwa, promieniowania i konwekcji. Zaprezentowano i omówiono wyniki badania próbek jednolitych i próbek przygotowanych z igłowanej włókniny konopnej. Podano kryteria określenia udziału każdego mechanizmu i przedstawiono dalsze możliwości badań za pomocą opracowanej metody.

7

Comparison of the Burning Process of Multilayer Fabric Packet’s with the Heat Conduction Process

Baltušnikaitė J., Kerpauskas P., Milašius R., Sirvydas P. A., Stanys S.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 1 (66)

68--71

EN

In this study, a comparison of the burning process of a multilayer fabric packet with heat conduction through this packet was carried out. The values determined from the burning were compared with those obtained from the temperature measurements during heating the packet. Fabric, woven from metaaramid Nomex Delta TA 18.5 tex × 2 yarns were used in this investigation. Due to the similarity of the standard horizontal flammability test method to the real flammability behaviour of fabrics, Burning Cabinet Type BKD was used for determination of the flammability properties of a multilayer fabric packet. Heat flow properties were identified using an ALMEMO 2590-9 dimensional data compiler. It was found that a linear correlation exists between the burining behaviour of the multilayer fabric packet and parameters of the heat flow through the packet. The possibility of using the heat conduction process to estimate the real burning behaviour of a multilayer fabric packet without its destruction was obtained.

PL

W pracy porównano proces palenia zainicjwany na powierzchni wielowarstwowego pakietu tkanin z przepływem ciepła przez ten pakiet. Wartości uzyskane podczas procesu palenia porównano z wartościami temperatur pomierzonymi podczas przepływu ciepła. Tkaniny wykonano z metaaramidowej przędzy Nomex Delta TA 18,5 tex×2. W celu unifikacji danych uzyskanych ze standardowego horyzontalnego testu palności z rzeczywistymi warunkami palności, zastosowano dodatkowo komorę spalania typu BKD. Warunki temperaturowe przepływu ciepła identyfikowano za pomocą termoelementów i urządzenia do przetwarzania danych typu ALMEMO 2590-9. Na podstawie badań stwierdzono, ze istnieje liniowa zależność pomiędzy warunkami palenia wielowarstwowego pakietu tkanin i przepływem ciepła przez ten pakiet. Wobec tego powstała możliwość wykorzystania pomiarów termicznych dla oceny warunków palenia, tzn. bez zniszczenia badanej próbki.

8

Przewodnictwo cieplne gruntów niespoistych różnych typów genetycznych

Gontaszewska A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2006

|

Z. 29

59-67

PL

Artykuł opisuje badania laboratoryjne i terenowe przewodnictwa cieplnego gruntów niespoistych. Przedstawiono wyniki pomiarów dla różnych typów genetycznych gruntów i porównano je z danymi znanymi z literatury. Wykazano silną zależność pomiędzy wilgotnością a przewodnictwem cieplnym gruntów.

EN

The paper presents laboratory and field investigations of thermal conductivity of coarse soils. The measurements results of different genetic types of soil was described and compared with data from literature. A dependence between moisture content and thermal conductivity was noticed.

9

Wpływ zawartości wilgoci na dokładność pomiaru współczynnika przewodzenia ciepła betonu komórkowego metodą stacjonarną

Gawin D., Kośny J., Wilkes K.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2005

|

T. 1

88-95

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznych i badań doświadczalnych dotyczące badań współczynnika przewodzenia ciepła metodą stacjonarną dla betonów komórkowych o różnej początkowej wilgotności względnej. Numerycznie przeanalizowano wpływ gęstości materiału, grubości próbki, różnicy temperatur i zawartości wilgoci na dokładność pomiaru, a także przebieg zjawisk fizycznych podczas badań. Omówiono wyniki badań doświadczalnych dla trzech typów betonu komórkowego o różnej wilgotności.

EN

In this paper som e results of numerical simulations and experimental investigations conceming steady state tests ofthermal conductivity for cellular concretes with various initial relative humidity are presented. Effect of the material density , specimen thickness, temperature difference and moisture content on the tests accuracy, as wen as physical phenomena during the test have been numerically analysed Results of the experimental measurements for three types of cenular concrete of various moisture content have been discussed.

10

Przwodność cieplna płyt wełny mineralnej w warunkach oddziaływań eksploatacyjnych

Jezierski W., Monastyrew P., Rudczyk-Malijewska E.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2004

|

Z. 25

69-76

PL

W pracy przedstawiono wyniki eksperymentu laboratoryjnego do badania przewodności cieplnej płyt wełny mineralnej o różnej gęstości w ścianach wentylowanych, w zależności od liczby cykli zamrażania-odmrażania i od różnych prędkości strumienia powietrza filtrowanego przez próbkę. Przygotowano stanowisko badawcze, które pozwala modelować filtrację powietrza przez badane próbki. Badanie zostało przeprowadzone z zastosowaniem metody statystycznej planowania eksperymentu. Na podstawie otrzymanych wyników zbudowano model regresyjny zależności warunkowego współczynnika przewodzenia ciepła od prędkości przepływu strumienia powietrza oraz liczby cykli zamrażania i odmrażania i gęstości początkowej płyt z wełny mineralnej.

EN

The results of laboratory - experiment to investigate of the thermal conductivity of mineral wool plates with different mass density in the exploitation conditions in walls ventilated in dependence on the number of cycles of freezing and different speeds of the stream of airs filtering through a sample is presented. In investigations the statistical method of the planning of experiment is used. The regression model of dependence of the thermal conductivity on speed of the stream of air, quantities of cycles of freezing and defrosting, and the initial mass density of mineral wool plates is built.

11

Identyfikacja i optymalne projektowanie kształtu wyrobów i konstrukcji włókienniczych przewodzących ciepło

Korycki R.

Zeszyty Naukowe. Rozprawy Naukowe / Politechnika Łódzka

|

2003

|

Z. 326

7-170

PL

Podjęte w pracy problemy identyfikacji i optymalnego projektowania kształtu wyrobów i konstrukcji włókienniczych przewodzących ciepło mają bardzo duże znaczenie praktyczne. Wynika ono ze znacznej liczby rzeczywistych problemów wymiany ciepła i różnorodności ich przebiegu, niewystarczającej prezentacji w literaturze, narastającej tendencji do numerycznego modelowania przepływu ciepła w wyrobach i konstrukcjach włókienniczych oraz spodziewanych efektów ekonomicznych dzięki podwyższeniu ich wartości użytkowej i handlowej. Praca została poprzedzona wstępem, zawierającym motywacje jej podjęcia, elementy oryginalności według oceny autora oraz tezę. Kolejny rozdział - przegląd literatury - zawiera omówienie pozycji literatury związanej z pracą. W następnej kolejności omówiliśmy homogenizację wyrobów włókienniczych w problemach przewodzenia ciepła. W pracy zostały zdefiniowane problemy proste i odwrotne przewodzenia ciepła. Rozwinięciem tego jest charakterystyka problemów identyfikacji i optymalnego projektowania, co pozwala zapisać ogólne algorytmy ich rozwiązania. Jako pierwszy został określony nieustalony problem przewodzenia ciepła w termicznie anizotropowym, stałym wyrobie lub konstrukcji włókienniczej. Należy go zapisać za pomocą równania przewodzenia, warunków brzegowych Dirichleta, Neumanna, Henkela oraz warunku początkowego. Wrażliwość pierwszego rzędu została obliczona przy wykorzystaniu koncepcji pochodnej materialnej. Przy założeniu dowolnego funkcjonału zdefiniowanego w przestrzeni i czasie, jego wrażliwość pierwszego rzędu względem parametrów projektowania została określona przy użyciu metod bezpośredniej i układów sprzężonych. Należało również znaleźć równania przewodzenia i warunki brzegowe charakteryzujące oba układy - bezpośredni i sprzężony. Następnie zostały przedyskutowane najczęściej stosowane funkcjonały identyfikacji i optymalizacji, a ponadto scharakteryzowane warunki stacjonarności niezbędne podczas identyfikacji oraz warunki optymalności dla optymalnego projektowania. Dalej przedyskutowaliśmy cztery najczęściej stosowane metody modyfikacji kształtu brzegu oraz opisaliśmy nieskończenie małe transformacje obszaru podczas ich stosowania. Zostały przedyskutowane trzy metody dyskretyzacji obszaru, z których metoda elementów skończonych została przyjęta jako podstawowa do przeprowadzanych obliczeń. Dla zilustrowania efektywności i możliwości obliczeniowych w prezentowanych problemach zostały rozwiązane trzy przykłady numeryczne dwuwymiarowej identyfikacji i optymalizacji kształtu. W dalszej kolejności został zaprezentowany problem promieniowania cieplnego jako jeden z najbardziej znaczących mechanizmów przekazywania ciepła w wysokich temperaturach i przedyskutowane parametry charakteryzujące promieniowanie cieplne (przede wszystkim emisyjność). Warunek promieniowania na brzegu wewnętrznym został zapisany w postaci równania całkowego według Białeckiego. Do analizy wrażliwości i obliczeń został przyjęty przypadek pochłaniającego czynnika izotermicznego o stałym współczynniku absorpcji. Warunek promieniowania można rozwiązać przy użyciu metody reszt ważonych według Finlaysona, przy czym określamy strumień ciepła w kierunku normalnym do brzegu. Ustalony problem przewodzenia ciepła w termicznie anizotropowym stałym wyrobie lub konstrukcji włókienniczej został opisany za pomocą równania przewodzenia, warunków Dirichleta, Neumanna, Henkela na brzegu zewnętrznym oraz warunku promieniowania według Białeckiego na powierzchni wewnętrznej. Wykorzystując analizę wrażliwości problemu metodami bezpośrednią i układów sprzężonych, otrzymujemy wyrażenia wrażliwości pierwszego rzędu dowolnego funkcjonału względem parametrów projektowania. Została również zamieszczona implementacja numeryczna problemu, w postaci dwóch przykładów dwuwymiarowego projektowania kształtu. Ostatnie rozdziały pracy zawierają wnioski i zestawienie cytowanej literatury.

EN

In view of the practical importance we have presented and discussed the identification and optimal design of the shape of the heat conducting textile products and structures. First, the direct and inverse heat conduction problems were defined. The identification and optimal design problems were formulated and the general algorithms shown. A transient heat conduction problem within a thermal anisotropic solid textile product or structure was introduced. The conduction equation, Dirichlet. Neumann, Henkel and initial conditions were defined. The first-order sensitivity was calculated using material derivative concept. Considering an arbitrary behavioral functional defined over space and time domains, its first-order sensitivity operators with respect to design parameters were derived using the direct and adjoint approaches. Conduction equations and boundary conditions characterizing both direct and adjoint approaches were also obtained. Next, we have discussed the identification and optimization functionals. Stationarity conditions necessary for identification and optimality conditions for optimal design were introduced. Then, four modiflcation methods of the boundary shape were discussed and the associated infinitesimal domain transformation processes were described. Three numerical methods of the domain discretization were discussed, however, in the performed calculations only the Finite Element Method was used. Three numerical examples of the two-dimensional shape identification and optimization are solved to illustrate the effectiveness and computational efficiency of the presented problems. Next, the thermal radiation problem was presented as one of the most important mechanisms of the heat transfer in high temperatures. The radiation parameters were discussed (first of all the emissivities). The radiation condition on the internal boundary was introduced according Bialecki as an integral equation. The case of isothermal, participating medium of constant absorption coefficient within the hole was assumed to the analysis. Radiation condition was solved using the Weighted Residual Method according Finlayson and the normal heat flux is calculated. A steady heat conduction problem within a thermal anisotropic solid textile product or structure was considered as the conduction equation, Dirichlet, Neumann, Henkel conditions on the external boundary and Bialecki condition on the internal surface. First-order sensitivities of an arbitrary behavioral functional with respect to design parameters were obtained using the direct and adjoint approaches. The obtained equations were incorporated into the stationarity and optimality conditions, respectively. The numerical implementation of the problems was also given and two examples of two-dimensional optimal shape design included. Finally, the conclusions and the references are given.