Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości termofizyczne i akustyczne płyt kompozytowych zawierających polimery odpadowe z izolacji kabli elektroenergetycznych

Szul Tomasz, Čabalová Iveta, Tiwari Rupali, Łyszczarz Piotr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 3

115--119

PL

Przedstawione wyniki badań koncentrują się na analizie właściwości termicznych i akustycznych parametrów kompozytów drewno polimerowych z odpadów izolacji kabli elektroenergetycznych. Otrzymane wyniki pomiarów stanowią nowe spojrzenie na ten temat i mogą mieć istotne implikacje w kontekście zastosowań izolacyjnych. Właściwości termofizyczne i akustyczne tych kompozytów są jednym z elementów badań nad wykorzystaniem polimerów odpadowych z izolacji co może prowadzić do efektywnego wykorzystania tego typu surowców w recyklingu.

EN

The results presented here focus on the analysis of the thermal and acoustic performance of wood-polymer composites from waste electrical power cable insulation. The obtained measurement results provide new insights into this topic and may have important implications in the context of insulation applications. The thermophysical and acoustic properties of these composites are one of the elements of research on the use of waste polymers from insulation which may lead to the effective use of this type of raw material in recycling.

2

Koncepcja i realizacja oprogramowania stanowiska do wyznaczania przewodności cieplnej materiałów termoprzewodzących

Wyżgolik Roman, Spyra Krzysztof, Buliński Zbigniew, Pawlak Sebastian

Przegląd Elektrotechniczny

|

2025

|

R. 101, nr 4

260--263

PL

W artykule opisano koncepcję i realizację oprogramowania stanowiska do wyznaczania przewodności cieplnej materiałów termoprzewodzących. Oprogramowanie to wykorzystywane jest na stanowisku opracowanym i skonstruowanym w Katedrze Techniki Cieplnej Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki. Stanowisko spełnia wymagania normy ASTM D5470. Z przeprowadzonych badań wynika, że umożliwia ono w obecnej formie poprawny pomiar przewodności cieplnej w zakresie do co najmniej 100 W/mK. W artykule zwięźle opisano metodę pomiaru, dla zrozumienia problemu, przy czym głównym celem jest omówienie systemu pomiarowo-sterującego oraz jego oprogramowania.

EN

The article describes the concept and implementation of the software for the station for determining the thermal conductivity of thermally conductive materials. This software is used in the station developed and constructed in the Department of Thermal Technology of the Faculty of Environmental and Energy Engineering. The stand meets the requirements of the ASTM D5470 standard. The tests carried out show that in the current form it enables correct measurement of thermal conductivity in the range of at least 100 W/mK. The article briefly describes the measurement method to understand the problem, but the main goal is to discuss the measurement and control system and the software.

3

Environmentally friendly poly(butylene succinate) composites with hemp shives

Borowczak Maciej, Sobczyk Karolina, Leluk Karol, Ludwiczak Joanna

Polimery

|

2025

|

Vol. 70, nr 4

240--247

EN

Effect of hemp shives (30–90 v/v %; size 0.5 and 0.8 mm) on the structure (SEM), mechanical properties (tensile properties, impact strength) and thermal properties (thermal conductivity, Vicat softening temperature) and water absorption of PBS composites was investigated. With the increase in filler content, the mechanical and insulating properties of the composites deteriorated due to weak interactions at the filler-polymer matrix interface. Water absorption also increased. Better properties were obtained with a smaller filler size.

PL

Zbadano wpływ paździerzy konopnych (30–90% v/v; wielkość 0,5 i 0,8 mm) na strukturę (SEM), właściwości mechaniczne (wytrzymałość na rozciąganie, udarność) i termiczne (przewodność cieplna, temperatura mięknienia Vicat’a) oraz absorpcję wody kompozytów PBS. Wraz ze wzrostem zawartości napełniacza pogarszały się właściwości mechaniczne i izolacyjne kompozytów, ze względu na słabe oddziaływania na granicy faz napełniacz - osnowa polimerowa. Zwiększała się również chłonność wody. Lepsze właściwości uzyskano w przypadku mniejszej wielkości napełniacza.

4

Improving the mechanical and thermal properties of polyurea by adding copper(ιι) oxide nanoparticles

Saeed Jilan Khalid Mohammed, Sulyman Ebtahag Z., Al-Ahmady Kossay K.

Ochrona przed Korozją

|

2025

|

nr 7

206--214

EN

Composites consisting of polyurea (PUA) as a matrix material, reinforced with the addition of copper oxide nanoparticles (CuONPs) used in various mass ratios (0.5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% and 10%) were tested. The resulting composites were examined for their mechanical (hardness, tensile strength, compressive strength), thermal (thermal conductivity, thermogravimetric analysis) and structural (FTIR) properties. The tests showed that reinforcing polyurea with copper oxide nanoparticles improved the mechanical properties (hardness and elastic modulus), while compressive strength decreased by 77% at a weight percentage of 6%, and the best result was obtained at a weight percentage of 1%. Heat treatment also affected the mechanical properties; for example, hardness increased at 7°C and 80°C. Thermal conductivity increased by 57% with the addition of the reinforcement material at room temperature and further increased during heat treatment at 7°C and 80°C. Thermal analysis showed slight changes in the curves, resulting in an improvement in the resistance of the matrix to thermal decomposition. The infrared spectrum showed that the nanoparticles bands overlapped with the matrix. Scanning electron microscopy (SEM) characterization revealed the presence of bonding between the copper nanoparticles (CuONPs) and the polyurea (PUA) matrix.

PL

Przeprowadzono badania kompozytów składających się z polimocznika (PUA) jako materiału matrycowego, wzmocnionego dodatkiem nanocząstek tlenku miedzi (CuONPs) stosowanego w różnych proporcjach masowych (0,5%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9% i 10%). Otrzymane kompozyty badano pod kątem ich właściwości mechanicznych (twardość, wytrzymałość na rozciąganie, wytrzymałość na ściskanie), termicznych (przewodność cieplna, analiza termograwimetryczna) i strukturalnych (FTIR). Badania wykazały, że wzmocnienie polimocznika nanocząsteczkami tlenku miedzi poprawiło właściwości mechaniczne (twardość i moduł sprężystości), natomiast wytrzymałość na ściskanie spadła o 77% przy udziale masowym tlenku miedzi 6%, a najlepszy wynik uzyskano dla kompozytów zawierających 1% tlenku miedzi. Obróbka cieplna również wpłynęła na właściwości mechaniczne, twardość wzrosła w temp. 7°C i 80°C. Przewodność cieplna wzrosła o 57% po dodaniu materiału wzmacniającego w temperaturze pokojowej i dalej wzrosła podczas obróbki cieplnej w temp. 7°C i 80°C. Analiza termiczna wykazała niewielkie zmiany krzywych, wynikające z poprawy odporności matrycy na rozkład termiczny. Widmo kompozytu w podczerwieni wykazało, obecność dodatkowego pasma wskazującego na obecność nanomateriału Cu-O i podwójnego pasma pochodzącego od grupy C=O co wskazuje na interakcję między nanocząstkami CuO a grupą C=O matrycy. Charakterystyka metodą elektronowej mikroskopii skaningowej (SEM) ujawniła obecność wiązania między nanocząsteczkami miedzi (CuONP) a matrycą polimocznikową (PUA).

5

Characterisation of the microstructure, thermophysical, and mechanical properties of the ti3alc2-tic composite

Łęczycki Krzysztof, Starczewski Maciej, Panas Andrzej, Sałaciński Michał, Krupińska Anna

Journal of KONBiN

|

2025

|

Vol. 55, iss.2

97--109

EN

This study focuses on a complex complementary investigation of the properties of the composite structure with a Ti3AlC2 MAX phase matrix and dispersive titanium carbide particle filling. The paper presents the results of microstructure studies, thermophysical and mechanical properties of the Ti3AlC2-TiC composite obtained by the SPS (spark plasma sintering) method.. Microstructural observations, including the distribution of both phases of the composite, were carried out using Scanning Electron Microscopy (SEM) combined with Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). As part of the thermophysical properties analysis, the temperature-dependent thermal diffusivity was determined using the Laser Flash Analysis (LFA) method, along with specific heat capacity measured by LFA using a reference sample, and linear thermal expansion. Based on the parameters and density of the composite (determined from geometric and weight measurements), its thermal conductivity was calculated, accounting for its temperature dependence. The presented material characterisation was supplemented with the results of Dynamic Mechanical Analysis (DMA), performed in a three-point bending mode instrument operation on a free-standing sample, as well as hardness measurements using the Vickers method. The obtained data were analysed, and the results were used both for ongoing calculations of interdependent parameters and to verify the correctness of the acquired data.

PL

Praca dotyczy kompleksowych komplementarnych badań właściwości struktury kompozytu z osnową fazy MAX Ti3AlC2 i dyspersyjnym wypełnieniem cząstkami węglika tytanu. W referacie przedstawiono wyniki badań mikrostruktury, właściwości cieplnofizycznych oraz mechanicznych kompozytu Ti3AlC2-TiC uzyskanego metodą SPS (spark plasma sintering). Obserwacje mikrostruktury z uwzględnieniem rozmieszczenia obydwu faz kompozytu przeprowadzono z wykorzystaniem metod skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) z zastosowaniem spektroskopii dyspersji energii (EDS). W ramach badań właściwości cieplnofizycznych określono zależności temperaturowe dyfuzyjności cieplnej metodą wymuszenia laserowego (LFA), ciepła właściwego metodą LFA z wykorzystaniem pomiarów wzorca oraz liniowej rozszerzalności cieplnej. Na podstawie uzyskanych parametrów oraz gęstości kompozytu wyznaczonej metodą wypornościową obliczono jego przewodność cieplną z uwzględnieniem jej zależności od temperatury. Przedstawioną charakterystykę materiału rozszerzono o wyniki pomiarów dynamicznej analizy (termo)mechanicznej (DMA), które zrealizowano w trybie trójpunktowego zginania próbki swobodnej oraz o pomiary twardości metodą Vickersa. Uzyskane dane były poddane analizie, której wyniki wykorzystano zarówno do bieżącego przeliczania wartości zależnych od siebie parametrów, jak i do sprawdzenia poprawności uzyskiwanych danych.

6

Eco-performant mortar with clay shale from Settat, Morocco: Thermal, mechanical, and environmental analysis

Souileh Ayoub, Ouadif Latifa, Baba Khadija, Doughmi Khaoula, Masrour Ilham, Mabrouk Achraf, Chrachmy Mohammed, Benhaddou Khadija

Journal of Ecological Engineering

|

2025

|

Vol. 26, nr 3

86--98

EN

This study investigates the use of clay shale from the Settat-Khouribga region in Morocco as a sustainable substitute for sand in mortar, targeting improvements in thermal insulation, mechanical strength, and environmental impact. Mortar samples were prepared with varying clay shale contents (5%, 15%, and 25%), combined with CPJ45 cement and a 0.5 water-to-cement ratio. These samples were rigorously tested for thermal conductivity, diffusivity, specific heat, compressive strength, and flexural strength over curing periods of 1, 7, and 28 days. The findings indicate that incorporating clay shale significantly reduces the mortar’s thermal conductivity, with the 25% shale content achieving the lowest thermal conductivity of 0.6 W/m· K after 28 days, making it highly effective for insulation. However, the 15% clay shale mix emerged as the optimal balance, providing both enhanced insulation and structural performance, with compressive strength reaching 18 MPa at 28 days comparable to standard mortars. Flexural strength in the 15% mix also showed stability, suggesting suitability for structural applications. Environmentally, using clay shale decreases dependence on natural sand and lowers carbon emissions associated with mortar production. This research demonstrates that clay shale-modified mortars are a viable solution for sustainable construction, particularly in regions with readily available clay shale, supporting global efforts toward greener building practices.

7

Phase change materials as integrated functional components in modern electroceramics

Zachariasz Piotr, Sikora Bartłomiej, Szostak Elżbieta, Cichocki Radosław, Synkiewicz-Musialska Beata

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2025

|

Vol. 71, No. 1

139-144

EN

Cordierite and Li2CuPO4 synthesis were endeavored using the solid-phase reaction or wet chemistry methods. Excellent microencapsulation of the [Erythritol]-HDPE composite was demonstrated, while the [Luxolina]-TEOS system exposes low affinity to the core-shell structure. The thermal properties of electroceramics and PCM (phase change material) composite were characterized by the heating rate index (fh), heating lag factor (jh), and temperature stability time (ts).

8

Experimental investigation of the thermal behavior of semi-solid materials

Mustafa O. A., Abedalh A. S., Alkhaffaf Z. H.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2025

|

Vol. 30, no. 3

87--96

EN

In recent years, the problem of solid waste has increased due to the growing population and its needs and solid waste disposal is a severe and widespread problem in both urban and rural areas in many developed and developing countries. Waste recycling is one of the effective solutions to clean the environment. The aim of this study is to obtain useful materials such as thermal insulation from recycled waste such as sawdust, paper waste and PVC plastic waste. Fumed silica is a well-known material used in thermal insulation industries. This research will use fumed silica as a reference to compare the thermal conductivity of other materials with. In addition, the results of the study showed a clear effect of temperature on the thermal conductivity of the various materials studied. Also, all samples in this work do not have a specific geometric shape and can be inserted between two walls to reduce heat loss in various applications such as buildings and solar thermal collectors. Also, the density of the waste materials included in this study it is low, so it is possible to make light thermal insulators using. The results, also showed that the thermal conductivity of sawdust is similar to that of fumed silica, which may lead to the ability to mix it and reduce the cost of fumed silica.

9

Enhancement of the Thermal Stability of Engine Block Alloy Al-10Si-1Cu-0.5Mg-0.5Ni-0.5Fe with Trace Additions of Ti and Zr

Kaiser Mohammad Salim

Engineering Transactions

|

2025

|

Vol. 73, iss. 1

3--28

EN

An investigation was carried out on the Al-10Si-1Cu-0.5Mg-0.5Ni-0.5Fe alloy engine block, emphasizing its physical and mechanical characteristics, as well as the presence of trace titanium (Ti) and zirconium (Zr). Three different alloys underwent processes such as homogenization, T6 solution treatment, quenching, and aging to observe both natural and artificial aging responses. The development of Al2Cu and Mg2Si phases within the aluminum matrix during the aging process led to the attainment of peak-aged strength. However, this strength diminished in the over-aged condition due to precipitation coarsening and recrystallization phenomena. The addition of Ti effectively refined the α-Al grain structure and led to the formation of thermally stable nano-sized Al3Ti dispersoids, which did not significantly enhance strength but prevented a drastic decline in the strength of the thermally damaged alloy. The simultaneous addition of Ti and Zr to the alloy further facilitated the precipitation of Al3(Ti, Zr) dispersoids, enhancing this capability. Trace addition reduced the alloys' toughness as well as thermal conductivity to a small extent due to grain refinement and precipitation formation, but these properties improved during aging due to recovery and recrystallization. Microstructural analysis of the alloys indicated that trace additions facilitated the formation of more finely distributed grains, contributing to grain refinement and preventing recrystallization in the over-aged state. The enhanced homogeneity of the grains due to trace additions was further supported by fractography studies.

10

Effects of heat input on mechanical properties, microstructures and thermal conductivity of copper alloy in gas tungsten arc welding technology

Azwinur, Kusuma Mukhsinun Hadi, Usman, Dharma Surya, Akhyar

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2025

|

Vol. 19, no. 6

316--329

EN

Copper-to-copper welding presents several complex technical challenges, primarily due to the unique properties of copper as a material. One of the main issues is copper's high thermal conductivity. The purpose of this study is to determine the mechanical properties, such as tensile strength, hardness, and thermal conductivity, of welded metal products produced using the Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) Technology. The filler material used is ERCuNi 90/10 rods. The welding method involves variations in welding heat input, specifically 1.09 kJ/mm, 1.13 kJ/mm, and 1.2 kJ/mm. The results of the study show that welding heat input affects the mechanical properties and thermal conductivity of copper. The highest tensile strength of 180 MPa at 1.2 kJ/mm is due to the higher heat input, which improves weld penetration and strengthens the metallurgical bond, enhancing the load-bearing capacity of the welded joint. The highest hardness of 132.12 HV or 1295 MPa is found in the weld metal (WM) due to microstructural transformation during solidification. The use of ERCuNi 90/10 filler contributes to the formation of a harder dendritic structure compared to the heat-affected zone (HAZ) and base metal. Meanwhile, the highest thermal conductivity of 206.72 W/mK occurs at 1.09 kJ/mm because the lower heat input reduces the mixing of filler metal with pure copper, preserving copper’s thermal properties better than at higher heat input. At higher heat input, increased nickel dilution from the filler reduces thermal conductivity, as nickel has lower thermal conductivity than pure copper.

11

Analysis of the thermal conductivity mechanism affecting on the plasma parameters in instability low current vacuum arc

Pankaew Pattarakarn, Mungkung Narong, Arunrungrusmi Somchai, Tunlasakun Khanchai, Kasayapanand Nat, Poonthong Wittawat, Songruk Apidat, Siricharoenpanichi Anumut

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 9

194--197

EN

This analysis used the cathode spot model to describe the physical mechanism of the thermal conductivity effect on the instability phenomena. An analysis of stable arc current is performed by changing the thermal conductivity of copper by compound material. The minimum stability arc was found to be inversely proportional to the thermal conductivity. Low thermal conductivity is more critical in a more stable arc than a high thermal conductivity cathode material. The thermal conductivity is reduced to increase stable arc current by reducing reversed electrons from the plasma region. These results were similar to the obtained data, indicating that this analysis by the cathode spot model, which is used to investigate the thermal conductivity effect in low-current vacuum arc, may be valid for volatile materials.

PL

W analizie tej opisano fizyczny mechanizm wpływu przewodności cieplnej na zjawiska niestabilności za pomocą modelu plamki katodowej. Analizę stabilnego prądu łuku przeprowadza się poprzez zmianę przewodności cieplnej miedzi przez materiał złożony. Stwierdzono, że minimalny łuk stabilności jest odwrotnie proporcjonalny do przewodności cieplnej. Niska przewodność cieplna odgrywa ważną rolę w zapewnianiu większej stabilności łuku niż materiał katody o wysokiej przewodności cieplnej. Przewodność cieplna jest zmniejszona, aby zwiększyć stabilny prąd łuku przy redukcji odwróconych elektronów z obszaru plazmy. Wyniki te były podobne do uzyskanych danych, co wskazuje, że analiza za pomocą modelu plamki katodowej, który jest stosowany do badania wpływu przewodności cieplnej w niskoprądowym łuku próżniowym, może mieć zastosowanie w przypadku materiałów lotnych.

12

Improving mechanical and thermal properties of unsaturated polyester resin by adding automotive glass waste

Hemadi Assis Ekhlass K., Al-Ahmady Kossay K., Sulyman Ebtahag Z.

Ochrona przed Korozją

|

2024

|

nr 10

294--305

EN

The primary goal of this study was to improve a number of mechanical properties of UPE (unsaturated polyester) by using available and cheap particulate fillers, such as reinforcement with powder with a particle size of 75 μm. A composite of UPE with automotive glass waste (as filler materials) was prepared, and some mechanical and thermal properties were studied at certain weight percentages (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, and 50%). A comparison was made between the polymeric composites before and after the process of reinforcing them with waste automotive glass, and it was found that with a 30% content of these additives they showed good mechanical properties. These additions were made at different temperatures: 8°C, 25°C and 50°C. The results before and after the reinforcement process for polymer composites showed that there was an improvement in the mechanical properties (compressive strength, hardness and impact resistance) with a decrease in the modulus of elasticity (Young’s modulus). When processing was carried out at a temperature of 8°C, a decrease in the values of the mechanical properties (compressive strength, impact strength, modulus of elasticity, thermal conductivity) was observed in varying proportions, with an increase in the values of hardness. Conversely, when the samples were heated to a temperature of 50°C, there was an increase in the values of the above-mentioned properties and a significant decrease in the hardness values. Throughout the research, various measurement techniques were used, including scanning electron microscopy (SEM), infrared spectroscopy (IR) and thermogravimetric analysis (TGA). Their purpose was to monitor the changes that occurred in the polymer as a result of the use of the reinforcing material (automotive glass).

PL

Głównym celem badań było poprawienie właściwości mechanicznych UPE (nienasyconego poliestru) poprzez zastosowanie dostępnych i tanich wypełniaczy cząsteczkowych, na przykład przez wzmocnienie proszkiem o wielkości cząstek wynoszącej 75 μm. Przygotowano kompozyt UPE ze szklanymi odpadami przemysłu motoryzacyjnego (jako materiałem wypełniającym) i zbadano wybrane właściwości mechaniczne i termiczne przy określonych procentach wagowych (5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% i 50%). Porównano kompozyty polimerowe przed procesem wzmacniania odpadami szklanymi i po nim. Stwierdzono, że przy 30-procentowym udziale tych dodatków wykazywały one dobre właściwości mechaniczne. Dodatki zostały wprowadzone w różnych temperaturach: 8°C, 25°C i 50°C. Analiza wyników przed wzmocnieniem kompozytów polimerowych i po tym procesie wykazała, że nastąpiła poprawa właściwości mechanicznych (wytrzymałości na ściskanie, twardości i udarności) przy spadku modułu sprężystości (modułu Younga). Po przetwarzaniu w temperaturze 8°C odnotowano spadek wartości parametrów mechanicznych (wytrzymałości na ściskanie, udarności, modułu sprężystości, przewodności cieplnej) w różnych proporcjach przy jednoczesnym wzroście twardości. Z kolei po podgrzaniu próbek do temperatury 50°C zwiększyły się wartości wymienionych właściwości i znacznie zmniejszyła twardość. W badaniach wykorzystano różne techniki pomiarowe, w tym skaningową mikroskopię elektronową (SEM), spektroskopię w podczerwieni (IR) i analizę termograwimetryczną (TGA), w celu zweryfikowania zmian zachodzących w polimerze w wyniku zastosowania materiału wzmacniającego (szklanych odpadów przemysłu motoryzacyjnego).

13

Automated system for measuring thermal conductivity of solid materials

Pistun Yevhen, Vasylkivskyi Ihor, Fedynets Vasyl, Krykh Hanna, Matiko Halyna

Metrology and Measurement Systems

|

2024

|

Vol. 31, nr 1

179--193

EN

The paper proposes an automated system for measuring the thermal conductivity of solids in the range from 5 to 400 W/(m·K) with increased accuracy and reduced duration of thermal conductivity measurement. The main element of this system is a thermal conductivity measuring transducer built on a bridge diagram balanced by heat flows. Using the theory of thermal circuits, the authors built a mathematical model of the measuring transducer. To implement the automated system for measuring thermal conductivity, materials of heat-conducting elements, reference specimens, and comparative elements were selected, and their design parameters were calculated. The setting parameters of the control system for balancing the bridge measuring diagram were determined. The authors also carried out the calibration of the developed thermal conductivity measuring system using reference specimens and obtained its calibration characteristic with a correlation coefficient R-square of 0.9987.

14

Właściwości celulozy jako materiału termoizolacyjnego w przegrodach budowlanych

Pietruszka Barbara, Gołębiewski Michał, Oleksiienko Olena

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 6

22--25

PL

Przy opracowywaniu nowych materiałów o lepszych parametrach termoizolacyjnych, stosowanych do poprawy efektywności energetycznej budynków ważna jest także niewielka energochłonność procesów produkcji. W tym kontekście zasadne jest badanie możliwości wykorzystania surowców z recyklingu. W artykule przedstawiono wyniki badań przewodności cieplnej celulozy w zależności od zawilgocenia, w dużym zakresie deklarowanej gęstości. Przewodność cieplna celulozy w stanie suchym jest prawie stała (średnia wartość λ = 0,041W/(m·K)) i nie zależy od gęstości objętościowej. Zawilgocenie materiału przy 50% i 80% RH wykazuje wzrost przewodności cieplnej w zależności od gęstości. Otrzymane wyniki potwierdzają potencjał celulozy jako materiału termoizolacyjnego przegród budowlanych.

EN

When developing new materials with better thermal insulation parameters to improve the energy efficiency of buildings, low energy consumption of production processes is also important. In this context, it is justified to investigate the possibilities of use of recycled resources. This paper presents the results of testing the thermal conductivity of cellulose depending on moisture content, in a large range of declared densities. The thermal conductivity of cellulose in the dry state is almost constant (on average λ = 0.041 W/(m·K)) and does not depend on the apparent density. The rise of the moisture content of the material at 50% and 80% RH shows an increase in thermal conductivity, depending on the density. The obtained results confirm the potential of cellulose as a thermal insulation material in building partitions.

15

Possibilities of using bottom ashes from the combustion of sewage sludge in cement concrete

Głowacka Anna, Kiper Justyna, Horszczaruk Elżbieta, Strzałkowski Jarosław

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 8

13--18

EN

The search for alternative materials that can replace the basic components of concrete is one of the most important directions of scientific research in recent years. The article presents the results of research on the use of bottom ash generated as a result of thermal treatment of sewage sludge in concrete in one of the Polish incinerators. Changes in the mechanical and thermal properties of cement concretes were described in which the cement was replaced with bottom ash in the following amounts: 0, 10, 20 and 30% of the cement volume. The tests carried out showed the possibility of using bottom ash from the combustion of sewage sludge in structural concrete.

PL

Poszukiwanie alternatywnych materiałów mogących zastąpić podstawowe składniki betonu to jeden z najważniejszych kierunków badań naukowych ostatnich lat. W artykule przedstawiono wyniki badań zastosowania w betonie popiołów paleniskowych powstających w wyniku obróbki termicznej osadów ściekowych w jednej z polskich spalarni. Opisano zmiany właściwości mechanicznych i termicznych betonów cementowych, w których cement został zastąpiony popiołem paleniskowym w ilości: 0, 10, 20 i 30% objętości cementu. Przeprowadzone badania wykazały możliwość stosowania popiołów paleniskowych ze spalania osadów ściekowych w betonach konstrukcyjnych.

16

Evaluation of Jordanian Basalt as a Thermal Insulation Material

Pérez Soraya Mercedes

Journal of Ecological Engineering

|

2024

|

Vol. 25, nr 5

1--9

EN

Finding a thermal insulation material that is naturally available, cheap, and effective for minimising energy losses is a challenge for geotechnical engineers in Jordan. Previous research suggests the use of mineral wool, polyurethane, or air layers as an insulation material but so far, the basalt has not been used as an insulation material in Jordan. The objective of this study was to measure and compare the thermal conductivity (K), bulk density (ρB ), porosity (ɛ) and chemical composition of the basalt from Hashemiah area and Hulial mountain in Jordan in order to evaluate the rock as a thermal insulation material. A total of fourteen samples, seven for each zone, were evaluated. The thermal conductivity was measured using transient plane source technique (TPS) at ambient temperature. Porosity and density were measured by the standards of the American Society of Testing Materials (ASTM). The chemical composition of the samples was analysed by X-Ray diffraction to include the effect of aluminium oxide on thermal conductivity analysis. Experimental values covered the range of ɛ between 0.008–8.7%; ρB between 2.54–2.93 g/cm3 and K between 1.62–2.98 W/mK. The experimental K values were compared with allometric fit and theoretical prediction models. In general, thermal conductivity tends to decrease with porosity in basalt samples. This study found increasing conductivity values with ɛ when ferromagnesian-aluminium oxide concentration reached levels above 38% and porosity less than 4% indicating that high percentages of these oxides decrease the insulating effect of the air in the empty spaces of the basalt at reduced porosity levels. Low values of conductivity and percentage of ferromagnesianaluminium oxides characterise the Jordanian basalt in the Hashemiah area and makes it better for insulation than the Hulial mountain basalt. The experimental values presented in this work are important for predicting the optimum insulation thickness and predicting energy losses in construction buildings where basaltic rocks are used.

17

Struktura i właściwości cienkich pokryć na bazie trójskładnikowych borków wolframu: teoria i eksperyment

Wojtiuk Ewa, Maździarz Marcin, Mulewska Katarzyna, Chmielewski Marcin, Hoffman Jacek, Mościcki Tomasz

IPPT Reports on Fundamental Technological Research

|

2024

|

nr 2

27--42

PL

Celem pracy jest porównanie właściwości cienkich pokryć W-Al-B oraz W-Ti-B naniesionych odpowiednio łączoną metodą magnetronową DC-HiPIMS z dwóch tarcz w przypadku domieszkowania WB2 aluminium oraz HiPIMS z jednej tarczy dla stopowania tytanem. Do badań gęstości użyto oryginalnej metody wykorzystującej pomiary masowe oraz obserwacje mikroskopowe. Pomiary te następnie wykorzystano do wyznaczenia przewodności termicznej warstw. Zmierzone wartości przewodności zsyntezowanych ceramik rzędu 5–8 W/(mK) kwalifikują je jako materiały termoizolacyjne. Badania właściwości mechanicznych pokazują, że osadzone warstwy oprócz bardzo wysokiej twardości, odpowiednio ∼30 GPa dla domieszki poniżej 10% at. aluminium oraz ∼40 GPa dla stopowania tytanem poniżej 17% at., w obydwu przypadkach posiadają indeks plastyczności H/E∗ = ∼0,1. Gęstość, przewodność termiczną oraz właściwości mechaniczne porównano następnie z wynikami obliczeń teoretycznych wykonanych metodami DFT dla dwóch stabilnych struktur: α-WB2 – P6/mmm i ω-WB2 – P63/mmc.

18

Geothermal Heat Flow by Conduction in Mainland Portugal

Duque Maria Rosa

Inżynieria Mineralna

|

2024

|

Vol. 1, no. 1

27--31

EN

Heat flow density measurements in Portugal were made in boreholes used for mining prospecting. Heat flow density values in the sedimentary basins of the western and southern margins of the country were obtained using data from oil or gas prospecting works. Due to the scarcity of data in the central and northern regions of the country, numerical models based on some characteristics of the region were used to obtain more heat flow values. The total of heat flow values used in this work is 69, with 17 values obtained using numerical models, 36 obtained in boreholes and 16 obtained from oil/gas prospecting wells data. The analysis and location of these data allows to define different regions in the territory and characterize them using average values of heat flow density, temperature gradient and thermal conductivity. Statistical values with all the data in the territory are also presented.

19

Wybrane aspekty procesu krzepnięcia zachodzącego w wilgotnym złożu granularnym

Partyka Jacek

Inżynieria i Budownictwo

|

2024

|

R. 80, nr 1-2

36--41

PL

W niniejszej pracy przedstawiono zagadnienia dotyczące procesu krzepnięcia zachodzącego w wilgotnych granularnych ośrodkach porowatych, w których woda w wyniku oddziaływania niskich temperatur podlega przemianie fazowej. Tworząca się warstwa zakrzepła, której objętość jest większa od objętości wody, powoduje uszkodzenie struktury danego ośrodka porowatego. W opracowaniu przedstawiono charakterystykę materiałów porowatych, a także opis i sposób wyznaczenia podstawowych parametrów związanych z krzepnięciem w porowatych złożach granularnych. Ponadto, w ramach analizy teoretycznej procesu krzepnięcia w granularnym złożu, przedstawiono w pracy uproszczony model teoretyczny wilgotnego materiału porowatego, umożliwiający opracowanie odpowiednich wzorów teoretycznych opisujących zjawisko krzepnięcia. W celu weryfikacji teoretycznych rozwiązań problemu przedstawiono opis i budowę stanowiska badawczego do przeprowadzenia badań eksperymentalnych. Wykorzystując zdefiniowane wielkości bezwymiarowe i wzory, szczegółowo przedstawione w pracach innych badaczy, opracowano wykresy i zilustrowano je w pracy. Całość opracowania podsumowano wnioskami, które dotyczą dużego znaczenia praktycznego przedstawionych zagadnień, szczególnie dla stanu technicznego nawierzchni drogowych.

EN

This work presents issues related to the solidification process taking place in moist granular porous media in which water undergoes a phase change as a result of low temperatures. The characteristics of porous materials are also presented, as well as the description and method of determining the basic parameters related to solidification in porous granular deposits. Moreover, as part of the theoretical analysis of the solidification process in a granular bed, a simplified theoretical model of a wet porous material was presented, enabling the development of appropriate theoretical formulas describing the solidification phenomenon. In order to verify the theoretical solutions to the problem, a description and construction of a research stand for conducting experimental research were presented. Using defined dimensionless quantities and formulas, presented in detail in the works of other researchers, charts were developed and illustrated in the work. The entire study is summarized with conclusions that concern the great practical importance of the presented issues, especially for the technical condition of road surfaces.

20

Variable thermal conductivity and mass diffusivity effects in a free convective flow of doubly stratified non-darcian porous medium over a vertical plate

Suganthi R. K., Pullepu Babuji, Supriya P., Shanmugapriya M., Pop I.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2024

|

Vol. 29, no. 1

159--178

EN

The research in this article is carried out to study incompressible and unsteady free convective flow on a semi-infinite isothermal vertical plate in a doubly stratified non-Darcian porous media with variable mass diffusivity and variable thermal conductivity. The governing non-linear partial differential equations of flow were calculated by applying an implicit finite difference scheme of Crank-Nicolson type. Various parametric impacts on concentration profiles, temperature, velocity, as well Sherwood number, Nusselt number and skin friction, were examined and presented in graphs. It is examined that there exists a significant temperature decrease for high Darcy number in stratified fluids. Also, it is detected that the presence of stratification produces a considerable drop in skin friction while increases the mass and heat transfer rate. Comparison of current outcomes well agreed with the available solutions.