Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości cieplne materiałów izolacyjnych wykonanych w technologii druku 3D – wpływ optymalizacji struktury opartej na modelu piany Kelvina

Piwowar Anna, Anwajler Beata, Szulc Piotr

Rynek Energii

|

2024

|

Nr 1

60--68

PL

Celem pracy było zbadanie właściwości cieplnych prototypowego kompozytu komórkowego. Materiał badawczy posiadał złożoną strukturę wewnętrzną opartą na modelu piany Kelvina, wykonaną w technologii przyrostowej stereolitografii (SLA) i selektywnego spiekania laserowego (SLS). Przeprowadzono badania eksperymentalne, na podstawie których wyznaczono współczynnik przewodzenia ciepła oraz opór cieplny kompozytu w zależności od rodzaju tworzywa użytego do jego druku 3D oraz liczby warstw w jego konstrukcji. Przeanalizowano próbki wykonane z różnego typu żywic termoutwardzalnych, charakteryzujących się różnymi wartościami współczynnika emisyjności. Współczynnik ten jest silnie związany z przepuszczalnością, refleksyjnością oraz absorpcyjnością użytych materiałów. Właściwości cieplne oznaczono dla jedno-, dwu-, i trójwarstwowych kompozytów. Wykazano, że zarówno rodzaj materiału oraz liczba warstw kompozytu, mają znaczący wpływ na jego właściwości termoizolacyjne. Określono optymalne parametry prototypowej izolacji wykorzystując wielokryterialną analizę ANOVA. Z analizy przeprowadzonych badań wynika, że najmniejsza uzyskana wartość współczynnika przewodzenia ciepła to 0,0250 W/(m·K), oraz największa wartość oporu cieplnego to 0,7926 (m2·K)/W. Obie wartości otrzymano dla metalizowanego, trójwarstwowego kompozytu komórkowego, co wskazuje na duży potencjał zastosowania prototypowego kompozytu na potrzeby termoizolacji.

EN

The purpose of this study was to investigate the thermal properties of a prototype cellular composite. The test material had a complex internal structure based on the Kelvin foam model, made by additive stereolithography (SLA) and selective laser sintering (SLS) technologies. Experimental studies were carried out to determine the thermal conductivity coefficient and thermal resiStance of the composite depending on the type of material used for its 3D printing and the number of layers in its structure. Samples made of different types of thermosetting resins, characterized by different values of emissivity coefﬁcient, were analyzed. This coefﬁcient is ' strongly related-to the transmittance, reﬂectivity and absorptivity of the materials used. Thermal properties were determined for one-, two-, and three-layer composites. It was proved that both the type of material and the number of layers of the composite, have a signiﬁcant effect on its thermal insulating properties. The optimal parameters of the prototype insulation were determined using multi-criteria AN OVA analysis. The analysis of the study shows that the smallest thermal conductivity value obtained is 0.0250 W/(m-K), and the highest thermal resistance value is 0.7926 (mz-KMW. Both values were obtained for the metallized, three-layer cellular Composite, indicating the great potential of using the prototype composite for thermal insulation.

2

Właściwości cieplne materiałów o strukturze TPMS wykonanych w technologii druku addytywnego SLS

Anwajler Beata, Szkudlarek Mikołaj

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 1

11--20

PL

Zwiększenie efektywności energetycznej izolacji cieplnych jest jednym z priorytetowych zagadnień dotyczący hamowania negatywnych procesów degradacji środowiska, które towarzyszą intensywnemu rozwojowi rasy ludzkiej. Wśród perspektywicznych kierunków pozwalających uzyskać potrzebne modernizacje uwzględnia się bionikę. Struktury występujące w naturze cechują się niekiedy wysokim stopniem złożoności. Dlatego możliwość uzyskiwania takich obiektów może być problematyczna przy wykorzystywaniu tradycyjnych technik wytwarzania. W takiej sytuacji uzasadnione jest zastosowanie technologii addytywnych, które pozwalają kształtować elementy bez ograniczeń. W artykule przedstawiono projekt konstrukcji materiałów przestrzennych z rdzeniem TPMS, których kształt odzwierciedla strukturę bioniczną wnętrza kości. W przypadku jedno- i wielowarstwowych struktur drukowanych metodą SLS obliczeniowa wartość współczynnika przewodzenia ciepła została określona na podstawie pomiarów i obliczeń. Przeprowadzono analizę statystyczną w celu określenia wpływu kierunku przepływu ciepła oraz struktury wewnętrznej i uwarstwienia materiałów prototypowych na wartości współczynnika przewodzenia ciepła i współczynnika oporu cieplnego. Na podstawie analizy wielokryterialnej ANOVA określono optymalny skład kompozytu zgodnie z przyjętymi kryteriami optymalizacji. Najniższa możliwa przewodność cieplna izolacji wyniosła 0,034 W/(m × K). Najwyższy możliwy opór cieplny wyniósł 0,586 m2K/W. Izolacja termiczna wykonana z prototypowych przegród izolacyjnych o konstrukcji TPMS charakteryzuje się dobrymi parametrami izolacyjnymi.

EN

Increasing the energy efﬁciency of thermal insulation is one of the priority issues related to the inhibtion of negative environmental degradation processes accompanying the intensive development of the human rac Bionics is considered among the prospective directions for obtaining the necessary modemizations. Structures o curring in nature are sometimes characterized by a high degree of complexity. Therefore, the possibility of obtain ing such objects can be problematic when using traditional manufacturing techniques. In such a situation, it 1 justiﬁed to use additive technologies that allow to shape elements without restrictions. The article presents a desig of spatial materials with a TPMS core, the shape of which reﬂects the bionic structure of the bone interior. In th case of single and multi-layer structures printed with the SLS method, the calculated value of the thermal conduc tivity coefﬁcient was determined on the basis of measurements and calculations. A statistical analysis was carrie out in order to determine the inﬂuence of the heat ﬂow direction and the internal structure and lamination of th prototype materials on the values of the thermal conductivity coefﬁcient and the coefﬁcient of thermal resistanc Based on the multi-criteria ANOVA analysis, the optimal composition of the composite was determined in accort ance with the adopted optimization criteria. The lowest possible thermal conductivity of the insulation was 0.03 W/(mXK). The highest possible thermal resistance was 0.586 mzK/W. Thermal insulation made of prototype TPM insulation partitions is characterized by good insulation parameters.

3

Zastosowanie odpadów stałych jako materiałów termoizolacyjnych

Anwajler Beata

Izolacje

|

2023

|

T. 28, nr 3

54--61

PL

W niniejszym artykule dokonano przeglądu możliwości wykorzystania stałych odpadów przemysłowych, rolniczych, z budowy i rozbiórki oraz komunalnych do produkcji innowacyjnych materiałów budowlanych jako izolacji. Produkcja i wykorzystanie ekologicznych i zrównoważonych surowców budowlanych realizuje pragnienie zintegrowania w branży budowlanej większej ilości biodegradowalnych, naturalnych, pochodzących z recyklingu i odnawialnych zasobów. Celem jest zastąpienie tradycyjnie dostępnych materiałów budowlanych ze względu na ich wpływ na środowisko poprzez emisję do powietrza i wytwarzanie od padów. Zaobserwowanym trendem jest produkcja materiałów izolacyjnych poprzez recykling stałych odpadów przemysłowych, rolniczych, budowlanych i rozbiórkowych (C&D) oraz komunalnych, zmniejszając w ten sposób obciążenie środowiska tymi odpadami. Istnieją różne materiały odpadowe, które charakteryzują się dobrymi właściwościami termicznymi, umożliwiającymi efektywne zastąpienie materiałów tradycyjnych. Wydajność tych materiałów izolacyjnych oraz wpływ kilku ich parametrów, takich jak m.in. gęstość czy przewodność cieplna na właściwości termiczne podano po krótkim opisie każdego materiału.

EN

This review investigates the use of industrial, agricultural, C&D, and municipal solid wastes to produce innovative thermal insulating building materials. Production and usage of green and sustainable building materials realizes the desire to integrate more biodegradable, natural, recycled, and renewable resources into the construction industry. The aim is to replace traditionally available construction industry materials due to their environmental impacts through air emissions and waste generation. An observed trend is the production of insulation materials by recycling of industrial, agriculture, construction and demolition (C&D), and municipal solid wastes, thus reducing the environmental burdens of these wastes. There are various waste materials that have good thermal properties, enabling effective replacement of traditional materials. The performance of these insulating materials, and the influence of several materials parameters (density, thermal conductivity coefficient) on thermal performance are reported after a brief description of each material.

4

Wpływ modyfikacji orurowania i budowy wymiennika płaszczowo-rurowego na parametry intensyfikacji przepływu ciepła - model i symulacja numeryczna w ANSSYS

Kasowski Szymon, Anwajler Beata

Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja

|

2023

|

T. 54, nr 6

14--20

PL

W artykule zaprezentowano wymiennik płaszczowo-rurowy małej mocy wraz z analizą przepływowo-cieplną wykonaną dla dwóch wariantów obejmujących rury proste oraz rury przetłoczone będące modyfikacją intensyfikującą proces wymiany ciepła. Oba wymienniki zaprojektowano jako czterodrogowe w celu minimalizacji ich wymiarów. Przeznaczeniem projektowanego wymiennika ciepła jest podgrzewanie wody użytkowej za pomocą ciepła pozyskiwanego z gorącej wody przesyłanej siecią ciepłowniczą. W artykule przedstawiono autorski układ przegród charakteryzujący się stałą liczbą rur oraz stałą powierzchnią przepływu czynnika w każdej z czterech dróg przepływu wody. Przeprowadzono proces obliczeniowy poparty symulacją numeryczną w programie ANSYS, w której zamodelowano przepływ cieczy przez projektowane wymienniki ciepła. W pracy uzyskano wyniki porównujące i oceniające wpływ modyfikacji na proces wymiany ciepła. Wskutek zastosowania w wymienniku płaszczowo-rurowym przetłoczonych rur zwiększono intensywność wymiany ciepła o 34,6% względem wymiennika o rurach prostych o średnicy 16 mm. Znaczna poprawa intensywności wymiany ciepła znacząco wpłynęła na proces miniaturyzacji wymiennika.

EN

The article a low-power shell-and-tube heat exchanger with a flow-thermal analysis performed for two variants including straight tubes and pressed tubes, which are a modification that intensifies the heat exchange process was presented. Both exchangers have been designed as four-way in order to minimize their dimensions. The purpose of the designed heat exchanger is to heat utility water with the use of thermal energy obtained from hot water sent via the heating network. The article an original partition system characterized by a constant number of pipes and a constant medium flow surface in each of the four water flow paths was presented. A calculation process was carried out supported by a numerical simulation in the ANSYS program, in which the flow of liquid through the designed heat exchangers was modeled. The results comparing and evaluating the impact of modifications on the heat transfer process were obtained in the work. As a result of the use of pressed tubes in the shell-and- tube exchanger, the intensity of heat exchange was increased by 34.6% compared to the exchanger with straight tubes with a diameter of 16mm. Significant improvement in heat exchange intensity significantly influenced the process of miniaturization of the exchanger.

5

Utrzymanie odpowiedniego poziomu wilgotności w budynkach biurowych

Anwajler Beata

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2022

|

nr 7

54--58

PL

Zapewnienie w pomieszczeniach biurowych właściwych warunków pracy, czyli komfortu cieplnego, akustycznego i wizualnego oraz wymaganej jakości powietrza jest podstawą nie tylko dobrego samopoczucia pracowników, ale także ich wyższej produktywności podczas wykonywania obowiązków zawodowych. Instalacje techniczne mające stworzyć takie warunki muszą jednocześnie odpowiadać wymaganiom dotyczącym energooszczędności [4].

6

Płyny robocze w układach pośrednich − porównanie właściwości fizykochemicznych

Anwajler Beata

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2022

|

nr 2

72, 74--79

PL

W instalacjach chłodniczych, klimatyzacyjnych, przeciwpożarowych oraz takich jak pompy ciepła, kolektory słoneczne czy też instalacjach grzewczych - które mogą być narażone na zamarzanie - stosuje się płyny robocze niezamarzające w temperaturze poniżej 0°C. Odpowiednio dobrane nośniki ciepła odporne na zmienne temperatury, chronią dodatkowo instalację przed korozją, ale również zapobiegają tworzeniu się osadu minimalizując rozwój szkodliwych bakterii. Oferta cieczy niezamarzających jest dość szeroka, a wybór konkretnego płynu uzależniony jest od specyfiki instalacji, jej wielkości, przeznaczenia i bezpieczeństwa. Najczęściej stosowane wtórne płyny robocze to: woda, etanol, metanol, glikole etylenowe i propylenowe, solanki oraz sole kwasów organicznych.

7

Komfort wewnątrz budynków biurowych. Wpływ jakości powietrza oraz stopnia przeszklenia elewacji na poczucie komfortu człowieka

Anwajler Beata

Chłodnictwo i Klimatyzacja

|

2022

|

nr 11-12

56--63

PL

Podnoszenie standardów jakości powietrza wewnątrz pomieszczeń z dużymi przeszkleniami wydaje się być tematem przyszłościowym, który w najbliższych latach jeszcze bardziej zyska na zainteresowaniu. Wysoki stopień przeszklenia elewacji zapewnia wnętrzom dużo naturalnego światła, dzięki czemu przebywający w nich ludzie czują się lepiej, a co za tym idzie mogą pracować wydajniej i w bardziej przyjaznej atmosferze. Problem pojawia się w momencie, w którym zysków ciepła jest zbyt dużo. Wpływa to na wymaganą moc chłodniczą systemu klimatyzacji, co przekłada się pośrednio na koszty inwestycyjne oraz koszty eksploatacyjne.

8

Doświadczalne wyznaczenie właściwości cieplnych prototypowych materiałów izolacyjnych wykonanych technologią druku 3D

Anwajler Beata, Spychaj Radosław, Wójcik Patrycja, Piwowar Anna

Rynek Energii

|

2021

|

Nr 6

44--51

PL

Zagadnienia poruszone w artykule, takie jak bionika, techniki addytywne czy materiały izolacyjne są często wskazywane jako perspektywiczne dla obecnie przyjętego kierunku rozwoju przemysłu. Duże zainteresowanie owymi tematami jest spowodowane poszukiwaniem innowacyjnych rozwiązań dla przemysłu, które będą powodowały jego rozwój bez niekorzystnego oddziaływania na środowisko naturalne. Stosując rozwiązania zaczerpnięte z natury, techniki addytywne oraz innowacyjne materiały izolacyjne mogą wpłynąć na ograniczenie spalania paliw kopalnych i niższą emisję szkodliwych substancji powstających w procesie konwersji nieodnawialnych źródeł energii na energię użytkową. W poszukiwaniu nowych rozwiązań w technikach izolacyjnych pomocna okazuje się technologia druku przestrzennego, która pozwala na tworzenie modeli o dowolnym kształcie z zastosowaniem coraz większej ilości materiałów. Stworzone w tej technologii prototypy mogą służyć do badań nad jeszcze bardziej efektywnymi sposobami wykorzystania materiałów izolacyjnych. Zaprojektowano i wydrukowano wielowarstwowe materiały o czworokątnym i sześciokątnym kształcie komórek wewnętrznych z biodegradowalnego materiału PLA. Ustalono wartości obliczeniową współczynnika przewodzenia ciepła, na którą składały się dwie fazy: pomiarowa i obliczeniowa. Przeprowadzono analizę statystyczną określającą wpływ kierunku przepływu ciepła oraz strukturę wewnętrzną prototypowych materiałów na otrzymane wartości współczynników przewodzenia ciepła i oporu cieplnego.

EN

The issues discussed in the article, such as bionics, additive techniques or insulating materials, are often indicated as prospective for the currently adopted direction of industry development. The great interest in these topics is caused by the search for innovative solutions for the industry that will lead to its development without adversely affecting the natural environment. Using the solutions taken from nature, additive techniques and innovative insulating materials can lead to limitation fossil fuel combustion and lower emissions of harmful substances originating from the conversion of non-renewable energy sources usable energy. In the search for new solutions in insulation techniques, 3D printing technology turns out to be helpful, as it allows you to create models of any shape using an increasing number of materials. The prototypes created in this technology can be used to research into even more effective ways of using insulation materials. Designed and multilayer printed material with a quadrangular and hexagonal shaped inner cells of biodegradable material PLA. The calculation values of the thermal conductivity coefficient were determined, which consisted of two phases: measurement and calculation. Statistical analysis was performed by determining the influence of the heat flow direction and the inner structure of prototype materials obtained values of the coefficients of thermal conductivity and thermal resistance.