Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The research of acoustic emission of a low-power aircraft engine

Gęca M., Pietrykowski K., Rosiński K.

Transactions on Aerospace Research

|

2018

|

Nr 3 (252)

19--29

EN

This paper presents the methodology and investigation of the sound power level produced by a radial piston aircraft engine operating at varied speeds. The research model aircraft engine of a maximum power of 5.5 kW with a two-bladed airscrew was placed on a test bend. Its sound power level was calculated from the sound pressure level measured at 9 measurement points distributed on a hemispherical surface in a confined space in line with PN-EN 3744. Mean sound power generated by the ASP FS400AR engine is 96 dB at idle (2,880 rpm) and 105 dB at a cruising speed (4,740 rpm). Accordingly, it can be concluded that a sound level meter registered a higher sound power level at the points in front of the model aircraft engine than at the points behind it, whereas the lowest sound power level was registered directly above the engine.

PL

W artykule przedstawiono metodologię oraz badania emisji akustycznej tłokowego lotniczego silnika w układzie gwiazda przy określonych prędkościach obrotowych silnika. Na badanym modelarskim silniku gwiazdowym o maksymalnej mocy 5,5 kW umieszczono śmigło dwułopatowe. Silnik umieszczono na stanowisku badawczym. Przeanalizowano budowę napędów lotniczych ze szczególnym uwzględnieniem modelarskich silników tłokowych, przyrządy do pomiaru poziomu dźwięku, normy i przepisy dotyczące emisji akustycznej z silników lotniczych oraz jak hałas lotniczy wpływa na zdrowie człowieka. W pracy również przedstawiono metody pomiarów akustycznych oraz elementy stanowiska badawczego. Wyznaczono poziom mocy akustycznej źródła w oparciu o pomiary poziomu ciśnienia akustycznego w 9 punktach pomiarowych na półkulistej powierzchni pomiarowej w przestrzeni zamkniętej zgodnie z normą PN-EN 3744. Przed zasadniczymi pomiarami zmierzono poziom ciśnienia akustycznego tła. Średnia moc akustyczna wytwarzana przez silnik ASP FS400AR na biegu jałowym (2880 obr/min) wynosi 96 dB a przy prędkości przelotowej (4740 obr/min) 105 dB. Na podstawie wyników stwierdzono, że miernik ustawiony w punktach znajdujących się przed silnikiem, zarejestrował wyższy poziom mocy akustycznej niż punkty znajdujące się za modelarskim silnikiem tłokowym, natomiast najmniejsza moc akustyczna wyznaczona w czasie pomiarów znajduje się bezpośrednio nad silnikiem.

2

Thermodynamic model of the ASz-62IR radial aircraft engine

Magryta P., Pietrykowski K., Gęca M.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2018

|

Nr 1 (250)

36--49

EN

The article presents assumptions of the one-dimensional model of the ASz-62IR aircraft engine. This model was developed in the AVL BOOST software. The ASz-62IR is a nine cylinder, aircraft engine in a radial configuration. It is produced by the Polish company WSK “PZL-Kalisz” S. A. The model is used for calculating parameters of the fuel stream and the air stream in intake system of the engine, as well as for the analyses of the combustion process and the exhaust flow to the external environment. The model is based on the equations describing the isentropic flow. The geometry of the channels and all parts of the model has been mapped on the basis of empirical measurements of the engine elements. The model assumes indirect injection where the gasoline was used as a fuel with the calorific value of 43.5 MJ/kg. The model assumes a mixture of a stoichiometric ratio of 14.5. This model is only part of the overall the ASz-62IR engine model. After the simulation tests on the full model the obtained results confirmed the correctness of the model used to create the mixture. It was found that the AVL BOOST software is good for the implementation of this type of work.

PL

W artykule przedstawiono założenia jednowymiarowego modelu wymiany ładunku z silnika lotniczego ASz-62IR. Model ten został opracowany w programie AVL BOOST. Silnik ASz-62IR jest dziewięciocylindrowym silnikiem lotniczym w układzie gwiazdy. Jest on produkowany przez polską firmę WSK „PZL-Kalisz” S.A. Opracowany model służy do obliczania parametrów strumienia paliwa i powietrza w układzie dolotowym silnika, jak również do analizy procesu spalania i przepływu spalin do środowiska zewnętrznego. Model jest oparty na równaniach opisujących przepływ izentropowy. Geometrię kanałów i wszystkich przepływowych elementów modelu odwzorowano na podstawie empirycznych pomiarów konstrukcji silnika. W modelu założono wtrysk pośredni, a jako paliwo zastosowano benzynę o wartości opałowej 43,5 MJ/kg. Założono stechiometryczną mieszankę o współczynniku 14,5. Opisany model jest tylko częścią całkowitego modelu silnika ASz-62IR. Po wykonaniu badań symulacyjnych pełnego modelu uzyskano wyniki potwierdzające prawidłowość zastosowanego modelu tworzenia mieszanki oraz stwierdzono przydatność oprogramowania AVL BOOST do realizacji tego typu prac.

3

The influence of load distribution in kinematic constraints of connecting rod on the results of the stress simulation

Magryta P., Pietrykowski K., Biały M., Szlachetka M.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 3

84--87

EN

The article presents the results of simulations research carried out, using Finite Element Method. The simulations were made in the Abaqus software. Calculations were made on the connecting rod of opposed piston engine. The connecting rod was subjected to a compression tests. Different versions of the boundary conditions in the form of load forces and pressure distribution acting on the small end of the connecting rod were presented. Depending on the load distribution acting on the connecting rod small end, different distributions of stresses in the connecting rod geometry were obtained. All studies were performed for the same geometry, the same mesh grid, and for the same value of compressive force (research could be considered as comparable). Changing the size and distribution of stresses in the connecting rod, evidence the impact of the adopted boundary conditions of the load distribution on the calculation results. It is important for the use of modern simulation tools in the design process of new mechanical parts.

4

Optimizing the geometry of the connecting rod in opposite pistons engine

Magryta P., Pietrykowski K., Majczak A.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 1

191--196

EN

The article presents the results of simulations research carried out, using Finite Element Method. The simulations were made in the Abaqus software. Studies were related to the reduction and improving of stress distribution in the connecting rod of opposite pistons combustion engine. The connecting rod has been developed in a 3D environment in the Catia software, then imported into the simulation tool, in which stress tests were performed. The connecting rod was subjected to a compression and stretching tests. Boundary conditions of forces used in simulation tests have been developed on the basis of the dynamic model created in the MSC Adams software. The study included nine iterations of geometric changes of connecting rod. Shape as well as properties such as parametric dimensions (rod length) were changed. The changes were dictated by the reduction of the maximum values of the stresses and the size of the fields with large stress values. As a result of the simulations, the improvement of the connecting rod strength was obtained by its geometrical change (which was obtained by reducing the stress fields).

5

CFD numerical simulation of the indirect cooling system of an internal combustion engine

Biały M., Pietrykowski K., Tulwin T., Magryta P.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 3

8--18

EN

The paper presents an analysis of the fluid flow in the cooling system of an internal combustion engine with oposite pistons. The purpose of the work was to optimize the flow of fluid through the channels located in the engine block. Simulation studies and subsequent iterations were performed using Ansys Fluent software. Two-equation k-epsilon turbulence model was used in the simulation model. Boundary and initial conditions were taken from previously made simulations conducted in AVL Boost software. The average wall temperature of the cylinder and the temperature of the outer walls of the cylinder were assumed for simulations. The results of the analyzes were graphically illustrated by the speed streamline distribution of velocity fields and temperature.

6

The Nonuniformity of the Piston Motion of the Radial Engine

Pietrykowski K., Tulwin T.

Applied Computer Science

|

2017

|

Vol. 13, no 2

39--47

EN

The results of kinematic analysis of the ASz-62IR radial engine crankshaft was presented. In addition, the one-dimensional model of the working cycle of the engine was created in AVL BOOST system. Differences in the waveforms for each pistons causes the differences in the filling process what reflects in the mass of the load supplied to cylinders. Additionally, due to one dimensional model computation. The results show differences in the value of maximum pressure. This causes differences in mean effective pressure of up to 4% and which also affects the vibrations of the whole engine.

7

Model 1-wymiarowy silnika o zapłonie samoczynnym

Sochaczewski R., Pietrykowski K., Tylwin T.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

5731--5737, CD 2

PL

W artykule przedstawiono 1-wymiarowy model silnika o zapłonie samoczynnym oraz proces identyfikacji jego parametrów. Jako cel wstępnych badań identyfikacyjnych postawiono dopasowanie ciśnienia i temperatury w różnych punktach układu dolotowego jak również masy powietrza w cylindrze. Drugim etapem była kalibracja modelu spalania na podstawie przebiegów ciśnienia w cylindrze uzyskanych z badań doświadczalnych. Jako wynik końcowy przedstawiono porównanie charakterystyk momentu obrotowego i jednostkowego zużycia paliwa uzyskanych z obliczeń i z badań stanowiskowych.

EN

This paper presents a one-dimensional model of a diesel engine and a process to identify its parameters. Our initial identification research focused on adjusting pressure and temperature at varied points in an intake system and air mass in a cylinder. Then, the model of combustion was calibrated based on the cylinder pressure time courses obtained from our experimental studies. The final result was a comparison of the characteristics of torque and specific fuel consumption obtained from the calculation and bench research.

8

Budowa optymalnej siatki obliczeniowej do modelu CFD procesu spalania w silniku gwiazdowym

Tulwin T., Pietrykowski K.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

6296--6302, CD 2

PL

W badaniach z wykorzystaniem komputerowej mechaniki płynów CFD kluczowy wpływ na czas obliczeń, jakość wyników i skalę błędu ma siatka obliczeniowa i jej właściwości. Często budowa siatki wiąże się z iteracyjnym sposobem zmiany jej struktury po obserwacji wyników. Aby skrócić czas obliczeń należy zoptymalizować siatkę pod kątem jak najmniejszej ilości elementów, zachowując przy tym odpowiednie zagęszczenie w charakterystycznych miejscach przepływu. W pracy przedstawiono metody budowy siatki obliczeniowej dla gwiazdowego silnika lotniczego o zapłonie iskrowym, dla całego cyklu pracy silnika. Siatka została przygotowana tak, aby możliwe były obliczenia wielu cykli w sposób ciągły.

EN

In discrete computer simulation the grid has the key influence on computational time, results quality and scale of error. Often mesh creation process is done in iterations after considering the calculations outcome. In order to shorten the computational time the mesh optimization process has to be done in means of lowest cell count and adequately dense grid in characteristic flow regions. This paper presents the methods of mesh creation for spark ignited aircraft radial engine for full engine cycle. The resultant gird allows multi cycle engine simulations.

9

Zastosowanie numerycznej mechaniki płynów CFD do modelowania chłodzenia silnika lotniczego

Tulwin T., Pietrykowski K.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

10728--10736

PL

Wraz ze wzrostem mocy obliczeniowych stacji roboczych rośnie skuteczność oraz opłacalność korzystania z symulacji komputerowej mechaniki płynów CFD. Przy jej pomocy można przeprowadzić znacznie większą ilość badań, sprawdzić większą ilość wariantów parametrycznych i odczytać wartości parametrów, pól skalarnych/wektorowych trudnych lub niemożliwych do zmierzenia, w porównaniu do prowadzeniu badań metodą wykonania prototypu, w tym samym czasie. Wraz ze wzrostem popularności komputerowej mechaniki płynów rośnie stopień zaawansowania programów i narzędzi, wymagając zarazem doświadczenia i wiedzy teoretycznej w ich obsłudze. Artykuł ma za zadanie przedstawić rozwiązanie problemu wymiany ciepła w gwiazdowym silniku lotniczym korzystając z oprogramowania Ansys Fluent.

EN

In parallel with the increase of computational power of workstations the CFD simulation cost-effectiveness increases. With its aid much bigger number of research can be performed, more parametric cases can be checked-out in comparison to the traditional empirical tests in the same time.With the increase of CFD popularity the complexity of software increases, requiring the knowledge and experience to maintain them. The aim of this article is to present the simulation process of the heat transfer in air-cooled aircraft radial engine.

10

Eksploatacyjna analiza sprawności alternatorów autobusu miejskiego

Pietrykowski K

Logistyka

|

2014

|

nr 3

5106--5110

PL

Silnik autobusu ma za zadanie nie tylko dostarczanie energii potrzebnej do pokonania oporów ruchu, lecz również wytwarzanie znacznej ilości energii wykorzystywanej do zasilania urządzeń elektrycznych. Rolę generatora energii elektrycznej pełni alternator, którego maksymalna sprawność może osiągać 70%, jednakże w warunkach zmiennego obciążenie i prędkości obrotowej jest ona znacznie mniejsza co wpływa na zwiększenie kosztów energii. W artykule przedstawiono wyniki badań stanów pracy alternatora w autobusie miejskim w czasie jazdy. Podczas badań rejestrowano przebiegi prędkości obrotowej oraz obciążenia prądowego układu generowania energii elektrycznej. Wyniki wykonanych pomiarów umożliwiły sporządzenie histogramów obrazujących udziały czasu pracy alternatora w poszczególnych punktach pracy alternatora.

EN

The bus engine is designed not only to provide the energy needed to overcome the motion resistance, but also generating a significant amount of energy used to power electrical appliances. The role of fully electric generator is done by an alternator, which can reach a maximum efficiency of 70%, but under varying engine load and engine rotational speed, this value is much smaller which results in an increase in energy costs. The article presents the results of the operating states of the alternator in the city bus while driving. During the tests value of rotational speed and current load of power generation system were recorded. The results of measurements made possible to draw histograms showing the share of working time of the alternator in different points of alternator work.

11

Badania symulacyjne lotniczego silnika gwiazdowego

Pietrykowski K., Gęca M.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

8645--8653

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań 1-wymiarowego modelu (1D-CFD) lotniczego silnika gwiazdowego dużej mocy ASz-62IR. Jako cel modelowania postawiono zbudowanie modelu uwzględniającego rzeczywiste wymiary silnika. Powinien on dobrze odzwierciedlał osiągi rzeczywistego silnika, ponieważ kolejnym etapem będą badania optymalizacyjne układu zapłonowego. W procesie identyfikacji modelu wykorzystano wyniki badań stanowiskowych obejmujące charakterystyki ciśnienia w przewodzie dolotowym, przebieg ciśnienia w pierwszym przewodzie dolotowy oraz charakterystykę mocy maksymalnej oraz jednostkowego zużycia paliwa. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych w postaci charakterystyk osiągów silnika które porównano z wynikami badań stanowiskowych. Wyznaczono również błąd odwzorowania osiągów silnika. Uzyskane wyniki potwierdzają zasadność zastosowania programu AVL BOOST do modelowania silnika ASz-62IR. Otrzymano wyniki na zadawalającym poziomie. Błąd odwzorowania ciśnienia w przewodzie dolotowym nie przekraczający wartości 4%, a błąd odwzorowania mocy i jednostkowego zużycia paliwa nie przekracza 1,5 %. Przedstawiony model daje więc możliwość przewidywania osiągów silnika po wprowadzeniu zmian w organizacji procesu spalania. Również możliwe jest oszacowanie osiągów przy zasilaniu innym paliwem, takim jak tańszym w eksploatacji mieszaniną etanolu i benzyny, czy zastosowanie benzyny samochodowej.

EN

The paper discusses the research results for a 1-dimensional (1D-CFD) model of a high-power aircraft radial engine ASz-62IR. The modelling aimed at developing a real-dimension engine model to reflect real engine performance because this research stage will be followed by the research on ignition system optimization. The bench testing results that refer to the characteristics of inlet pressure, pressure in the first inlet channel, maximum power and specific fuel consumption were applied to develop the model. This paper presents the simulation test results as engine performance characteristics which were compared with the bench testing ones. There was also determined engine performance mapping error. The results confirm that it was correct to apply the AVL BOOST software to model the ASz-62IR. The results are satisfying. The engine performance mapping error for intake pressure does not exceed 4%, and the power and specific fuel consumption mapping error does not exceed 1.5%. Our model allows us to predict engine performance if there are changes in a combustion process.

12

Badania symulacyjne eksploatacji helikopterowego silnika o zapłonie samoczynnym

Pietrykowski K, Magryta P., Wendeker M, Czyż Z.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

5111--5117

PL

W artykule przedstawiono koncepcję zastosowania silnika wysokoprężnego do napędu lekkiego śmigłowca. Zaprezentowano analizę porównawczą kosztów eksploatacji helikoptera ze standardowym silnikiem turbinowym oraz nowoczesnym silnikiem diesla. Analiza ta opierała się głównie na porównaniu wartości zużycia paliwa w jednostce napędowej silnika Diesla otrzymanych na podstawie badań symulacyjnych do danych literaturowych zużycia paliwa dla silnika turbinowego. Badania zużycia paliwa przeprowadzono w programie symulacyjnym AVL Boost dla określonej ścieżki lot odpowiadającej scenariuszowi lotu pasażerskiego. Scenariusz ten zawierał zestaw operacji i stanów lotu niezbędnych dla startu, przelotu, lądowania, odebrania pasażera, ponownego startu, przelotu w miejsce docelowe i ponownego lądowania. Jak wykazano zużycie paliwa przez silnik Diesla jest znacznie mniejsze w porównaniu do silnika turbinowego napędzającego helikopter klasy lekkiej.

EN

The article presents the concept of the use of the diesel engine to power a light helicopter. A comparative analysis of helicopter operating costs with a standard turbine engine and a modern diesel engine was presented. This analysis was based mainly on a comparison of the diesel engine fuel consumption on the basis of simulation studies to literature data of fuel consumption for a turbine engine. The fuel consumption study was conducted in the simulation software AVL Boost for a specific flight path corresponding to the scenario of passenger flight. This scenario contains a set of operations and flight conditions necessary for take-off, flight, landing, passenger pickup, restart, flight to the destination and re-landing. As indicated fuel consumption of a diesel engine is significantly smaller than in a light helicopter powered by turbine engine.

13

Badania symulacyjne bilansu cieplnego silnika Diesla przeznaczonego do napędu lekkiego śmigłowca

Szlachetka M., Pietrykowski K., Magryta P.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

10369--10374

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań modelu 1-wymiarowego (1D-CFD) silnika Diesla do napędu lekkiego śmigłowca. Zbudowano model wysokowysilonego silnika, spełniającego wymagania zastosowania w śmigłowcu. Podczas modelowania jako cel postawiono osiągnięcie jednostkowego zużycia paliwa poniżej 190 g/kWh oraz mocy maksymalnej co najmniej 320 kW przy jednoczesnym zachowaniu małej masy i gabarytów silnika. Zaprezentowano analizę bilansu cieplnego silnika w postaci diagramu Sankeya. Analiza ta opierała się głównie na wyznaczeniu drogi przepływu energii zawartej w spalanym paliwie na wał korbowy silnika oraz do otoczenia. Badania zużycia paliwa przeprowadzono w programie symulacyjnym AVL Boost dla warunków mocy maksymalnej osiąganej na poziomie morza. Jak wykazano możliwe jest osiągnięcie sprawności ogólnej silnika Diesla 44%. Wymaga to jednak zastosowania najnowocześniejszych technologii oraz materiałów konstrukcyjnych stosowanych w silnikach wyczynowych.

EN

The paper discusses the research results for a 1-dimensional (1D-CFD) diesel engine model to power a light helicopter. For the research, a model of high performance engine was developed to satisfy the requirements for mounting in a helicopter. The modelling aimed at achieving a specific fuel consumption below 190 g/kWh and a maximum power of at least 320 kW with low engine weight and size to be maintained. An analyses of a thermal balance of the engine as a Sankey diagram is given here. This analysis chiefly consisted in the determination of how the energy from fuel combusted flows into the engine crankshaft and the ambient. The fuel consumption under the conditions of maximum power achievable at sea level was studied with the AVL Boost simulation software. The research shows that an overall efficiency of 44% of the diesel engine can be achieved only if applying the most advanced technologies and construction materials used in highperformance engines.

14

CFD model of the CNG direct injection engine

Czyż Z., Pietrykowski K.

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2014

|

Vol. 8, nr 23

45--52

EN

The paper presents CFD analysis of fuel flow in the CNG injector. The issues such a pressure drop along an injector channel, mass flow through the key sections of the injector geometry, flow rates, the impact of the needle shape on the deflection of the sprayed gas cone and the impact of the wall head are analyzed in the article. The simulation was made in the transient states conditions for full injection process, including the opening and closing of the injector. An injection time of 6 ms, velocity of 0.33 mm/ms and a lift of 0.5 mm were selected for opening and closing of injector based on experimental test. The simulation shows that the volume inside the injector is a kind of fuel accumulator, and the opening process of the needle influence the flow parameters in an inlet cross-section after a certain time, depending on a channel cross section. The calculations allowed to select the ratio of an injector duct cross sectional area to the aperture area of the injection capable of the reducing pressure loss. The unusual location of the injector in the socket of a glow plug in the Andoria ADCR engine makes a stream be impaired by a part of the head. This research result would be useful in developing an injector construction which will be used for an investigation of CNG addition into diesel engine.

15

Model CFD procesu tworzenia mieszanki w silniku Diesla zasilanym dwupaliwowo

Pietrykowski K., Grabowski Ł., Sochaczewski R., Wendeker M.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

476--482

PL

Konwersja silnika diesla na zasilanie dwupaliwowe olejem napędowym i gazem ziemnym wiąże się ze zmniejszeniem kosztów eksploatacji. Jednakże w przypadku pośredniego wtrysku gazu do układu dolotowego pojawiają się ograniczenia w ilości zastąpienia oleju napędowego paliwem gazowym. Związane jest to ze zwiększoną emisją składników toksycznych spalin oraz z zagrożeniem wystąpienia spalania stukowego. Wynika to m.in. z przedostawania się niespalonego gazu do układu wylotowego spalin oraz z małym uwarstwieniem mieszanki w komorze spalania. Alternatywą dla takiego sposobu zasilania jest wtrysk bezpośredni gazu do komory spalania. W artykule przedstawiono wyniki badań trójwymiarowego modelu dwupaliowego silnika diesla z wykorzystaniem oprogramowania AVL FIRE. Wykonano analizę procesu tworzenia mieszanki w silniku zasilanym pośrednim i bezpośrednim wtryskiem gazu.

EN

The operation of the Diesel engine becomes cheaper when such an engine is converted to run on a Diesel oil and natural gas. However, if a gaseous fuel is directly injected into an intake system, the amount of a Diesel fuel to be replaced by a gaseous fuel is limited. This is due to the increased emissions of toxic compounds in exhaust gases and the risk of knocking as a result of entering an unburnt amount of a gaseous fuel into an exhaust system and a negligible mixture stratification in a combustion chamber. The direct injection of a gaseous fuel into the combustion chamber is an alternative method. The paper studies mixture formations for an indirect and direct gaseous fuel injection in an AVL FIRE 3D model of a dual-fuel Diesel engine.

16

Modelowanie 3D procesu napełniania w silniku o ZI

Pietrykowski K., Wendeker M., Grabowski Ł.

Postępy Nauki i Techniki

|

2012

|

Nr 15

123-133

PL

W Politechnice Lubelskiej powadzone są prace mające na celu opracowanie systemu zasilania wodorem silnika o ZI. W celu poznania zjawisk zachodzących podczas procesu napełniania silnika przeprowadzono badania modelowe z wykorzystaniem oprogramowania AVL Fire. W artykule przedstawiono wyniki badań modelowych ilustrujące zjawiska związane z przepływem powietrza przez kanały dolotowe silnika jak również ruch powietrza w komorze spalania.

EN

Hydrogen supply system for SI engines is developed in Lublin University of Technology. To learn the phenomena that occur during the engine filling process, AVL based modeling was performed. This paper describes the results of the modeling studies to show the air flow through engine intake duct and the air movement in the combustion chamber.

17

Badania modelowe generatora pary wodnej w programie AVL FIRE

Małek A., Pietrykowski K., Sochaczewski R.

Postępy Nauki i Techniki

|

2012

|

Nr 15

93-102

PL

W ramach projektu Lider realizowanego na Politechnice Lubelskiej została opracowana konstrukcja generatora pary wodnej oparta o wtryskiwacz wody. Przedmiotowy generator pary będzie wykorzystywany w badaniach do zasilania elektrolizera w parę wodną o określonych parametrach (temperaturze i ciśnieniu). Użyte środowisko projektowania bryłowego 3D Catia v5 R20 posiada możliwość generowania dokumentacji w formatach akceptowalnych przez programy służące do dynamicznych obliczeń przepływowych CFD. Objętość modelu komory parowej została poddana przestrzennej dyskretyzacji na elementy skończone. Kształt komory parowej elektrolizera został zoptymalizowany pod względem wielkości i kształtu (przede wszystkim gorącego denka) w celu generowania homogenicznego (w wyniku dobrego mieszania) strumienia pary wodnej. Możliwość zapewnienia stabilnego w czasie przepływu pary jest kluczowa w zapewnianiu optymalnych warunków pracy wysokotemperaturowego elektrolizera HTPEM (ang. High Temperature Proton Exchange Membrane) oraz rzutuje w znacznym stopniu na utrzymanie jego sprawności na odpowiednim poziomie.

EN

The purpose of this paper is to verify the construction assumptions for the regulator of water vapor flow in dynamic and static water vapor flow. The software owned to calculate compressible flow (CFD) - AVL FIRE enables completing this task, namely to develop geometric and mathematical models, and to do simulation calculation. The main problem to be solved is to determine the design parameters of water vapor flow which ensure the required dosing precision.The calculations allow for the verification of the construction assumptions for the control system.

18

Model samochodowego silnika zasilanego wodorem

Grabowski Ł., Pietrykowski K., Wendker M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2012

|

R. 13, nr 4

86-91

PL

W artykule przestawiono model silnika opracowany w programie AVL BOOST. Model oparto na rzeczywistym czterocylindrowym silniku o oznaczeniu A14XER, który spełnia normę emisji spalin EURO 5. Wykonano obliczenia dla pełnego obciążenia silnika. Wyznaczono charakterystykę zewnętrzną silnika oraz porównano ją z badaniami eksperymentalnymi. Przedstawiono również wyniki obliczeń uzyskane podczas zasilania silnika mieszaniną benzyny oraz wodoru. Analizie poddano osiągi silnika.

EN

A hydrogen-powered engine model developed in AVL BOOST is studied in this paper. The model is based on the A14XER real four-cylinder engine which complies with the EURO 5 standards. The calculations are done for full load. The engine external characteristics is specified and compared with experimental studies. The paper reports the results from the calculation of a gasoline and hydrogen mixture supply and the engine performance examination.

19

Stabilizacja ciśnienia wodoru w elektronicznie sterowanym reduktorze

Wendeker M., Barański G., Pietrykowski K., Biały M., Czarnigowski J., Jakliński P.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 3

PL

W artykule przedstawiono konstrukcję oraz wyniki badań symulacyjnych i eksperymentalnych prototypowego, sterowanego elektronicznie, reduktora ciśnienia wodoru. Model geometryczny reduktora opracowany został w systemie CAD za pomocą oprogramowania Catia V5. Model ten sporządzono na podstawie masowego zapotrzebowania w paliwo wodorowe badawczego silnika Wankla. Badania symulacyjne przeprowadzono za pomocą programu Ansys Fluent, wykorzystującego numeryczną mechanikę płynów CFD. Przeprowadzone symulacje pozwoliły na określenie wpływu geometrii kanałów dyszy głównej reduktora oraz wielkości jego komór wysokiego i zredukowanego ciśnienia na rozkład pola prędkości i ciśnienia. Badania eksperymentalne prototypowego reduktora ciśnienia przeprowadzono w warunkach eksploatacyjnych na pojeździe samochodowym. Zasadniczym celem badań była weryfikacja odpowiedzi układu na wielkość uchybu regulacji, czyli weryfikacja pracy reduktora pod kątem stabilności ciśnienia na jego wyjściu. W artykule wykazano nierównomierność rozkładu ciśnienia i prędkości czynnika w reduktorze ciśnienia wodoru wyposażonego w różne typy dysz. W wyniku analizy badań symulacyjnych wykonano rzeczywisty model reduktora ciśnienia z dyszą jednootworową, poddając go badaniom eksperymentalnym. Optymalny dobór wielkości komór, kształtu dyszy oraz systemu elektronicznego układu regulacji ciśnienia wodoru wykazał, że prototypowy reduktor ciśnienia wodoru stabilizuje wartość ciśnienia na założonym poziomie.

EN

This paper presents a design, simulation and experimental results of the prototype of an electronically controlled hydrogen pressure regulator. The geometric model of the regulator has been developed in the CAD system (Computer-Aided Design) using the Catia V5 software. This model is developed due to the massive demand for hydrogen fuel for the tested Wankel engine. The simulation research was carried out using the CFD (Computational Fluid Dynamics) method and the special software by Ansys Fluent. The simulations enabled determining the impact of regulator's geometrical parameters like nozzle geometry, the size of its chambers and high and reduced pressure on its main flow parameters such as the distribution of a velocity field and pressure. The experimental tests of this prototype pressure regulator were conducted under operational conditions in an automotive vehicle. The main purpose of the study was to verify the system response to the volume of regulation deviation, i.e. the verification of regulator work for its pressure stability at the output. The paper shows the uneven distribution of agent pressure and velocity in the hydrogen pressure regulator with different types of nozzles. The analysis of the simulation tests resulted in developing the real model of the pressure regulator with a single-hole nozzle that was tested in experiments. The optimal sizing of chambers, the shape of the nozzle, and the electronic control system for hydrogen pressure showed that the prototype hydrogen pressure regulator stabilizes the pressure on target.

20

Model procesu tworzenia mieszanki gazowo-powietrznej w silniku o zapłonie iskrowym

Wendeker M., Pietrykowski K., Grabowski Ł., Rola M., Sochaczewski R., Barański G.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 3

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań modelowych procesu napełniania silnika zasilanego gazem propan-butan. Geometrię modelu oparto na rzeczywistym czterocylindrowym silniku ZI o pojemności skokowej równej 2 dm3. Model silnika oraz badania symulacyjne wykonano w programie AVL FIRE. We wszystkich badanych przypadkach masa paliwa dostarczona do cylindra była niezmienna. Badania wykonano dla kilku wartości czasu otwarcia wtryskiwacza oraz kilku wartości wydatku wtryskiwacza. Analizie poddano wpływ masowego natężenia przepływu gazu przez wtryskiwacz na depozycję paliwa w komorze spalania. Wykazano, że zmiana przebiegu wtrysku wpływa na rozkład paliwa w cylindrze. Wyznaczono wartości koncentracji paliwa w pobliżu świecy zapłonowej.

EN

The paper presents the results of the modelling for the filling process of a propane-butane powered engine. The geometry of a model was based on a real 4-cylinder SI engine of an engine displacement of 2 dm3. The engine model and simulations were performed using the AVL FIRE software. The mass of the fuel supplied to a cylinder identical in all the cases. The study was performed for several values injector opening time, and some of the expense of the injector. The analysis focused on the impact of the gas mass flow through an injector on the fuel deposition in a combustion chamber. It was demonstrated that a change in the course of injection influenced the distribution of fuel in a cylinder. The values of the fuel concentration near a spark plug were also specified.