Materials called geopolymers are considered an alternative to common hydraulic binders, but they have certain limitations in many applications due to their brittleness. The use of fibers to reinforce geopolymers can bring the expected results by increasing their compressive strength. This paper presents the results of accelerated durability tests of geopolymers based on coal shale and fly ash reinforced with natural fibers (1% by mass). The results of testing the resistance of such composites to UV radiation, variable temperature cycles and the results of the thermal conductivity coefficient are presented.
PL
Materiały zwane geopolimerami uznawane są za alternatywę dla powszechnych spoiw hydraulicznych jednak posiadają one pewne ograniczenia w wielu zastosowaniach ze względu na ich kruchość. Zastosowanie włókien do zbrojenia geopolimerów może przynieść oczekiwane rezultaty zwiększając ich wytrzymałość na zginanie. W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki przyspieszonych badań trwałości geopolimerów na bazie łupków węglowych i popiołu lotnego wzmocnionych włóknami naturalnymi (1% mas.). Przedstawiono wyniki badań odporności takich kompozytów na działanie promieniowania UV, zmiennych cykli temperaturowych oraz przedstawiono wyniki badań współczynnika przewodzenia ciepła.
By the method of numerical simulation, the heat transfer from the room to the environment through a system of two double-chamber windows, into the gap between which ventilation air from the room supplies, is being researched. Distributions of air velocity and temperature in the chambers of double-chamber windows and in the gap between double-chamber windows are determined. The influence of the flow of ventilation air entering the space between the double-chamber windows on the amount of heat transferred from the room to the space between windows through the inner window and the amount of heat removed from the gap to the environment through the external double-chamber window is investigated. The energy advantages of the method of removing ventilation air through the gap between double-chamber windows over the method of direct removal of ventilation air from the room to the environment are determined.
The use of various coatings with a low level of radiation on the glass elements of window structures, filling the interglacial space in double-glazed windows with inert gases instead of air, increasing the number of cameras in double-glazed windows, other constructive measures aimed at improving the thermal insulation properties of double-glazed windows, led to a significant increase in the thermal resistance of the fenestration system. However, little has changed in the design and construction of window frames and edge areas adjacent to building facades, leaving these elements responsible for heat transfer through modern windows. In this article, with the help of three-dimensional CFD modeling, the thermal insulation properties of window frames are investigated in the most complete setting, taking into account the effect on heat transfer through the profile of the window frame of the adjacent walls of the building facade on one side and the double-glazed unit on the other. Finding out the thermal insulation parameters of the window frame will help to make appropriate changes in its design.
W pracy przedstawiono wyniki badań ilustrujących wpływ rozrzutu technologicznego parametrów tranzystorów MOS mocy na błąd pomiaru ich rezystancji termicznej przy wykorzystaniu pośredniej metody elektrycznej. W charakterze parametru termoczułego wykorzystano napięcie bramka-źródło. Badania przeprowadzono na próbie 18 tranzystorów MOS mocy wybranych losowo z jednej partii produkcyjnej. Zmierzono charakterystyki termometryczne każdego z tranzystorów oraz wyznaczono współczynniki funkcji aproksymujących te charakterystyki. Wyznaczono wartości rezystancji termicznej z wykorzystaniem zarówno liniowej, jak i kwadratowej funkcji aproksymującej oraz parametrów tych funkcji uzyskanych dla różnych egzemplarzy badanych tranzystorów. Określono błąd pomiaru wartości napięcia bramka-źródło na uzyskaną wartość rezystancji termicznej związany z rozrzutem technologicznym.
EN
In the paper the results of investigation illustrating the influence of the technological spread the parameters of power MOS transistors on the measurement error of their thermal resistance using the indirect electrical method are presented. As a thermosensitive parameter the gate source voltage was selected. The investigation was carried out on the sample of 18 power MOS transistors randomly chosen from the same production batch. The thermometric characteristics each of the transistors were measured and the coefficients of the functions approximating these characteristics were calculated for all transistors using linear and quadratic approximating function. The measurement error related with the technological spread of the value of the gate-source voltage on the value of the thermal resistance was calculated.
W rezystancyjnych czujnikach temperatury, takich jak popularny Pt100, efekt samonagrzewania powoduje błędy pomiaru temperatury. Wartość tych błędów zależy od prądu pomiarowego czujnika i jego rezystancji termicznej. Prąd pomiarowy czujnika Pt100 należy ograniczyć do takiej wartości, przy której samonagrzewanie nie przekracza 25% wartości tolerancji dla zadeklarowanej klasy tolerancji. Spełnienie tego warunku wymaga znajomości rezystancji termicznej czujnika wyznaczonej in situ.
EN
In resistance temperature detectors, such as the popular Pt100, the self-heating effect causes temperature measurement errors. The value of these errors depends on the sensor's measuring current and thermal resistance. The measuring current of a Pt100 sensor shall be limited to a value at which the self-heating does not exceed 25 % of the tolerance value of the declared tolerance class. Meeting this requirement requires knowledge of the in situ thermal resistance of the sensor.
The paper describes the results of investigations illustrating the influence of the method of determining the excess of junction temperature and the selection of a function approximating the thermometric characteristic used in the procedure of measuring thermal resistance of a power MOS transistor on the measurement results. The investigations involved the measurements made using an indirect electrical method. Three methods of determining the excess of junction temperature of the transistor are presented, using a linear function and nonlinear function approximating thermometric characteristics. The thermal resistance measurement results obtained using each of the considered methods were compared. The measurement error caused by the selection of the considered methods was also analyzed.
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.
The efficient recovery of the waste heat from the industrial sector can represent an essential step in global energy saving, with the proper usage of other on-grid power resources available for specific high-energy consumers. A simple, low–cost energy conversion system was tested here to recover a part of the waste heat dissipated by a gasoline engine’s exhaust pipe under the car’s stationary testing mode at temperatures around 80–100°C. The main components of this system were a copper–made thermal collector, a commercial thermoelectric energy generator (TEG) module TEC1–12706 and a pin-fin heat sink under natural air convection cooling. Under the open-circuit test, heat transfer rates between 4.54 W and 5.56 W were evacuated by the heat sink. A DC electronic load RL was connected at the TEG outputs, and voltage values between 0.566 V and 1.242 V were recorded for output power values between 0.03 W and 0.16 W when R,sub>L was modified from 1 Ω to 10 Ω.
Experimental methods are presented for determining the thermal resistance of vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) and the lateral electrical conductivity of their p-type semiconductor layers. A VCSEL structure was manufactured from III-As compounds on a gallium arsenide substrate. Conductivity was determined using transmission line measurement (TLM). Electrical and thermal parameters were determined for various ambient temperatures. The results could be used for computer analysis of VCSELs.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących oceny skuteczności działania folii refleksyjnych w systemach ściennych i dachowych, pod względem poprawy ich izolacyjności cieplnej. W przypadku wybranych rozwiązań przegród pionowych (z folią i bez folii), stosując metodę skrzynki grzejnej, wyznaczono współczynniki przejmowania ciepła przez powierzchnie z powłokami refleksyjnymi na podstawie pomiaru temperatury i gęstości strumienia ciepła. Celem badań było określenie efektywności działania folii refleksyjnych w określonych warunkach wymiany ciepła, biorąc pod uwagę charakter dominującego źródła ciepła w pomieszczeniu.
EN
The authors simply refer to the results of research on the evaluation of reflective technologies in walls and roof systems, in terms of improving the thermal insulation of these elements. For selected vertical partition solutions (with foil, without foil) using the heat box method, heat transfer coefficients for surfaces with reflective coatings were determined based on temperature measurements and heat flux density. The purpose of the study was to determine the effectiveness of reflective foils under specific heat transfer conditions taking into account the nature of the dominant heat source in the room.
The latest research work in the field of electric power systems focuses on the development of new wire materials which will allow the increase of the transmission capacity of power lines currently in use. The reason for this research was the often limited possibilities of continuous and failure-free transmission of electricity. In this paper, the authors present research on a new aluminium-based alloy dedicated for use as a conductive braid in the HTLS cable group. There are many technical solutions for this group of cables on the market, although they are solutions with a number of disadvantages, ranging from their high price, various operational shortcomings, complicated installation techniques, and ending with the risk of monopolistic practices, which is related to the inability to attract several competitive suppliers. The main aim of the research was to develop a new alloy based on aluminium with the addition of silver and molybdenum dedicated for use in special overhead power cables. Experimental research on new materials focused on obtaining the necessary knowledge to produce an overhead wire from these alloys with higher current carrying capacity in relation to the currently used conventional wire materials based on aluminium.
Fibre-metal laminates combine both the properties of metal and composite materials, reinforced with fibres; first such laminates already appeared at the end of the 70s. Alongside with the emergence of spacecraft, in which the external plating heats up to temperatures even exceeding 3000 °C, there was a demand for new materials, with increased thermal resistance. Moreover, high thermal resistance is also required in the construction of different protective casings for sensitive equipment, e.g. flight data recorders. In order to protect a spacecraft from massive amounts of heat This article presents research findings, aimed at determining the influence of including metal reinforcement in the form of steel sheet upon the thermal resistance of a multi-layered polymer composite. The samples were exposed to a mixture of hot gases at a temperature of over 900 °C for a period of approximately 150 s. The most important parameter determined on the basis of experimental research was the temperature of the rear surface of the sample. It was observed, that the addition of metal reinforcement causes stabilization of the temperature of the back wall of the sample and a decrease in temperature of the rear wall surface of the insulating sample by approximately 45% and approximately 2-fold increase in the ablative mass loss.
W pracy przeanalizowano przydatność metody wyznaczania strat mocy w materiałach magnetycznych bazującej na pomiarze pola powierzchni pętli histerezy. Dodatkowo zastosowano model Steinmetza w celu weryfikacji zakresu częstotliwości i amplitudy indukcji, dla których model ten pozwala na poprawne wyznaczenie strat mocy w materiale magnetycznym. Wykorzystując straty mocy w rdzeniu wyznaczone przy zastosowaniu metody histerezowej zbadano wpływ amplitudy indukcji magnetycznej na rezystancję termiczną rdzeni ferromagnetycznych. Do badań wykorzystano 2 rdzenie toroidalne o podobnych rozmiarach wykonane z różnych materiałów ferromagnetycznych, tj. sproszkowanego żelaza (-26) oraz ferrytu SM-100. Z przeprowadzonych badań wynika, że zastosowanie metody histerezowej powoduje nawet siedmiokrotne zawyżenie wartości strat mocy w rdzeniu. Obliczenia przy zastosowaniu modelu Steinmetza pozostają w dobrej zgodności z danymi katalogowymi dla rdzenia wykonanego ze sproszkowanego żelaza.
EN
The paper analyzes the usefulness of the method of determining power losses in magnetic materials based on the measurement of the hysteresis loop surface area. Additionally, the Steinmetz model was used to verify the range of frequency and the induction amplitude, for which this model allows for the correct determination of power losses in the magnetic material. Using the power losses in the core determined with the hysteresis method, the influence of the magnetic flux density on the thermal resistance of ferromagnetic cores was investigated. Two similar-sized toroidal cores made of different ferromagnetic materials (powdered iron (-26) and SM-100 ferrite) were used for the investigation. The obtained results show that the application of the hysteresis method causes even a sevenfold increase in the value of the power dissipated in the core. Calculations using the Steinmetz model are in good agreement with the catalog data for a core made of powdered iron.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The existing dependences of the effective coefficient of thermal conductivity of the material depending on the size and location of pores in it are analyzed and compared with each other and with previously obtained experimental data. It is shown that the resulting thermophysical properties of the material are affected not only by the porosity, but also by the location of the pores in the volume of the material. The disadvantages of the existing dependences of determining the effective thermal conductivity of the material on the type of porosity (both for porous material and for dispersed systems) are shown. Also, the most reliable dependences of the thermal conductivity coefficients on the porosity of dispersed systems for backfill materials and the need for their correction by empirical coefficients are determined. Complex indicators that fully describe the porous structure and on which the mathematical model of heat exchange processes in a porous medium should be based are proposed.
A pulsation heat pipe is an efficient heat pipe used in many engineering applications. This study aims to test the effect of working fluids on the thermal performance of pulsation heat pipe. Seven turned pulsation heat pipes were designed and manufactured from a copper pipe with a 3.5 mm inner diameter. The lengths of an evaporation part, an adiabatic passage, and a condenser part were 300 mm, 210 mm, and 300 mm, respectively. In this study, three different fluids were used as the working fluid: distilled water, methanol, and binary fluid (a mixture of water and methanol) with a 50% filling ratio. Compared to water, the experimental results suggested that methanol had a better thermal performance when used as a working fluid in the PHP. On the other hand, a binary fluid enhanced the lower thermal performance of water (29% reduction in the thermal resistance and a 20% increase in the effective thermal conductivity of the PHP).
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The objective of this paper is to report a study on the prediction of the steady-state thermal resistance of woven compression bandage (WCB) by using three different mathematical models. The experimental samples of WCB were 100% cotton, cotton–polyamide–polyurethane, and viscose–polyurethane. The bandage samples were evaluated at extensions ranging at 10–100%, with two- and three-layer bandaging techniques. Experimental thermal resistance was measured by thermal foot manikin (TFM) and ALAMBETA testing devices. The obtained results by TFM and ALAMBETA were validated and compared with the theoretical models (Maxwell–Eucken2, Schuhmeister, and Militky), and a reasonable correlation of approximately 78%, 92%, and 93% for ALAMBETA and 75%, 82%, and 83% for TFM, respectively, was observed.
More than half of the incidents reported to EMSA relate to nautical events such as collision, groundings and contacts. Knowledge of accurate and high-integrity positioning is therefore not only a need for future automated shipping but a base for today’s safe navigation. Examples on accidents include Ever Given in the Suez Canal and HNoMS Helge Ingstad in Norway. A Network-RTK (NRTK) service can be used as an augmentation technique to improve performance of shipborne GNSS receivers for future positioning of manned and unmanned vessels in restricted areas, such as port areas, fairways, and inland water ways. NRTK service providers generate RTK corrections based on the observations of networks of GNSS reference stations which enables the users to determine their position with centimeter accuracy in real-time using a shipborne GNSS receiver. Selection of appropriate communication channels for dissemination of NRTK corrections data is the key to a secure positioning (localization) service. In PrePare-Ships project, the modern maritime communication system VDES (VHF Data Exchange System) is proposed to distribute SWEPOS (NRTK in Sweden) correction data to shipborne positioning modules. VDES is a very reliable technique and it is compatible with most onboard functionalities. In order to minimize the impact on the overall VDES data capacity in a local area, NRTK correction data shall only occupy a single VDES slot with a net capacity of 650 bytes. Update rates may vary but are preferably at 1Hz. However, NRTK correction data size changes instantly, depending on the number of visible GNSS satellites, and the data rate can therefore sometimes reach in excess of 1000 byte/s. In this study, a smart technique is proposed to reduce size of NRTK correction data to instantly adapt with the VDES requirements by choosing a combination of specific signals, satellites or even constellations such that the data rate is not more than 650 byte/s, and at the same time it achieves optimal positioning performance with the accuracy required by the PrePare-Ships project application.
Celem badań była ocena wpływu efektu gofrowania na wybrane właściwości tkanin gofrowanych. Badaniom poddano 9 wariantów tkanin gofrowanych bawełnianych o zróżnicowanej strukturze. Zróżnicowanie struktury uzyskano poprzez zmianę raportu pasków gofrowanych, tzn. ich szerokości oraz odległości między paskami, a także zastosowanie 3 rodzajów przędzy wątkowej. Zakres badań obejmował właściwości mechaniczne, termoizolacyjne i powierzchniowe. Przedstawione badania potwierdziły wpływ wariantu raportu pasków gofrowanych na właściwości mechaniczne i termo-izolacyjne tkanin gofrowanych bawełnianych. Wykazano również zależność pomiędzy parametrami charakteryzującymi geometryczna strukturę powierzchni tkanin gofrowanych a ich właściwościami mechanicznymi i termoizolacyjnymi.
EN
The aim of the research was to evaluate the influence of the seersucker effect on selected properties of the seersucker woven fabrics. Nine variants of cotton seersucker woven fabrics of various structure have been the objects of investigations. Diversification of the structure was obtained by changing the report of the seersucker effect i.e. width the puckered strips and distance between them, as well as the use of three types of weft yarns. The scope of the research included mechanical, thermal-insulation and surface properties. The presented research confirmed the influence of the variant of the puckered stripes report on the mechanical and thermal-insulating properties of the fabrics. The relationship between the parameters characterizing the geometric structure of the surface of seersucker woven fabrics and their mechanical and thermal-insulation properties was also demonstrated.
Aim: An extremely important property of firefighters’ special clothing is thermal resistance of the clothing materials to heat transfer from radiation or flame. Performing tests with the use of thermal mannequins may contribute to the improvement of clothing sets, as such tests indicate weak points of the tested products. The review article presents information on the testing of special clothing on mannequins and a short history of test stands with the use of thermal mannequins. Introduction: Using innovative techniques and technologies provides firefighters-rescuers with an appropriate level of safety. Special clothing is a barrier between the human body and the heat and water vapour from the environment. It is this garment that protects the human body from overheating or cooling down. Methodology: The general test procedure for using thermal mannequins is described in ASTM standards (for instance ASTM F2370 – 10 [1], ASTM F2371 – 10 [2]). Testing of special clothing allowing for an accurate assessment of the degree of protection of the human body against the effects of fire, flame and heat was initiated in the United States. The assumption of these works was to create a mannequin for testing the resistance of clothing equipped with heat sensors to flash fires. Currently, there are around 100 different models of thermal mannequins around the world. Technological progress in the post-war period resulted in the rapid development of mannequins built with a multi-segment structure. This allowed to increase the accuracy of the measurements that simulated heat exchange between the human body and the environment. The data obtained in this manner is repeatable, which allows for standardization of the test requirements for thermal insulation of clothing sets. Conclusions: Performing tests using thermal mannequins contributes to the improvement of clothing sets in order to increase the safety of the users. The results obtained under the test conditions very accurately indicate the number, location and degree of burns to which the user of such clothing may be exposed.
PL
Cel: Niezwykle ważną właściwością strażackich ubrań specjalnych jest odporność termiczna materiałów odzieżowych na przenikanie ciepła pochodzącego z promieniowania lub płomienia. Wykonywanie badań przy użyciu manekinów termicznych może przyczynić się do udoskonalania zestawów odzieżowych, bowiem badania takie wskazują słabe punkty testowanych wyrobów. W artykule mającym charakter przeglądowy przedstawiono informacje na temat prowadzonych badań ubrań specjalnych na manekinach oraz krótką historię stanowisk badawczych z wykorzystaniem manekinów termicznych. Wprowadzenie: Zastosowanie innowacyjnych technik i technologii zapewnia strażakom-ratownikom odpowiedni stopień bezpieczeństwa. Odzież specjalna stanowi barierę pomiędzy ludzkim ciałem a ciepłem i parą wodną pochodzącymi ze środowiska. To właśnie ubranie ma za zadanie chronić ciało człowieka przed nadmiernym przegrzaniem lub wychłodzeniem. Metodologia: Ogólna procedura postępowania badawczego z wykorzystaniem manekinów termicznych opisana jest w standardach ASTM (np. ASTM F2370 – 10 [1], ASTM F2371 – 10 [2]). Badania odzieży specjalnej pozwalające na dokładną ocenę stopnia ochrony ludzkiego ciała przed działaniem ognia, płomienia i ciepła zapoczątkowano w Stanach Zjednoczonych. Założeniem wspomnianych prac było stworzenie manekina do badania odporności odzieży na działanie pożarów błyskawicznych, wyposażonego w czujniki ciepła. Obecnie na świecie funkcjonuje ok. 100 różnych modeli manekinów termicznych. Postęp technologiczny w okresie powojennym spowodował szybki rozwój budowanych manekinów, które posiadały wielosegmentową budowę. Pozwoliło to na zwiększenie dokładności wykonywanych pomiarów symulujących wymianę ciepła między organizmem ludzkim a otoczeniem. Uzyskane w ten sposób dane są powtarzalne, co pozwala na znormalizowanie wymagań badawczych izolacyjności cieplnej zestawów odzieżowych. Wnioski: Wykonywanie badań przy użyciu manekinów termicznych przyczynia się do udoskonalania zestawów odzieżowych, aby zwiększać bezpieczeństwo użytkowników. Uzyskane w warunkach badawczych wyniki w bardzo dokładny sposób wskazują liczbę, lokalizację i stopień oparzeń, na jakie może być narażony użytkownik takiego ubrania.
Zagadnienia poruszone w artykule, takie jak bionika, techniki addytywne czy materiały izolacyjne są często wskazywane jako perspektywiczne dla obecnie przyjętego kierunku rozwoju przemysłu. Duże zainteresowanie owymi tematami jest spowodowane poszukiwaniem innowacyjnych rozwiązań dla przemysłu, które będą powodowały jego rozwój bez niekorzystnego oddziaływania na środowisko naturalne. Stosując rozwiązania zaczerpnięte z natury, techniki addytywne oraz innowacyjne materiały izolacyjne mogą wpłynąć na ograniczenie spalania paliw kopalnych i niższą emisję szkodliwych substancji powstających w procesie konwersji nieodnawialnych źródeł energii na energię użytkową. W poszukiwaniu nowych rozwiązań w technikach izolacyjnych pomocna okazuje się technologia druku przestrzennego, która pozwala na tworzenie modeli o dowolnym kształcie z zastosowaniem coraz większej ilości materiałów. Stworzone w tej technologii prototypy mogą służyć do badań nad jeszcze bardziej efektywnymi sposobami wykorzystania materiałów izolacyjnych. Zaprojektowano i wydrukowano wielowarstwowe materiały o czworokątnym i sześciokątnym kształcie komórek wewnętrznych z biodegradowalnego materiału PLA. Ustalono wartości obliczeniową współczynnika przewodzenia ciepła, na którą składały się dwie fazy: pomiarowa i obliczeniowa. Przeprowadzono analizę statystyczną określającą wpływ kierunku przepływu ciepła oraz strukturę wewnętrzną prototypowych materiałów na otrzymane wartości współczynników przewodzenia ciepła i oporu cieplnego.
EN
The issues discussed in the article, such as bionics, additive techniques or insulating materials, are often indicated as prospective for the currently adopted direction of industry development. The great interest in these topics is caused by the search for innovative solutions for the industry that will lead to its development without adversely affecting the natural environment. Using the solutions taken from nature, additive techniques and innovative insulating materials can lead to limitation fossil fuel combustion and lower emissions of harmful substances originating from the conversion of non-renewable energy sources usable energy. In the search for new solutions in insulation techniques, 3D printing technology turns out to be helpful, as it allows you to create models of any shape using an increasing number of materials. The prototypes created in this technology can be used to research into even more effective ways of using insulation materials. Designed and multilayer printed material with a quadrangular and hexagonal shaped inner cells of biodegradable material PLA. The calculation values of the thermal conductivity coefficient were determined, which consisted of two phases: measurement and calculation. Statistical analysis was performed by determining the influence of the heat flow direction and the inner structure of prototype materials obtained values of the coefficients of thermal conductivity and thermal resistance.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.