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

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).

3

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.

4

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.

5

The effect of continuous furnace load organization on temperature distribution during controlled atmosphere brazing proces

Nadolny Sławomir, Rogalewicz Michał, Hamrol Adam

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2025

|

Vol. 73, nr 3

art. no. e153837

EN

Aluminum heat exchangers (AHEXs) represent a continuously evolving production sector with applications across various industries. Their mass production utilizes continuous furnaces combined with the controlled atmosphere brazing (CAB) process. The required heat is supplied through convection, conduction, and radiation. The degree of these interactions and their impact on the temperature achieved inside an AHEX can vary significantly depending on the type and mass of the load. The additional tooling, such as brazing jigs, also plays a crucial role. The design of these jigs, including their material and mass, is essential for the heat delivered inside an AHEX. The presence of brazing jigs can enhance conduction and radiation effects but may also reduce convection. Due to the use of different heating elements, varying lengths of continuous furnace chambers, and a nitrogen atmosphere control system, it is necessary to tailor the heating profile (furnace parameters) individually for each type of AHEX. The heating and cooling rates, as well as the duration in the elevated temperature, including the maximum temperature achieved inside an AHEX, are critical. This article presents a study on the impact of continuous furnace load organization (including load density and the presence of brazing jigs) on the temperatures achieved inside an AHEX.

6

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.

7

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).

8

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.

9

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.

10

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.

11

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.

12

Doświadczenia eksploatacyjne z zastosowaniem nowego rozwiązania wyłożenia ogniotrwałego rur wznośnych oraz wybranych obszarów stropu baterii koksowniczej z zastosowaniem innowacyjnego rodzaju materiału ceramicznego

Oleniacz-Mazur Lucyna, Krzystanek Przemysław, Trębacz Krzysztof, Woźniak Klaudiusz

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2024

|

Vol. 94, nr 4

9--20

PL

Przedstawiono nowy sposób izolowania termicznego rur wznośnych służących do odprowadzania surowego gazu koksowniczego z komory koksowniczej do odbieralnika. Omówiono niedomagania rozwiązań powszechnie stosowanych w przemyśle koksowniczym, związanych z przepływem gazu surowego z komory koksowej, a będących źródłem emisji niezorganizowanej do otoczenia, głównie z warstw stropowych baterii koksowniczej. Zaproponowano nowe, modułowe rozwiązania techniczne kształtek z zastosowaniem nowych materiałów ceramicznych, zabudowanych w rejonie stropu baterii oraz w rurach wznośnych, eliminujące przyczyny omówionych niedomagań. Dzięki zastosowaniu nowych rozwiązań uzyskano korzyści w postaci poprawy komfortu pracy załogi, obniżenia emisji niezorganizowanej gazu surowego ze stropu baterii (aspekt środowiskowy) oraz wydłużenie żywotności rur wznośnych (aspekt ekonomiczny).

EN

In this article authors present a new method of thermal insulation of ascent pipes used to discharge crude coke oven gas from the coking chamber to the gas collecting main. The shortcomings of solutions commonly used in the coking industry, related to the flow of crude gas from the coking chamber and being a source of fugitive emissions to the environment, mainly from the roof layers of the coking battery, were discussed. New, modular technical solutions have been proposed in the form of prefabricated castable blocks with the use of new ceramic materials, built into the selected areas of the coke oven battery roof and in the ascent pipes, eliminating the causes of the discussed deficiencies. The use of new solutions has brought benefits in the form of improved crew comfort, reduced fugitive emissions of crude coke oven gas from the coke oven battery roof (ecological aspect) and extended service life of riser pipes (economic aspect).

13

The influence of measurement conditions on the determined values of thermal parameters of different types of concrete

Garbalińska Halina, Matys Małgorzata

Archives of Civil Engineering

|

2024

|

Vol. 70, nr 2

493--511

EN

In recent years, great emphasis has been placed on the introduction of energy-saving solutions to the construction sector. Building envelopes made of concrete with a specially selected composition give great opportunities in this regard. As part of a wide-ranging experiment, the authors undertook to diagnose how much thermal conductivity, volumetric specific heat and thermal diffusivity can be improved with an aerating admixture and different types of aggregates. Three groups of composites were tested: B1 – on stone aggregate, B2 – on expanded clay aggregate, B3 – on sintered fly ash aggregate. Each of the groups was divided into 4 formulations made without an aerating admixture and with its increasingly higher content of 0.8, 1.1, 1.4% in relation to the weight of cement. The thermal parameters were measured on the top (T) and bottom (B) surfaces of 36 rectangular samples (3 samples from each of the 12 mixtures) with the ISOMET 2104 apparatus. Diagnostic tests concerning the influence of measurement conditions were carried out on dry and water-saturated samples. It has been proven that for each composite and in both conditions, the values of thermal parameters determined on the lower surfaces will not correctly describe the properties of the real structure present in the main volume of the element. Only measurements carried out on surfaces with a structure corresponding to the interior of the element provide adequate data that can be used in decision-making processes and in numerical simulations to assess the real thermal qualities of building envelopes.

PL

W ostatnich latach kładzie się duży nacisk na wprowadzenie energooszczędnych rozwiązań do sektora budownictwa. Duże możliwości w tym względzie dają przegrody budowlane wykonane z betonów o specjalnie dobranym składzie. Autorki w ramach szeroko zakrojonego eksperymentu podjęły się zdiagnozowania, na ile można poprawić przewodność cieplną λ, objętościowe ciepło właściwe CV oraz dyfuzyjność termiczną za pomocą domieszki napowietrzającej oraz różnego rodzaju kruszyw. Badaniom poddano trzy grupy kompozytów: B1 – na kruszywie kamiennym, B2 – na kruszywie keramzytowym, B3 – na kruszywie popiołoporytowym. Równocześnie każda z grup została podzielona na 4 receptury wykonane bez domieszki napowietrzającej oraz z coraz to wyższą jej zawartością wynoszącą 0.8, 1.1, 1.4% w stosunku do masy cementu. Badania parametrów cieplnych zrealizowano techniką niestacjonarną wykorzystując aparat ISOMET 2104. Pomiary przeprowadzono na górnych i dolnych powierzchniach 36 próbek prostopadłościennych (po 3 próbki z każdej z 12 mieszanek), wykonując je na każdej z powierzchni dwukrotnie. Górne powierzchnie reprezentowały faktyczną strukturę występującą we wnętrzu każdego z badanych kompozytów. Dolne powierzchnie ukształtowane na styku z dnem formy odznaczały się na tyle zmienioną strukturą, że w bardzo istotny sposób zmieniały wartości sczytywanych na nich parametrów. Badania diagnostyczne, dotyczące wpływu warunków pomiarowych, przeprowadzono na próbkach suchych i nasyconych wodą. Udowodniono, że w przypadku każdego kompozytu i w każdych warunkach wilgotnościowych, wyznaczone na dolnych powierzchniach wartości parametrów cieplnych nie będą prawidłowo opisywać właściwości realnej struktury występującej w zasadniczej objętości tego elementu.

14

The impact of particle size in fluidized bed on heat transfer behavior: a review

Darweesh Ahmed Hammood, Weis Musa Mustafa

Advances in Mechanical and Materials Engineering

|

2024

|

Vol. 41, nr 1

39--46

EN

This review paper explores the significance of fluidized bed heat exchangers in various industrial applications. By delving into the operation of fluidized beds as multiphase flow systems, the aim is to enhance their capabilities and efficiency. Key parameters such as minimum fluidization velocity and local gas holdup are crucial for characterizing the hydrodynamic behavior of materials within fluidized beds. Fluidization, achieved by passing atmospheric air through particulate solids, imparts fluid-like properties to the bed. Fluidized beds serve as reactors where this phenomenon takes place, offering several advantages in industrial processes, including high rates of heat and mass transfer, low pressure drops, and uniform temperature distribution. In future work, a focus on understanding and optimizing the fluidization process will contribute to further advancements in the performance of fluidized bed heat exchangers.

PL

W artykule przedstawiono przegląd literatury dotyczący znaczenia wymienników ciepła ze złożem fluidalnym w różnych zastosowaniach przemysłowych. Zwiększenie możliwości i wydajności złóż fluidalnych jest celem badań tych wielofazowych systemów przepływowych. Kluczowe parametry, takie jak minimalna prędkość fluidyzacji i lokalne zatrzymywanie gazu, mają kluczowe znaczenie dla scharakteryzowania zachowania hydro-dynamicznego materiałów w złożach fluidalnych. Fluidyzacja, osiągnięta poprzez przepuszczanie powietrza atmosferycznego przez cząstki stałe, nadaje złożu właściwości zbliżone do płynu. Złoża fluidalne służą jako reaktory, w których zachodzi zjawisko fluidyzacji, oferując szereg korzyści w procesach przemysłowych, w tym wysokie szybkości wymiany ciepła i masy, niskie spadki ciśnienia i równomierny rozkład temperatury. W przyszłych pracach skupienie się na zrozumieniu i optymalizacji procesu fluidyzacji przyczyni się do dalszego postępu w wydajności wymienników ciepła ze złożem fluidalnym.

15

Paper-sawdust composites: fabrication and comparison in terms of heat transfer and strength properties

Robert Ubong Williams, Ekong Sylvester Andrew, Akpan Samuel Sunday, Etuk Sunday Edet, Inyang Namdie Joseph, Agbasi Okechukwu Ebuka

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 1

38--49

EN

This study was designed to examine the feasibility of recycling cassava effluent, sawdust, and unused paper products to enhance their utilization for beneficial purpose. Waste newspaper paste (WNP), Waste writing-paper paste (WWP), and Waste carton paper paste (WCP) were prepared and then used separately to similarly fabricate composite panels with Sawdust particle (SDP) proportioned at 0%, 25%, 50%, 75%, and 100% by weight. The binder used was cassava starch slurry prepared from the effluent. Bulk density, water absorption, thermal conductivity, specific heat capacity, thermal diffusivity, nailability, and flexural strength were determined for the developed samples. From the results obtained, the samples were found to be light-weight and their thermal insulation performance improved with increasing proportions of the SDP. Though samples containing the WCP exhibited the best satisfactory performance, it was found that all the studied samples could perform more effectively and efficiently as ceilings compared to some of those reported in the literature. From scientific-economic viewpoint, valorizing the above-mentioned wastes as described in this paper could help to protect the environment and also yield value-added insulation ceilings for enhancement of sustainable building construction especially in tropical areas.

PL

Celem pracy było określenie możliwości recyklingu ścieków z manioku, trocin i odpadowych materiałów papierniczych w celu ich szerszego wykorzystania. Nitki z makulatury gazetowej (WNP), nitki z makulatury z papieru do pisania (WWP) i nitki z makulatury z kartonu (WCP) zostały przygotowane, a następnie użyte osobno do wytworzenia paneli kompozytowych z dodatkiem trocin (SDP) przy udziale masowym 0%, 25%, 50 %, 75% i 100%. Zastosowanym spoiwem była przygotowana z odcieku zawiesina skrobi z manioku. Dla przygotowanych próbek określono gęstość nasypową, nasiąkliwość, przewodność cieplną, ciepło właściwe, dyfuzyjność cieplną, zdolność do wbijania gwoździ i wytrzymałość na zginanie. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że próbki miały małą gęstość objętościową, a ich właściwości termoizolacyjne poprawiały się wraz ze wzrostem udziału trocin (SDP). Chociaż próbki zawierające WCP wykazywały najlepsze właściwości, stwierdzono, że z wszystkich badanych próbek można wytworzyć sufity o lepszych właściwościach w porównaniu z podobnymi opisanymi w literaturze. Z naukowo-ekonomicznego punktu widzenia zastosowanie wyżej wymienionych odpadów, jak opisano w tym artykule, może pomóc w ochronie środowiska, a także w uzyskaniu bardziej ciepłochronnych stropów, a co za tym idzie przyczyni się do rozwoju bardziej zrównoważonego budownictwa, zwłaszcza w obszarach tropikalnych.

16

Własności termofizyczne wybranych stali lufowych

Koniorczyk Piotr, Zieliński Mateusz

Problemy Techniki Uzbrojenia

|

2023

|

R, 52, z. 164

19--41

PL

Artykuł poświęcono badaniom własności termofizycznych, tzn. dyfuzyjności cieplnej, przewodności cieplnej, rozszerzalności cieplnej oraz ciepła właściwego wybranych stali lufowych. W typowych stalach lufowych, np. 30HN2MFA występuje przemiana strukturalna w temp. około 730℃, w której zachodzi skurcz materiału. Sposobem na podwyższenie trwałości luf jest zmiana rodzaju stali na taki, w którym ta przemiana nie zachodzi lub ma miejsce, ale w wyższych temperaturach. W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych wszystkich wymienionych powyżej własności termofizycznych pięciu wybranych stali lufowych, tzn. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL oraz MARAGING 350. Pomiary wykonano w zakresie temperatury od pokojowej do około 1100℃. W ten sposób utworzono bazę danych własności termofizycznych tych stali jako dane wejściowe do wykonania obliczeń wymiany ciepła w lufach broni strzeleckiej i armat.

EN

This paper is devoted to the study of thermophysical properties, i.e. thermal diffusivity, thermal conductivity, thermal expansion and specific heat of selected barrel steels.In typical barrel steels, e.g.30HN2MFA, a structural trans-formation occurs at about 730℃, at which material shrinkage occurs. The way to increase the durability of the barrels is to change the steel grade to one in which this transformation does not occur or does occur, but at higher temperatures. The paper presents the results of experimental studies of all the above-mentioned thermophysical properties of five selected barrel steels, i.e. 38HMJ, 30HN2MFA, DUPLEX 2205, WCL and MARAGING 350. Measurements were made in the range from room temperature to about 1100°C. In this way, a data-base of thermophysical properties of these steels was created as input data for the calculation of heat transfer in the barrels of small arms and cannons.

17

Szacowanie wartości współczynnika przewodności cieplnej skał dolomitu głównego na podstawie składu mineralnego i porowatości

Przelaskowska Anna, Kubik Benedyk

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 1

3--10

PL

Jednym z niezbędnych parametrów do określenia warunków termicznych zbiornika geotermalnego jest współczynnik przewodności cieplnej skał. Przewodność cieplna zależy od innych własności skał, takich jak skład mineralny i porowatość. Do obliczenia wartości tego parametru można więc stosować modele matematyczne uwzględniające zarówno zawartość objętościową i przewodność cieplną poszczególnych minerałów i roztworów porowych, jak i strukturę skały. W pracy wykorzystano różnego rodzaju modele, od najprostszych, warstwowych, po bardziej skomplikowane modele inkluzji niesferycznych. Obliczone wartości zweryfikowano na podstawie pomiarów laboratoryjnych przewodności cieplnej. Badania wykonano na próbkach dolomitu charakteryzujących się mało zróżnicowanym składem mineralnym, a jednocześnie dużą zmiennością porowatości (od 3% do 27%). Parametr porowatości ma widoczny wpływ na dopasowanie poszczególnych modeli matematycznych. Najlepszą zbieżność wartości pomierzonych i wyliczonych uzyskano w przypadku próbek o wysokiej porowatości (powyżej 25%) za pomocą modelu średniej arytmetycznej. W przypadku próbek o niższej porowatości najlepsze dopasowanie otrzymano przy wykorzystaniu modelu średniej harmonicznej, modelu inkluzji sferycznych (przypadek skały składającej się ze sferycznych ziaren rozproszonych w roztworze porowym) oraz modeli inkluzji niesferycznych (przypadek porów w formie szczelin o kształcie dysków). Wszystkie modele dobrze odzwierciedlają trendy zmienności otrzymane dla wartości pomierzonych. Uzyskane korelacje charakteryzują się wysokimi współczynnikami determinacji R2, przekraczającymi 0,86. Wysoka jakość korelacji pozwoliła na wprowadzenie poprawki umożliwiającej przybliżenie wartości wymodelowanych do rzeczywistych. Otrzymane wyniki pozwoliły na dobór optymalnych modeli umożliwiających ocenę wartości przewodności cieplnej dolomitów na podstawie składu mineralnego. W przypadku skał o bardzo wysokiej, przekraczającej 25%, porowatości najlepiej dopasowuje się model średniej arytmetycznej. W przypadku pozostałych próbek najlepszą zgodność wartości wyliczonych i pomierzonych uzyskano po zastosowaniu poprawki; wyniki są bardzo zbliżone dla wszystkich zastosowanych modeli.

EN

Thermal conductivity is one of the parameters essential to determine thermal conditions of a geothermal reservoir. The value of this parameter depends on other rock properties, such as mineral composition and porosity. Therefore, mathematical models that take into account both the volumetric content and thermal conductivity of individual minerals and pore solutions as well as the rock structure, can be used to calculate the value of thermal conductivity. In this study, different types of mathematical models were used, from the simplest layer models to more complex non-spherical inclusion models. The calculated values were verified by laboratory measurements of thermal conductivity. The tests were carried out on dolomite samples characterized by similar mineral composition and varied porosity (from 3 to 27%). The porosity parameter has an apparent influence on particular mathematical models. The best fitting of measured and calculated values was obtained for samples with high porosity (above 25%), with the use of the arithmetic mean model. For samples with lower porosity, the best fit was obtained for harmonic mean, spherical inclusions (the case of a rock consisting of spherical grains dispersed in a pore solution), and non-spherical inclusions (the case of pores in the form of disc-shaped fractures) models. All models reflect well the variation trends obtained for the measured values. The correlations obtained are characterized by high determination coefficients R2, exceeding 0.86. Based on high quality correlations, a correction allowing to approximate the modelled values to the laboratory measured ones was introduced. The results made it possible to select optimum models for estimating the value of thermal conductivity of dolomites based on their mineral composition. For rocks of very high porosity, exceeding 25%, the arithmetic mean model fitted best. For the other samples, the best fit was obtained after applying a correction; the results are very similar for all models used.

18

Badania laboratoryjne nad zwiększeniem przewodności cieplnej płuczek wiertniczych przeznaczonych do wierceń geotermalnych

Błaż Sławomir, Zima Grzegorz, Jasiński Bartłomiej

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 5

338--348

PL

Jednym z potencjalnych kierunków rozwoju energetyki w Polsce jest wykorzystanie dla celów geotermalnych jako źródła energii głęboko zlokalizowanych wód o wysokich temperaturach. Udostępnianie złóż geotermalnych wiąże się z wysokimi wymogami stawianymi stosowanym płuczkom wiertniczym. Wysoka temperatura i ciśnienie panujące na dnie otworu wiertniczego są główną przyczyną zmiany parametrów reologicznych, ekwiwalentnej gęstości cyrkulacyjnej i objętości płuczki wiertniczej. Dlatego niezmiernie istotne jest, aby płuczka wiertnicza miała odpowiednią charakterystykę przewodnictwa cieplnego. Szczególnie ważne jest to w przypadkach wiercenia otworów, gdzie występująca różnica między ciśnieniem porowym a ciśnieniem szczelinowania jest niewielka. Właściwości termofizyczne, takie jak przewodność cieplna i ciepło właściwe płuczki wiertniczej, wpływają na wymianę ciepła i odgrywają zasadniczą rolę w profilu temperaturowym cieczy wiertniczych cyrkulujących w otworze. Przewodność cieplna i właściwa pojemność cieplna są zależne od składu płuczki wiertniczej, gęstości, właściwości reologiczno-strukturalnych i zawartości fazy stałej. W artykule przedstawiono badania przewodności cieplnej wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych przeznaczonych do wierceń geotermalnych. Określono wpływ podstawowych składników płuczki oraz środków do regulowania jej parametrów na właściwości termofizyczne. Zaprezentowane zostały wyniki badań z zakresu prac eksperymentalnych zmierzających do wyboru i zastosowania środków chemicznych poprawiających przewodność cieplną płuczek wiertniczych. Na podstawie analizy otrzymanych wyników z badań laboratoryjnych opracowano skład płuczki wiertniczej do wiercenia otworów geotermalnych charakteryzującej się zwiększonymi wartościami przewodności cieplnej przy zachowaniu wysokiej odporności na działanie wysokiej temperatury i ciśnienia.

EN

One of the potential directions of energy development in Poland is the use of deep waters with high temperatures as a source of energy for geothermal purposes. Accessing geothermal deposits is associated with exacting requirements in terms of the drilling muds used. The high temperature and pressure at the bottom of the borehole are the main cause of changes in rheological parameters, equivalent circulation density and drilling mud volume. Therefore, it is of the utmost importance that the drilling mud has adequate thermal conductivity characteristics. This is especially important in cases of drilling holes where the difference between the pore pressure and the fracture pressure is small. Thermophysical properties such as the thermal conductivity and heat capacity of the drilling mud affect heat transfer and play an essential role in the temperature profile of the drilling fluids circulating in the hole. Thermal conductivity and proper heat capacity depend on the drilling mud composition, density, rheological and structural parameters and solid phase content. The article presents the study of thermal conductivity of water based drilling muds intended for geothermal drilling. The influence of basic mud components and agents regulating its parameters on thermophysical properties was determined. The results of experimental research designed to select and apply chemicals to improve the thermal conductivity of drilling muds are presented. Based on the analysis of the results obtained from laboratory tests, a composition for drilling mud for drilling geothermal boreholes was created with enhanced thermal conductivity while maintaining strong resistance to high temperature and pressure.

19

Effects of variable fluid properties and mixed convection on biomagnetic fluid flow and heat transfer over a stretching sheet in the presence of magnetic dipole

Murtaza M. G., Alam Jahangir, Tzirtzilakis E. E., Shamshuddin Md., Ferdows M.

Journal of Power Technologies

|

2023

|

Vol. 103, nr 4

193--208

EN

This investigations covers the numerical analysis of a steady biomagnetic fluid flow (BFD) that passed through a two dimensional stretching sheet under the influence of magnetic dipole. The effect of fluid variable viscosity and thermal conductivity are also taken into consideration as assumed to vary as linear function of temperature. Our model mathematically formulated for BFD namely blood which consist of principles of magnetohydrodynamic (MHD) and ferrohydrodynamic (FHD), where blood treated as an electrically conducting fluid as well as polarization. Using similarity transformations, the governing system of partial differential equations are transferred into system of ordinary differential equations (ODE). The resulting coupled non linear ODE is numerically solved by employing bvp4c function technique available in MATLAB software. The effects of pertinent parameters namely ferromagnetic interaction parameter, magnetic field parameter, mixed convection parameter, viscosity variation parameter, Prandtl number, thermal conductivity parameter etc are plotted and discussed adequately for velocity and temperature profile as well as skin friction coefficient and rate of heat transfer. The results revels that velocity profile decreases as enhanced values of ferromagnetic number whereas temperature profile increased. Also found that skin friction coefficient reduces and rate of heat transfer increases by increasing values of thermal conductivity parameter and viscosity variation parameter. For numerical validation a comparisons has been made for some specific values with previous investigators. We hope that the present analysis will present in bio-medical and bio-engineering sciences.

20

Modeling and computer heat analysis of the proposed sample for testing hardenability of steel as a simplification of Grossman methods

Gierz Łukasz, Łykowski Wiktor, Fryczyński Ksawery

Journal of KONBiN

|

2023

|

Vol. 53, iss. 2

17--31

EN

The article presents a calculation model of the proposed sample to test the hardenability of steel to replace a series of samples - one. Previous studies have not included this type of sample shape. The FEM simulation of the sample was also compared with that of a cylindrical cross-sectional sample. The calculations made it possible to verify the initial assumption and provided new opportunities to develop a simplification of real steel hardenability tests of steel. Test results may also allow for the simplification of the designed structure. The work also includes perspectives on the development of the method.

PL

W artykule przedstawiono model obliczeniowy proponowanej próbki do badań hartowności stali celem zastąpienia serii próbek - jedną. Dotychczasowe badania nie obejmowały tego typu kształtu próbki. Symulacja MES próbki została także porównana z próbką cylindryczną na przekroju poprzecznym. Obliczenia pozwoliły na weryfikację przyjętego założenia początkowego i dostarczyły nowych możliwości opracowania uproszczenia badań rzeczywistych hartowności stali. Wyniki badań mogą pozwolić również na uproszczenie projektowanej konstrukcji. Praca zawiera także perspektywy rozwoju metody.