Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Experimental validation off FEM codes in solidification with natural convection

100%

Rebow M. , Banaszek J.

|

2002

|

tom T. 3, z. 22

983-990

EN

Basic discussion and some nomenclature are given in the relationship to the procedures of validation and verification of computer simulation codes. The main goal of this paper is to illustrate the application of detailed experimental data to compare and validate two selected FEM codes (a problem-oriented code written by one of the authors, and the commercial program FIDAP). Both are applied to calculate natural convection in freezing water (wdth density inversion effect) in a differentially heated square-cavity. Special attention is given to the application of full field acquisition techniques in order to get a dense set of experimental data (ice/water temporal front position, ice volume fractions and local transient velocity fields) that is exact and reliable enough to be a reference standard in comparison with numerical results.

2

Badania eksperymentalne konwekcji naturalnej w zamarzającej wodzie

100%

Rebow M. , Domański R.

|

2002

|

tom T. 3, z. 22

991-1000

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu zamarzania wody w warunkach konwekcji naturalnej przy występowaniu pojedynczego i dwustronnego frontu fazowego w kuwecie prostopadlościennej z dwoma pionowymi ściankami izotermicznymi. Do wyznaczenia ilościowych charakterystyk przepływu w funkcji czasu zostały wykorzystane współczesne techniki pomiarowe oparte o cyfrową akwizycję i obróbkę obrazu - PIV (anemometria) i PIT (termometria). Zastosowane techniki pomiarowe pozwoliły na uzyskanie wyników ilościowych w postaci chwilowych położeń granicy rozdziału faz, pól temperatury i prędkości w centralnym przekroju kuwety. Zaproponowano nowe zależności kryterialne opisujące zmiany udziału fazy stałej (lodu) w funkcji bezwymiarowego czasu (Fo-Ste).

EN

Comprehensive understanding of the complex physical mechanisms in the moving boundary problems can be increased by the development of a detailed experimental study that provide the detailed qualitative and quantitative information about fluid flow and heat transfer effects in the melt dynamics. Experimental set-up has been designed and constructed where the following full-field acquisition techniques were applied to get precise information on local temperatures (Particle Image Thermometry - PIT) technique and velocities (Particle Image Velocimetry - PIV) in a differentially heated cubic cavity, filled with distillate water (including the temperature of the water density anomaly). Freezing of water was studied extensively to get detailed data of local temperature and velocity fields. ). It turned out that variation of the solidified volume fraction (ice) for different Ste numbers and parameter A can be presented as a function of time (Fo-Ste) in the case of two-directional freezing of water in the differential heated cavity. Thus, the experimental benchmark was created, which can be used as a reference standard in comparisons of diverse numerical models results for e.g. crystal growth, thermal energy storage systems (ice storage) or environmental problems associated with ice creation.

3

Zestawienie uogólnionych równań dla konwekcji naturalnej w wybranych substancjach jednoskładnikowych podczas ich topienia i zestalania w obszarze prostokątnym

100%

Rebow M. , Domański R.

|

2002

|

tom T. 3, z. 22

1001-1010

PL

W pracy podjęto próbę zestawienia dostępnych danych eksperymentalnych, modeli analitycznych oraz uogólnionych równań dla konwekcji naturalnej w wybranych substancjach jednoskładnikowych podczas ich topnienia i zestalania w obszarze prostokątnym. Ujednolicono zapis tych równań oraz uściślono zakres ich stosowalności. Wskazano na główne problemy w stosowaniu tych korelacji i pokazano kierunki dalszych badań, przede wszystkim wykorzystujących nowoczesne metody wizualizacyjne.

EN

A review of the currently available experimental data, analytical models and experimental correlations for natural convection in some one component substances during their melting and solidification in rectangular enclosure is presented. Nomenclature and ranges of an application are specified. Special emphasis is put on appropriate characteristic length and geometry. Directions of further investigations using new full-field acquisitions techniques are pointed out.

4

Badania spiralnego magazynu energii cieplnej

80%

Domański R. , Banaszek J. , Rebow M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Mechanika

|

1999

|

tom z. 181

39-51

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych spiralnego wymiennika ciepła wypełnionego woskiem PPW-20 i wykorzystanego jako jednostka magazynująca energię cieplną. Przeprowadzono analizę parametrów pracy takiego wymiennika ze szczególnym uwzględnieniem jego pojemności energetycznej, stopnia naładowania i czasów ładowania oraz rozładowania.

EN

Experimental investigations have been carried out in order to study complex heat transfer phenomena occuring in the parrafinwax PPW-20 during its melting or freezing in a spiral heat exchanger, and to determine quantitative thermal characteristics of this exchanger when it is used as a low temperature latent heat thermal energy storage unit.

5

Badanie procesów topnienia i krzepnięcia w warunkach konwekcji swobodnej przy wystepowaniu wielopłaszczyznowych frontów fazowych

80%

Rebow M. , Domański R. , Kowalewski T. A.

|

1998

|

tom Vol. 53, nr 9

757-764

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu krzepnięcia i topnienia w warunkach konwekcji swobodnej przy występowaniu wielopłaszczyznowych frontów fazowych. Do wyznaczenia ilościowych charakterystyk przepływu w funkcji czasu zostały wykorzystane współczesne techniki pomiarowe oparte o cyfrową akwizycję i obróbkę obrazu - DPIV i PIT. Badania przeprowadzono dla kuwety prostopadłościennej, której stosunek szerokości do wysokości wynosił 1,5. Dwie przeciwległe, pionowe ścianki tej kuwety były utrzymywane w stałej temperaturze. W przypadku krzepnięcia wody, temperatura ta wynosiła - 10 st.C. lub -15 st.C, a kuweta była wypełniona wodą w całej objętości lub w 3/4. W przypadku topnienia lodu temperatura ścianek izotermicznych wynosiła + 10 st.C. W pracy pokazano różnice w rozchodzeniu się podwójnego frontu fazowego, objętości fazy stałej (lodu) i struktury przepływu (pola prędkości) dla przebadanych przypadków.

EN

An analysis is carried out for the solidification and melting of water in the parallelepiped-shaped enclosure. Two opposite, vertical walls of the enclosure are isothermal at temperatures Ts. The other four walls are nominally insulators of finite thermal diffusivity. For the solidification, cold walls temperature is set below the freezing point (Tc=-10 C or -15 C), the ice layers start to grow there. For the melting, hot walls temperature is equal to Th=+10 C. Due to the temperature difference between the isothermal walls and ice natural convection develops in the cavity. For flow visualisation, seeding with thermochromic liquid crystals is used. This allows instantaneous measurement of the velocity and temperature for 2D cross-sections of the cavity, using Particle Image Velocimetry and Particle Image Thermometry.

6

Badania możliwości zwiększenia efektywności gospodarowania energią przy wykorzystaniu układów akumulujących energię cieplną

80%

Domański R. , Banaszek J. , Rebow M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Uczelniane Centrum Badawcze Energetyki i Ochrony Środowiska

|

1998

|

tom z. 2

185-194

PL

W pracy tej zaprezentowano koncepcję nowo zaprojektowanego magazynu energii cieplnej, w którym zastosowano spiralny wymiennik ciepła. Przedstawiono pierwsze wyniki badań ekspe- rymentalnych i numerycznych dotyczących procesów ładowania i rozładowania tego typu magazynu. Zmierzono temperaturę materiału magazynującego i czynnika roboczego (powietrza), oraz wyznaczono na tej podstawie stopień naładowania lub rozładowania magazynu w funkcji jego długości dla określonych czasów jego pracy. Na specjalnym stanowisku pomiarowym przeprowadzono badania eksperymentalne, których celem było określenie warunków występowania konwekcji swobodnej i ewentualnie ustalenie jej wpływu na intensyfikację procesów wymiany ciepła w poziomym walcowym pojemniku pierścieniowym dla różnych warunków brzegowo-początkowych. Do pomiaru pola temperatury badanego obszaru wykorzystano kamerę termowizyjną 900 SW/TE AGEMA. W pracy przedstawiono wyniki pomiarów objętości materiału stopionego w funkcji czasu dla różnych wartości liczby Stefana (Ste). Stwierdzono, że w rozważanym zakresie czasu objętość materiału stopionego zmienia się liniowo, przy czym szybkość topnienia zależy wyraźnie od liczby Stefana.

EN

The results of experimental and numerical investigations of the paraffin wax-air storage energy unit of the Archimedes spiral cylinder geometry are presented in this paper showing charging and discharging ratio of this unit. This kind of TES unit shows satisfactory heat transfer rate: charge ratio is equal to 92% for time equals 5.5 hours, while discharge ratio is equal to 89% for discharge time equals 4 hours. Heat transfer characteristics, including the convective flow driven by melting of subcooled phase change material (PCM) in the horizontal annuls gap, were experimentally studied. The inner cylinder was heated with a constant surface heat flux and the outer cylinder had a constant temperaturę. The history of the temperature field was measured with an infrared scanning system. It is shown in this paper that the contribution of natural convection in the melt region becomes significant as the Stefan number increases.

7

Badania procesów wytwarzania i właściwości cieplnych wielowarstwowych powłok ochronnych, nakładanych techniką plazmową na części maszyn pracujące w ekstremalnych warunkach cieplnych i mechanicznych

61%

Domański R. , Mikoś M. , Lisewski Z. , Jaworski M. , Rzeszutek L. , Rebow M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

tom z. 10

25-37

PL

Praca obejmuje badania teoretyczne i eksperymentalne, dotyczące procesów wytwarzania, badania właściwości cieplnych oraz obciążeń cieplnych elementów maszyn pracujących w ekstremalnych warunkach cieplnych i mechanicznych. Przedstawiono wyniki badań dotyczących niszczących obciążeń cieplnych łopatki modelowej (silnik K15) z nałożoną warstwą Zr2O3 (prowadzone na specjalnym, oryginalnym stanowisku w Instytucie Lotnictwa), omówiono krótko nowe kierunki prac na temat warstw ochronnych z dodatkami molibdenu. Przedstawiono wyniki badań ciepła właściwego dla szeregu ceramik wykonanych z proszków firmowych. Omówiono uzyskane wyniki symulacji numerycznej dla łopatki silnika K15 (z warstwą ceramiki i bez) w warunkach odpowiadających obciążeniom cieplnym (AT = 700 K) i chłodzeniu. Stwierdzono, które elementy łopatki są narażone na największe obciążenia cieplne oraz jakie znaczenie ma wprowadzenie termicznych warstw ochronnych. Wykonano obliczenia obciążeń cieplnych (3D) dla różnych materiałów łopatki (w tym materiału hipotetycznego - przewidywany do wdrożenia w konstrukcjach lotniczych). Wykonano program do badania wnikania fal cieplnych w materiał oraz opracowano kod numeryczny pozwalający na uwzględnienie chłodzenia wewnętrznego realnej łopatki.

EN

This paper presents results of experimental and theorelical inwestigations of plasma spray ing multiliayers barrier coatings applying on machine elements working in extreme thermal and mechanical conditions. Destructive heat loads on the blade of K 15 engine with Zr2O3 layer were tested on the special experimental stand in Instytut Lotnictwa. The idea of the new Thermal--Barriers-Coatings (TBC) with the Iow friction factor was presented. The specific heat of the new metal ceramics was measured by DSC calorimeter. Results of the numerical simulation of the K15 engine blade (with or without ceramic layer) and the internal cooling for the thermal loading deltaT = 700 K were presented. Experimental and numerical results show that TBC give a chance to increase the working fluid temperature because of very high temperature drop at the ceramics layer.