Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of radiative heat transfer impact in cross-flow tube and fin heat exchangers

Hanuszkiewicz-Drapała M., Bury T., Widziewicz K.

Archives of Thermodynamics

|

2016

|

Vol. 37, no. 1

99--112

EN

A cross-flow, tube and fin heat exchanger of the water – air type is the subject of the analysis. The analysis had experimental and computational form and was aimed for evaluation of radiative heat transfer impact on the heat exchanger performance. The main element of the test facility was an enlarged recurrent segment of the heat exchanger under consideration. The main results of measurements are heat transfer rates, as well as temperature distributions on the surface of the first fin obtained by using the infrared camera. The experimental results have been next compared to computational ones coming from a numerical model of the test station. The model has been elaborated using computational fluid dynamics software. The computations have been accomplished for two cases: without radiative heat transfer and taking this phenomenon into account. Evaluation of the radiative heat transfer impact in considered system has been done by comparing all the received results.

2

Metals distribution on the surface of quartz fiber filters used for particulate matter collection

Widziewicz K., Loska K., Rogula-Kozłowska W.

Archives of Environmental Protection

|

2015

|

Vol. 41, no. 4

3--10

EN

Presented study aimed to determine metals distribution on the quartz fiber filters surface coated with particulate matter by using high and low-volume samplers. The distribution pattern was tested using two different sub-sampling schemes. Each sub-sample was mineralized in the nitric acid in a microwave oven. An analysis was performed by means of atomic absorption spectroscopy with electrothermal atomization GF-AAS technique, and the determined elements were: As, Cd, Pb and Ni. A validation of the analytical procedure was carried out using NIES 28 Urban Aerosols standard reference material. It was assumed that metal is distributed uniformly if its normalized concentrations on a single sub-sample is within ±15% of the mean concentration over the whole filter. The normalized concentrations values exceed this range, indicating a non-homogenous metals distribution. There were no statistically significant differences in metals concentrations between particular sub-samples in the function of its position along the filters diameter.

PL

Praca miała na celu zbadanie rozkładu metali na powierzchni filtrów kwarcowych pokrytych pyłem zawieszonym zebranym przy użyciu wysoko- oraz niskoprzepływowych analizatorów powietrza. Rozkład badano przy użyciu dwóch różnych systemów podpróbkowania filtrów. Każdą podpróbkę mineralizowano w kwasie azotowym w piecu mikrofalowym. Analizę przeprowadzono techniką absorpcyjnej spektroskopii atomowej z atomizacją elektrotermiczną GT–AAS, za pomocą której oznaczano następujące pierwiastki: As, Cd, Pb i Ni. Walidację procedury analitycznej przeprowadzono przy użyciu certyfikowanego materiału odniesienia NIES28 Urban Aerosols. Założono, że metal jest rozłożony na powierzchni filtra równomiernie, jeśli jego znormalizowane stężenie na pojedynczej podpróbce mieści się w zakresie ±15% średniego stężenia na całym filtrze. Ponieważ wartości znormalizowanych stężeń metali przekraczały ten zakres, wskazywało to jednoznacznie na nierównomierny ich rozkład na powierzchni filtrów. Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w stężeniach metali pomiędzy poszczególnymi fragmentami filtrów w funkcji ich położenia względem średnicy filtrów.

3

Numerical model of a cross-flow heat exchanger with non-uniform flow of media

Hanuszkiewicz-Drapala M., Bury T., Widziewicz K.

Journal of Power Technologies

|

2013

|

Vol. 93, nr 5

295--302

EN

This paper presents thermal-hydraulic analyses of finned cross flow heat exchangers working in media flow maldistribution conditions. The authors postulate a possibility of performing such analyses through the use of CFD models of recurrent segments of the heat exchangers. Media inflow to each recurrent segment may be individually defined and thus the flow maldistribution in the whole heat exchanger could be considered. The methodology of creating these models, running calculations and results of very initial experimental validation is presented in the paper.

4

The effect of Spent Mushroom Substrate field storage conditions on its leachate composition

Cebula J, Pelczar J, Loska K, Widziewicz K

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2013

|

T. 16, nr 1

93--102

EN

Passive weathering in a field is a popular method of Spent Mushroom Substrate disposal. During this process rain and snowmelt water percolates through SMS piles and a large amount of solutes is leached out. Leachate contains substantially high concentrations of inorganic salts, that contribute to soil and groundwater salinity. In order to examine to what extent salts are leached from SMS piles, laboratory-scale lysimeter study was carried out. It was performed on two SMS substrates stored in the field for 3 years (substrate “A”) and 1 year (substrate “B”) respectively. Leaching experiment was conducted for 21 days, simulating annual rainfall cycles in Poland. Effluents were controlled for changes in chemical composition. Analysis included: moisture, pH, conductivity (EC), ions concentrations: Cl−, NO3−, SO2-4 , K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, total carbon (TC) and total nitrogen (TN) measurements. Leachate composition was dominated by Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl− and SO2-4 concentrations. To describe the leaching dynamics seven mathematical models were fitted to the data. For the majority of components the function that best illustrated weathering process was a quadratic function, although Ca2+ leaching was best illustrated by a power function and Cl− release by a logarithmic one. After three weeks the quantity of inorganic salts eluted from 1 kgdw of SMS reached 16.8 g for substrate “A” and 43.9 g for substrate “B”. Obtained results indicate that improper management of SMS may result in excessive soil salinity.

PL

Leżakowanie na polu jest popularną metodą zagospodarowania zużytego odpadu popieczarkowego (Spent Mushroom Substrate). W trakcie tego procesu wody opadowe oraz roztopowe przenikają przez pryzmy SMS i przyczyniają się do powstawania odcieków zawierających wysokie stężenia soli nieorganicznych, powodujących zasolenie środowiska wodno-gruntowego. W celu zbadania, w jakim stopniu składniki mineralne są wymywane ze zużytego odpadu popieczarkowego, przeprowadzono lizymetryczne badania laboratoryjne. Do badań użyto dwóch odpadów SMS, substratu „A” leżakującego przez 3 lata oraz substratu „B” składowanego w warunkach polowych przez rok. Eksperyment prowadzono przez 21 dni, symulując warunki wymywania, typowe dla opadów na terenie Polski. Zakres analiz obejmował następujące oznaczenia: wilgotność, pH, przewodnictwo właściwe (EC) oraz stężenia: Cl−, NO3−, SO2-4, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+, Zn2+, węgla całkowitego (TC) i azotu całkowitego (TN). Skład odcieku był zdominowany przez jony: Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl− i SO2-4. Do opisu dynamiki wymywania tych składników użyto siedmiu modeli matematycznych. Dla większości składników przebieg wymywania najlepiej ilustrował model funkcji kwadratowej, w przypadku potasu funkcja potęgowa, a w przypadku chlorków funkcja logarytmiczna. Na podstawie krzywych wymywania stwierdzono, że po trzech tygodniach prowadzenia procesu ilość soli nieorganicznych wypłukana z 1 kg zużytego podłoża wynosiła w przypadku substratu „A” 16,8 g, a w przypadku substratu „B” 43,9 g. Uzyskane wyniki wskazują, że niewłaściwy sposób zagospodarowania zużytego podłoża z produkcji pieczarek może być przyczyną nadmiernego zasolenia gleby.

5

Content analysis of heavy metals/metalloids and mineral composition of waste generated during uranium concentrate processing

Pala A., Widziewicz K., Nowak J., Loska K., Biegańska J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2013

|

T. 29, z. 2

89--102

PL

Odpady powstające w procesie wydobycia i przeróbki rudy uranowej stanowią najliczniejszą grupę odpadów pouranowych. Gromadzone w postaci hałd skały płonnej i odpadów przeróbczych, ze względu na obecność w nich promieniotwórczych radionuklidów oraz pierwiastków metali ciężkich/metaloidów, stanowią potencjalne źródło zagrożenia dla ekosystemów. W artykule przedstawiono wyniki analizy składu mineralnego oraz chemicznego skały płonnej. Określenie składu mineralnego dokonano na drodze analizy rentgenograficznej, stosując dyfraktometr HZG-4 firmy DRON. Zawartość metali ciężkich/metaloidów w próbkach odpadów oznaczona została przy użyciu metody atomowej spektrometrii absorpcyjnej. Analizie spektrometrycznej poddano następujące metale ciężkie/metaloidy: As, Cr, Zn, Cd, Pb, Co, Cu, Ni. Celem wykonanych analiz było scharakteryzowanie rozpatrywanej grupy odpadów pouranowych pod względem składu mineralnego i pierwiastkowego. Teren badań obejmował obszar Kotliny Jeleniogórskiej, znajdujący się w południowo-zachodniej Polsce w województwie dolnośląskim. Odpady skalne pobrane zostały z hałd zlokalizowanych w miejscowościach Kowary-Podgórze i Radoniów. Przeprowadzona analiza rentgenograficzna pobranych próbek odpadów wykazała obecność w odpadach minerałów powszechnie występujących na terenie Kotliny Jeleniogórskiej. W próbkach oznaczone zostały między innymi minerały należące do grupy zeolitów oraz minerałów ilastych, które wykazują zdolność sorpcji metali ciężkich/metaloidów. Analiza spektrometryczna metali ciężkich/metaloidów potwierdziła obecność w pobranych próbkach oznaczanych metali ciężkich/metaloidów, których stężenia nie przekroczyły jednak wartości dopuszczalnych, określonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby i ziemi. Przeprowadzone analizy nie wykazały, aby rozpatrywana grupa odpadów wydobywczych miała negatywny wpływ na środowisko przyrodnicze.

EN

Waste generated during mining and processing of uranium ore is the largest group of uranium mining wastes. Wastes collected in the forms of uranium piles, and evaporation and tailing ponds constitute a potential danger to ecosystems, because of the presence of radioactive elements and heavy metals. This paper presents the mineral and chemical compositions of rock wastes. Determination of mineral composition was performed using a DRON HZG-4 diffractometer. The content of heavy metals in samples of waste rock was determined by atomic sorption spectrometry. Spectral analysis was applied to heavy metals/metalloids such as As, Cr, Zn, Cd, Pb, Co, Cu, and Ni. The purpose of this analysis was to characterize the groups of extractive wastes in terms of mineral and elemental compositions. The sites examined were located in the Jelenia Góra Basin area in south-western Poland in the Lower Silesia province. Waste rock was taken from heaps located in Kowary-Podgórze and Radoniów. X-ray analysis of waste rock samples showed the presence of minerals in the wastes which commonly occur in the Jelenia Góra Basin area. Identified in the samples were minerals belonging to a group of zeolites and clay minerals which demonstrate the potential for sorption of heavy metals/metalloids. Spectrometric analysis of heavy metals/metalloids confirmed the presence of As, Cr, Zn, Cd, Co, Cu, Ni, and Pb in the collected waste, but their concentrations do not exceed the limit values laid down in the Regulation of the Minister of the Environment on the quality standards for soil and ground. The analysis performed did not show that the examined group of mining wastes had a negative impact on the environment.

6

The influence of sewage sludge processing in wastewater treatment plant on the heavy metals contents

Tytła M., Widziewicz K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2013

|

Vol. 6, no. 2

43--48

EN

This paper presents results of metals content analysis in sewage sludge from Kędzierzyn-Koźle wastewater treatment plant. The aim of this study was to determine metals contents in the following stages of sludge treatment process. Quantitative analysis of metals concentration in the sludge system is an important information for technologists about the preferable direction of sludge management. Sewage sludge samples were taken at five processing stages. The analysis was carried out by means of atomic absorption spectrometry technique (AAS). The average content of Na, K, Ca, Mg in each sampling points ranged from 24999.2 mg/kgTS to 41815.6 mg/kgTS, whereas for heavy metals Cd, Pb, Ni, Zn, Cu total contents ranged from 894.5 mg/kgTS to 2191.2 mg/kgTS. The highest concentration of metals was detected in primary settling tank and the lowest after dewatering process. Cr and Hg concentrations were below the detection limit. The concentration of trace elements in stabilized sludge did not exceed the limit values for heavy metals defined in the Regulation of the Minister of the Environment concerning municipal sewage sludge of 13th August 2010.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości metali w osadach ściekowych pochodzących z oczyszczalni ścieków w Kędzierzynie-Koźlu. Celem pracy było określenie zawartości metali na kolejnych punktach przeróbki osadów ściekowych. Analiza ilościowa stężeń metali w ciągu przeróbki osadów jest istotną informacją dla technologów w kontekście kierunku ich zagospodarowania. Osady pobierano z pięciu etapów procesu przeróbki. Oznaczenia wykonano techniką absorpcyjnej spektrometrii atomowej (AAS). Całkowita zawartość Na, K, Ca i Mg w poszczególnych punktach poboru osadów wahała się w zakresie 24999.2 mg/kgsm do 41815.6 mg/kgsm, natomiast w przypadku metali ciężkich Cd, Pb, Ni, Zn, Cu wartości te były na poziomie 894.5 mg/kgsm do 2191.2 mg/kgsm. Stężenia chromu i rtęci były poniżej granicy detekcji. Największe zawartości metali ciężkich odnotowano w osadniku wstępnym, natomiast najniższą po procesie odwadniania. Stężenie metali ciężkich w osadzie ustabilizowanym nie przekroczyło wartości dopuszczalnych określonych w Rozporządzeniu Ministra Środowiska w sprawie komunalnych osadów ściekowych z 13 sierpnia 2010 r.

7

Multivariate Statistical Analyses on Arsenic Occurrence in Rybnik Reservoir

Widziewicz K., Loska K.

Archives of Environmental Protection

|

2012

|

Vol. 38, no. 2

11-23

EN

Popular statistical techniques, such as Spearman's rank correlation matrix, principal component analysis (PCA) and multiple linear regression analysis were applied to analyze a large set of water quality data of the Rybnik Reservoir generated during semiannual monitoring. Water samples collected at 9 sampling sites located along the main axis of the reservoir were tested for 14 selected parameters: concentrations of co-occurring elements, ions and physicochemical parameters. The aim of this study was to estimate the impact of those parameters on inorganic arsenic occurrence in Rybnik Reservoir water by means of multivariate statistical methods. The spatial distribution of arsenic in Rybnik Power Station reservoir was also included. Inorganic arsenic As(III), As(V) concentrations were determined by hydride generation method (HG-AAS) using SpectrAA 880 spectrophotometer (Varian) coupled with a VGA-77 system for hydride generation and ECT-60 electrothermal furnace. Spearman's rank correlation matrix was used in order to find existing correlations between total inorganic arsenic (AsTot) and other parameters. The results of this analysis suggest that As was positively correlated with PO43-; Fe and TDS. PCA confirmed these observations. Principal component analysis resulted in three PC's explaining 57% of the total variance. Loading values for each component indicate that the processes responsible for As release and distribution in Rybnik Reservoir water were: leaching from bottom sediments together with other elements like Cu, Cd, Cr, Pb, Zn, Ni, Ca (PC1) and co-precipitation with PO43-, Fe and Mn (PC3) regulated by physicochemical properties like T and pH (PC2). Finally, multiple linear regression model has been developed. This model incorporates only 8 (T, pH, PO43-, Fe, Mn, Cr, Cu, TDS) out of initial 14 variables, as the independent predictors of total As contamination level. This study illustrates the usefulness of multivariate statistical techniques for analysis and interpretation of complex environmental data sets.

PL

Do analizy dużego zbioru danych pochodzących z półrocznego monitoringu wody Zbiornika Rybnickiego zastosowano popularne techniki statystyczne takie jak: macierz korelacji rang Spearmana, analiza głównych składowych (PCA) oraz regresja wieloraka. Próbki wody do badań pobierano z 9 różnych stanowisk rozmieszczonych wzdłuż głównej osi zbiornika i testowano pod kątem 14 wybranych parametrów: stężeń współwystępujących pierwiastków, jonów oraz parametrów fizykochemicznych. Celem pracy była ocena wpływu tych parametrów na występowanie arsenu nieorganicznego w wodzie Zbiornika Rybnickiego za pomocą wielowymiarowych metod statystycznych. W pracy zamieszczono także wyniki przestrzennego rozkładu arsenu w zbiorniku Elektrowni Rybnik. Stężenia nieorganicznych form arsenu As(III), As(V) oznaczano metodą generowania wodorków (HG-AAS) wykorzystując spektrometr absorpcji atomowej SpectrAA 880 (Varian), rozbudowany o układ do generacji wodorków VGA-77 oraz elektrotermiczny piec ETC-60. W celu znalezienia korelacji między całkowitym arsenem nieorganicznym (AsTot), a innymi parametrami wykonano macierz korelacji rang Spearmana. Wyniki tej analizy sugerują, że As był dodatnio skorelowany z PO43-; Fe, TDS. Potwierdzeniem tych obserwacji były wyniki analizy PCA. Analiza głównych składowych pozwoliła na wyodrębnienie ze zbioru danych 3 głównych składowych wyjaśniających 57% całkowitej zmienności. Wartości ładunków poszczególnych czynników wskazują, że procesami, które w największym stopniu wpływały na uwalnianie oraz dystrybucję As w wodzie Zbiornika Rybnickiego były: wymywanie z osadów dennych wraz z innymi pierwiastkami takimi jak: Cu, Cd, Cr, Pb, Zn, Ni, Ca (PC1), współstrącanie z Fe, Mn, PO43- (PC3) regulowane przez czynniki fizykochemiczne jak T czy pH (PC2). Końcowy etap analizy wyników obejmował zbudowanie modelu regresji wielorakiej. Model obejmował jedynie 8 (T, pH, PO43-, Fe, Mn, Cr, Cu, TDS) spośród 14 wyjściowych zmiennych, które służyły jako niezależne estymatory do oszacowania stopnia zanieczyszczenia wody arsenem. Praca ta ilustruje przydatność wielowymiarowych technik statystycznych do analizy i interpretacji złożonych zbiorów danych pochodzących z badań środowiskowych.

8

Experimental and numerical analyses of finned cross flow heat exchangers efficiency under non-uniform gas inlet flow conditions

Bury T., Składzień J., Widziewicz K.

Archives of Thermodynamics

|

2010

|

Vol. 31, no. 4

133-144

EN

The work deals with experimental and numerical thermodynamic analyses of cross-flow finned tube heat exchangers of the gas-liquid type. The aim of the work is to determine an impact of the gas non-uniform inlet on the heat exchangers performance. The measurements have been carried out on a special testing rig and own numerical code has been used for numerical simulations. Analysis of the experimental and numerical results has shown that the range of the non-uniform air inlet to the considered heat exchangers may be significant and it can significantly affect the heat exchanger efficiency.