The paper presents a numerical study on the heat transfer and pressure drop, related to flow in pipes with helical micro-fins. For all tested geometries, one applied a constant wall heat flux and fully developed 3D turbulent flow conditions. The influence of the angle of micro fins (referred to the tube axis) on thermal-flow characteristics were tested. The value of this angle was varied – with a step of 10 degrees – from 0 to 90 degrees (representing grooves parallel and perpendicular to the axis, respectively). Before numerical investigation, the pipe with helical angle of 30 degree was tested on an experimental stand. The results obtained from experiment and numerical simulations were compared and presented on the charts. As an effect of the numerical simulations, the friction factor f and Nusselt number characteristics was determined for the range of Re=104/1.6x106. The analysis of the results showed high, irregular influence of the helical angle on thermal characteristics and pressure drops. Additionally, the ratios: f/fplain, Nu/Nuplain and efficiency indexes (Nu/Nuplain)/( f/fplain) as a function of the Reynolds number for every helical angle were shown on the charts.
PL
W tym artykule przedstawiono badania wymiany ciepła i spadku ciśnienia rur z mikroożebrowaniem śrubowym z wykorzystaniem symulacji numerycznych. Dla wszystkich badanych geometrii założono stały strumień ciepła na ściance oraz w pełni rozwinięty, turbulentny przepływ 3D. Badano wpływ kąta mikro-ożebrowania ścianki (odniesionego do osi rury) na charakterystyki cieplno-przepływowe takiego kanału. Wartość wspomnianego kąta zmieniano – co 10 stopni – w zakresie od 0 do 90 stopni (odpowiada on rowkom: równoległym i prostopadłym do osi rury). Przed wykonaniem symulacji numerycznych, zbadano doświadczalnie rurę z 30-stopniowym kątem mikro-ożebrowania i porównano tak otrzymane rezultaty. Z symulacji numerycznych uzyskano charakterystyki współczynnika tarcia i liczby Nusselta w zakresie liczb Reynoldsa 104 /1.6 x106. Ponadto, na wykresach zostały pokazane współczynniki ( f/fplain) oraz (Nu/Nuplain) a także wskaźnik efektywności (Nu/Nuplain)/( f/fplain) w funkcji liczby Reynoldsa dla każdego kąta mikro-ożebrowania. Analiza wyników wykazuje duży i nierównomierny wpływ kąta mikro-ożebrowania zarówno na spadki ciśnienia jak i na charakterystyki cieplne.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Various types of solid-state electrochemical gas sensors are presented. The sensing mechanism and examples of potentiometric, amperometric and electrocatalytic sensors are described. The possibility of multi-gas detection in the case of amperometric and electrocatalytic sensors is characterized. The principle of operation of the wide-band oxygen sensor, combining the potentiometric and amperometric modes, is presented.
This work discusses sensing performance dependence of PEDOT polymer and its composites on the counter ions used in the polymerization process. The sensors based on PEDOT-RGO composite show reversible response to NO2, while on PEDOT/LiClO4 irreversible. As a result, PEDOT-RGO could be used as a typical gas sensor, while sensor based PEDOT/LiClO4 could be used as an integrating gas sensor, also known as an accumulating gas sensor. The irreversible nature of the response occurs also in the case of polypyrrole/LiClO4. The nature of PPy response to toxic gases does not allow using the sensor in a conventional way. However, the information about the concentration could be acquired from the response using a linear approximation, a non-linear approximation and a tangent method.
PL
Szybkie wykrywanie śladowych ilości toksycznych gazów w niedostatecznie wentylowanym środowisku jest niezbędne do skutecznej ochrony ludzkiego życia i mienia. Ochrona taka wymaga czujników zdolnych do wykrywania małych ilości gazu w krótkim czasie. Ostatnio wiele uwagi poświęca się nanotechnologii z użyciem polimerów przewodzących (CP) ze względu na ich właściwości fizyczne i chemiczne. Pomimo tych zalet, czujniki takie wciąż wymagają badań, które prowadzą do poprawy ich właściwości i umożliwią powszechne stosowanie. Użycie polimeru oraz tlenku grafenu/redukowanego tlenku grafenu, a także kompozytu polimer/RGO zmienia sposób działania czujnika i jego zastosowanie. Wielu naukowców wciąż sprzecza się co do roli polimerów oraz tlenku grafenu/redukowanego tlenku grafenu w czujnikach wykorzystujących kompozyt polimeru z GO/RGO. Wyjaśnienie tego stanowi wciąż duże wyzwanie. W artykule porównano różne zastosowania warstw polimerowych w zależności od użytego polimeru, a także w zależności od zastosowanej domieszki. Czujnik na bazie kompozytu PEDOT-RGO wykazuje odwracalną odpowiedź w obecności gazu NO2 i może zostać użyty jako tradycyjny czujnik gazu. Nieodwracalna natura odpowiedzi czujnika PEDOT-LiClO4 może być wykorzystana w zastosowaniu miernika całkowitego przepływu gazu NO2. Informacja o stężeniu gazu w przypadku czujnika PPy-LiClO4 może zostać wydobyta z użyciem aproksymacji liniowej, nieliniowej i metody tangensa.
W pracy opisano metody pomiarowe elektrochemii ciała stałego używane do badania właściwości tlenkowych ogniw paliwowych. W oparciu o prace własne oraz doniesienia literaturowe przedstawiono przykładowe wyniki badań wybranych metod elektrycznych. Wyniki prac własnych osiągnięte zostały w ramach badań dotyczących budowy jak i charakteryzacji tlenkowych ogniw paliwowych i innych urządzeń elektroceramicznych.
EN
Methods of solid state electrochemistry used for investigation of solid oxide fuel cells are presented. Appropriate examples of fuel cell characterization results based on own experience and literature data are included. The presented results were obtained in the course of research related to fabrication and evaluation of solid oxide fuel cells and other electroceramic devices. Some remarks on quality assurance of performing measurements are emphasized.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badań charakterystyk statycznych i dynamicznych cienko-warstwowego, polimerowego czujnika wilgotności wykonanego z chemicznie mody-fikowanej polietylenoiminy na podłożu alundowym zaopatrzonym w złote elek-trody "grzebieniowe". Własności elektryczne tego czujnika ulegają zmianomwraz z temperaturą pomiaru oraz z wilgotnością powietrza otaczającego czuj-nik.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper different types of solid state gas sensors for environmental monitoring are presented. The principle of operation and structure of potentiometric and amperometric sensors in comparison with a new multigas sensor is discussed. Simple electrochemical cell Au -NASICON- Au which is sensitive to N0(2) and S0(2) atmosphere due to voltage excitation is investigated as a proposal of a new multigas sensor. The shape of current/voltage characteristics of such cell is strongly dependent on specific gas concentration and reveal specific peaks enabling discrimination of different gas components.
PL
W artykule przedstawiono różne typy czujników gazowych do monitorowania środowiska. Przeprowadzono analizę porównawczą dotyczącą zasady działania i konstrukcji struktur czujników potencjometrycznych i amperometrycznych w odniesieniu do nowoczesnych czujników przeznaczonych do detekcji wielu gazów tzw. czujniki wielogazowe. Przedstawiono wyniki badań dotyczące prostego ogniwa elektrochemicznego typu Au-NASICON-Au, pobudzanego napięciowo, czułego na N0(2) i S0(2). Stwierdzono, że kształt charakterystyk prądowo-napięciowych tego ogniwa jest ściśle zależny od stężenia określonego gazu, dając w odpowiedzi charakterystyczne piki umożliwiające rozróżnienie składników gazu.
Opracowanie zawiera opis konstrukcji sond rezystancyjnych dla urządzenia do pomiaru charakterystyk powierzchni międzyfazowych. Pomiar oparty je4st o metodę rezystancyjną zmiennoprądową. Przedstawiono charakterystyki sygnałów z sond rezystancyjnych wraz z dokładnym opisem ich znaczenia. Zaproponowano rozwiązania konstrukcyjne sond.
Zarządzanie produkcją energii elektrycznej, ciepła i handlem CO2 w elektrociepłowni w warunkach rynkowych jest trudnym problemem, przed którym staje coraz więcej przedsiębiorstw energetycznych i ich menadżerów. Uwolniony rynek producentów energii elektrycznej, wymagania sprawnościowe i dotyczące oszczędności paliw pierwotnych, a także ochrony środowiska naturalnego powodują, że jest trudno osiągać zysk z działalności na zadawalającym poziomie. Osiąganie zysku na oczekiwanym poziomie jest warunkiem istnienia i rozwoju każdej elektrociepłowni. Aby go osiągnąć konieczna jest optymalna w danych warunkach eksploatacja urządzeń energetycznych, a także racjonalizacja kosztów wytwarzania prowadząca w końcowym efekcie do ich minimalizacji. W artykule przedstawiono dane techniczne wybranych elektrociepłowni i lokalnego dystrybutora ciepła oraz ich pracę na lokalnym rynku energii. Zamieszczono również informacje o cenach emisji CO2 i prognozowanych cenach gazu ziemnego.
EN
The paper presents an information according to heat and electrical energy production managing and CO2 allowances price risk management. In a free electrical market condition of heat and power producers, energy efficiency possibilities, primary energy and environmental saving is difficult to obtain good profit. Good profit is very important for heat and power development. It is very important to exploit all facility in optimal conditions and have rationalized costs. Technical information about electricity and heat cogeneration in the natural gas fired cogeneration and coal steam cogeneration unit are done. For these types of cogeneration units there were determined: technical parameters and annual heat production. Creating appropriate communication procedures, choosing risk management strategy and technical solutions as well as hiring skilled staff let the companies effective manage CO2 allowances risk. It should be taken into account by these companies which want successfully compete in their competitive surroundings.
In recent years, there is increasing interest to create biodegradable metallic cardiovascular stents instead of using their permanent form. The most interesting materials for this purpose are iron and its alloys. However, in order to use it in clinical application, their degradation rate and biological performance need to be optimized. One promising solution is coating the metal with conducting polymer films. In this work, short overview of the use of the biodegradable iron and iron modified with polypyrrole as materials for cardiovascular stents is presented.
PL
Zastosowanie biodegradowalnych, metalicznych stentów naczyniowych staje się alternatywą dla obecnie używanych ich stałych form. Długotrwała obecność metalowego stentu w tętnicy może prowadzić do powikłań, takich jak zakrzepica czy restenoza w stencie. Odrębnym problemem może być pęknięcie stentu. Dlatego też, prowadzone są badania nad ich biodegradowalnymi formami. W tym celu stosowane są aktywne metale takie, jak na przykład żelazo, których biodegradowalność oparta jest na procesie korozji. Jednak, użycie tych materiałów do zastosowań klinicznych wymaga optymalizacji ich szybkości degradacji. Obiecującym rozwiązaniem jest powlekanie powierzchni takich metali warstwami z polimerów przewodzących. W pracy przedstawiono krótki przegląd wykorzystania biodegradowalnego żelaza oraz żelaza modyfikowanego powłokami z polipirolu, jako materiałów dla stentów sercowo-naczyniowych.
In this paper the study on the influence of sensor construction on its performance is presented. Properties of sensors prepared with thick film and ceramic technologies will be compared. Thick film sensors were prepared with electrolyte layer and electrodes screen printed on the alumina substrate. Sensors prepared in ceramic technology were in the form of pellets. Lisicon was used as solid state electrolyte. Measurements were conducted in mixtures of high purity gases: nitrogen dioxide, sulphur dioxide and synthetic air of controlled concentration in wide range of temperatures.
PL
Przedstawiono wyniki badań wpływu konstrukcji czujnika na jego właściwości. Porównano właściwości czujników wykonanych w technologiach ceramicznej i grubowarstwowej. Czujniki grubowarstwowe przygotowano poprzez nałożenie kolejno warstw elektrod i elektrolitu na alundowe podłoże. Czujniki przygotowane w technologii ceramicznej miały formę pastylek z elektrodami po obu stronach. Jako elektrolit wykorzystano Lisicon, elektrolit stały z mobilnymi jonami litu. Badania przeprowadzono w mieszaninie o kontrolowanym składzie wysokiej jakości gazów: dwutlenku azotu, dwutlenku siarki, dwutlenku węgla i syntetycznego powietrza w szerokim zakresie temperatur.
Czujniki elektrokatalityczne są zbudowane na bazie elektrolitów stałych. Są pobudzane okresowym sygnałem trójkątnym przy jednoczesnym pomiarze odpowiedzi prądowej czujnika. Odpowiedź czujników elektrokatalitycznych niesie znacznie więcej informacji niż można uzyskać z klasycznych elektrochemicznych czujników amperometrycznych lub potencjometrycznych. W artykule przedstawiono wyniki badań prowadzonych w Katedrze Inżynierii Biomedycznej nad tym typem czujników gazów. Szczególnie omówiono konstrukcje czujników, wyniki badań w wybranych gazach toksycznych oraz metody analizy odpowiedzi czujników.
EN
Electrocatalytic sensors, which are based on the solid state ionic conductors, form a relatively new group of electrochemical gas sensors. Its working principle is based on electric current acquisition, while triangular shape voltage ramp is applied to the sensor. Response of the electrocatalytic gas sensor contains significantly more information comparing with typical amperometric or potentiometric sensors. In this work the investigation results of electrocatalytic gas sensors based on various solid electrolytes, done in Biomedical Engineering Department, are presented. In particular, constructions, results of measurement in the presence of chosen toxic gases and methods of the sensors response interpretation are discussed.
The article concerns the performing of selected experimental and simulation tests carried out when engineering a motor vehicle for the disabled, provisionally named PIMOTEK. The project was subsidized by the State Fund for Rehabilitation of Disabled Persons (PFRON) within a Research and Analysis Programme. The vehicle, engineered at the Automotive Industry Institute, has a three-wheeled running gear and a load-bearing structure that enables tilting of the vehicle together with its driver in relation to the road surface and rear vehicle axle. The solution that enables the tilting of vehicle body is well known from the Gyro series of Honda scooters. However, it was modified with respect to the needs of users with impaired body balance abilities. A unique solution incorporated in PIMOTEK is a hybrid internal combustion and electric powertrain mounted on the rear vehicle axle. The electric drive system simultaneously solves the problem of reversing, which is indispensable for disabled persons. The three‑wheeler is provided with a lift-and-swivel seat, which makes the transfer between the seat and the wheelchair easier for a disabled person and, at the same time, enables the disabled person to put the wheelchair in the luggage compartment by himself/herself. The innovativeness of the vehicle also manifests itself in the modern lines of the vehicle body, masking the features of the vehicle as an invalid carriage.
PL
Praca dotyczy realizacji wybranych badań doświadczalnych i symulacyjnych zrealizowanych podczas projektowania pojazdu dla osób niepełnosprawnych o roboczej nazwie „Pimotek”. Projekt został dofinansowany ze środków Państwowego Funduszu Rehabilitacji Osób Niepełnosprawnych w ramach programu Badań i Analiz. Zaprojektowany w Przemysłowym Instytucie Motoryzacji pojazd posiada trójkołowy układ jezdny oraz konstrukcję nośną umożliwiającą pochylanie nadwozia pojazdu wraz z jego kierowcą względem płaszczyzny drogi i tylnej osi pojazdu. Zastosowanie rozwiązania konstrukcyjnego umożliwiającego pochylanie nadwozia jest doskonale znane z serii skuterów Gyro marki Honda. Zostało jednak zmodyfikowane pod kątem potrzeb użytkowników o słabym balansie ciałem. Unikalnym rozwiązaniem konstrukcyjnym pojazdu „Pimotek” jest zastosowanie hybrydowego układu napędowego, spalinowo – elektrycznego, zabudowanego na tylnej osi pojazdu. Jednocześnie napęd elektryczny rozwiązuje problem niezbędnego dla osób niepełnosprawnych rewersu. Trójkołowiec jest wyposażony w windowany fotel obrotowy, ułatwiający osobie niepełnosprawnej przesiadanie się z jednoczesną możliwością samodzielnego umieszczania wózka inwalidzkiego w przestrzeni bagażowej. Innowacyjność pojazdu przejawia się również nowoczesną linią nadwozia o zamaskowanych cechach pojazdu inwalidzkiego.
Przedstawiono wyniki badań nad polimerowymi czujnikami wilgotności na bazie polietylenoiminy (PEI). PEI jest rozpuszczalną w wodzie poliaminą. Praktyczne wykorzystanie PEI możliwe jest po ograniczeniu jej rozpuszczalności w wodzie. W pracy opisano metody chemicznej modyfikacji filmu polimerowego, jak również stosowane rozwiązania konstrukcyjne, mające na celu poprawę trwałości i właściwości metrologicznych czujników wilgotności. Główną metodą określania parametrów czujników jest pomiar ich widm impedancyjnych.
EN
Properties of polymer humidity sensors based on polyethyleneimine (PEI) are presented. PEI is a water-soluble polyamine. Water resistance improvement is required for a practical usage of this material. Influence of various polymeric film chemical modification methods, as well as various sensor construction improvements on the sensor stability, durability and performance has been investigated. Basic sensors properties are characterised by impedance spectroscopy.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper the details of porous alumina humidity sensors fabricated using anodic aluminium oxidation are presented. The main aim of this study is to establish relations between technological process parameters and electrical properties of sensors. Surface morphology was investigated by scanning electron microscopy. Impedance spectroscopy was used to identify electrical parameters of the sensor.
Stainless steel interconnects working in Solid Oxide Fuel Cells stacks are exposed to high temperature resulting in their corrosion. Protective layers for the hydrogen and oxygen sides are necessary to protect the interconnect material, prolongate the stack lifetime and maintain the output power. In this paper MnCo2O4 protective layer for the oxygen side of the interconnect is deposited by spray pyrolysis and is examined.
PL
Interkonektory ze stali nierdzewnej pracujące w stosach tlenkowych ogniw paliwowych ulegają wysokotemperaturowej korozji. Warstwy ochronne są niezbędne do zabezpieczenia materiału interkonektora, wydłużenia czasu pracy stosu i utrzymania mocy wyjściowej na pożądanym poziomie. W tym artykule warstwa ochronna MnCo2O4 dla strony tlenowej interkonektora jest badana i jej zastosowanie jest rozważane.
Gas-analyzing systems based on gas sensors, commonly referred to as electronic noses, are the systems which enable the recognition of volatile compounds in their working environment and provide the online results of analysis. The most commonly used type of sensors in such systems is semiconductor gas sensors. They are considered to be the most reliable in the long-term applications (more than 1 year), however, their signal tends to drift. Instability of semiconductor gas sensors is one of the most challenging issues to solve in order to get reliable e-nose systems. There are a few causes of drift phenomenon, like i.e. sensors poisoning or aging. On the other hand, drift-like effects are also connected with the influence of environmental parameters such as temperature, humidity or the parameters connected with measurement systems - such as gas flow rate in sensors measurement chamber. In the case of devices for air-quality monitoring, which are exposed to varying environmental conditions it is crucial to develop the robust sensor signals processing system, which is insensitive to the variation of environmental conditions. In this article we present the calibration model for an array of four semiconductor sensors which is able to eliminate the influence of temperature and gas flow rate effect from the sensor responses.
PL
Systemy rozpoznawania lotnych związków oparte na czujnikach gazu umożliwiają identyfikację składu mierzonej mieszaniny gazowej w środowisku pracy i zapewniają uzyskanie wyników w czasie rzeczywistym. Najczęściej wykorzystywanym w takich urządzeniach typem czujników są półprzewodnikowe rezystancyjne czujniki gazu. Pomimo faktu, że czujniki półprzewodnikowe są uważane za najbardziej stabilne i niezawodne, występuje w nich zjawisko dryftu. Istnieje kilka przyczyn tego zjawiska, jak np. starzenie się, bądź zatrucie czujnika. Dryft sygnału jest również związany z wpływem czynników takich jak temperatura, wilgotność bądź prędkość przepływu gazu w komorze pomiarowej. W przypadku urządzeń służących do monitoringu jakości powietrza, niezbędne jest uwzględnienie wpływu tych czynników i eliminacja dryftu z nimi związanego. W artykule przedstawiono propozycję modelu kalibracyjnego dla matrycy czterech półprzewodnikowych czujników gazu, który umożliwia eliminację dryftu związanego z wpływem czynników środowiskowych.
Celem coraz większej grupy eksploatatorów oczyszczalni ścieków jest nie tylko uzyskanie wysokiego efektu redukcji zanieczyszczeń, ale także optymalizacja pracy oczyszczalni pod kątem obniżenia jej energochłonności. Przyjmuje się, że średnio 40-60% całkowitej energii dostarczanej na oczyszczalnie zużywane jest na procesy oczyszczania biologicznego. Dla oczyszczalni ścieków pracującej w technologii osadu czynnego, wspomniana energia pokrywa zapotrzebowanie dmuchaw, mieszadeł zatapialnych, pomp recyrkulacyjnych i mieszadeł pompujących. Badania wykonane na sześciu duńskich średniej wielkości oczyszczalniach ścieków, pracujących w oparciu o technologię osadu czynnego, pokazały, iż aż 42% całkowitej energii zużywane jest na procesy związane z napowietrzaniem, 10% na mieszanie w komorach osadu czynnego, 19% na pracę osadników i związaną z nią recyrkulację osadów, 6% przeróbkę osadów ściekowych, 12% na mechaniczne oczyszczanie ścieków wraz z kosztami pracy pompowni głównej. Pozostałe 11% energii zużywane jest na inne cele (rys. 1).
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.