Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Research stand with a micro-cogeneration unit based on a free-piston Stirling engine

100%

Remiorz L. , Skorek-Osikowska A.

|

tom Nr 4

117--124

EN

The paper describes a research stand of a micro-cogeneration unit based on a free- piston Stirling engine, built at the Institute of Power Engineering and Turbomachinery of the Silesian University of Technology. In this work a Stirling engine, being an integral part of the built installation, as well as other components of the integrated system are characterized. A diagram is shown and the possibilities of measurements are presented. The potential use of this type of systems to supply customers with heat and electricity was also characterized. The ecological and economical effect at an example of a selected building was also estimated.

PL

Artykuł opisuje stanowisko badawcze układu mikrokogeneracyjnego na bazie bezkorbowego silnika Stirlinga, zbudowane w Instytucie Maszyn i Urządzeń Energetycznych Politechniki Śląskiej. W pracy scharakteryzowano silnik Stirlinga będący integralną częścią zbudowanego stanowiska, a także pozostałe komponenty zintegrowanego układu. Pokazano schemat i przedstawiono możliwości pomiarowe stanowiska. Scharakteryzowano również potencjał wykorzystania tego typu układów do zasilania w ciepło i energię elektryczną odbiorców. Oszacowano efekt ekologiczny i ekonomiczny na przykładzie wybranego budynku.

2

Chłodzenie termoakustyczne - model numeryczny urządzenia elementarnego

100%

Grzywnowicz K. , Remiorz L.

|

tom Nr 4

63--68

PL

Doskonalenie technologii energetycznych jest związane z ciągłym wzrostem wymagań dotyczących zarówno parametrów technicznych, jak i środowiskowych, związanych z produkcją różnych użytecznych form energii. Wśród obszarów, podlegających ciągłej modernizacji, jest również chłodnictwo. Postęp jest tutaj widoczny w obszarze doskonalenia istniejących technologii, a także w poszukiwaniu nowych rozwiązań. Jednym z obecnie rozwijanych kierunków badań jest chłodnictwo termoakustyczne. Ze względu na interdyscyplinarny charakter zjawiska, łączącego akustykę i przepływ ciepła, modelowanie tego procesu jest zadaniem trudnym. Niemniej, obecny poziom rozwoju technik modelowania numerycznego pozwala na osiąganie zadawalających rezultatów. W artykule przedstawiono wyniki badań modelowych zjawiska termoakustycznego zachodzącego w elementarnym urządzeniu chłodniczym. W pracy opisano budowę fizyczną prostego urządzenia, a także przedstawiono odpowiedni model numeryczny wraz z parametrami brzegowymi i początkowymi. Uzyskane w procesie modelowania wyniki przedstawiają odpowiednie rozkłady temperatur w charakterystycznych obszarach urządzenia i obrazują zachodzące zjawisko termoakustyczne.

EN

Improvement of power technologies is connected with continuous rise in demand, concerning both technological and ecological parameters of useful forms of energy production. Among the fields of modernization, generation of cooling power may be stated. Progression in this field is especially visible due to improvement of state-of-the-art technologies, as well as research in promising solutions. One of currently investigated research paths is thermoacoustic cooling. Due to an interdisciplinary nature of the phenomenon, connecting acoustics with heat transfer, modelling of the process states a difficult task. However, contemporary level of numerical tools development allows to obtain satisfactory results of such analyses. In this paper the results of model investigation of an elementary cooling device are presented. The construction of simple device, as well as an adequate numerical model, coupled with boundary and initial conditions is described. The results obtained during the numerical modelling process present temperature distributions in characteristic zones of the device and illustrate the thermoacoustic phenomenon.

3

Ograniczenia w modelowaniu układów gazowo-parowych

100%

Remiorz L. , Kotowicz J.

Rynek Energii

|

2008

|

tom nr 1

42-47

PL

W artykule poruszono zagadnienia modelowania układów energetycznych z szczególnym uwzględnieniem ograniczeń termodynamicznych, jakim proces modelowania musi podlegać. Ograniczenia te nie tylko zawężają możliwości doboru optymalnych parametrów pracy układu gazowo-parowego ale również określają granice bezpiecznej jego eksploatacji. Przedstawione obliczenia zostały wykonane dla układu dwuciśnieniowego z dopalaniem w wersji bez przegrzewu i z przegrzewem międzystopniowym. W szczególności przebadano wpływ stopnia suchości pary wylotowej z turbiny oraz wpływ temperatury spalin wylotowych z kotła odzyskowego na obszary poprawnych rozwiązań, co wpływa także na dobór optymalnych rozwiązań ze względu na sprawność układu.

EN

This paper shows problems of thermal cycles' modelling focused on thermodynamics restrictions of modelling process. These restrictions do not only limit optimum work parameters of combined cycle but they also draw area of exploitation safety of cycle. Shown results were made for two-pressure gas-steam combined cycle with additional gas combustion and with and without steam superheating. In particular rescanning income grade of outlet steam dryness from turbine and income temperatures outlet flue gas from waste-heat boiler on fields correct solutions. This is income for selection optimal solution in respect of efficiency.

4

Zjawisko chłodzenia termoakustycznego – koncepcja stanowiska badawczego

80%

Michalski S. , Grzywnowicz K. , Remiorz L.

|

tom Nr 6

73--79

PL

W artykule przedstawiono studium konstrukcji chłodziarki termoakustycznej, złożonej z wzbudnika akustycznego, rezonatora, regeneratora oraz zimnego i gorącego wymiennika ciepła. Pokazano również metodologię optymalizacji konstrukcji chłodziarki termoakustycznej z falą stojącą. Przyjęto, że gazem roboczym w analizowanym urządzeniu jest powietrze o ciśnieniu bezwzględnym 10 bar. Średnią temperaturę gazu wewnątrz chłodziarki założono na poziomie 230,65 K, a różnica temperatur między wymiennikiem zimnym i gorącym jest równa 75 K. Zbadano wpływ zmiany znormalizowanych pozycji i długości regeneratora na parametry termodynamiczne chłodziarki termoakustycznej (takie jak strumień ciepła i współczynnik efektywności chłodziarki). Podczas tej analizy założono stałą częstotliwość dźwięku wynoszącą fa = 600 Hz. Maksymalną moc cieplną ziębiarki otrzymano dla znormalizowanej pozycji regeneratora xs,n = 0,51 oraz znormalizowanej długości Ls,n = 1. Jednakże, najwyższy współczynnik efektywności chłodziarki (COP), wynoszący ponad 71 % uzyskano dla wartości parametrów wynoszących odpowiednio: xs,n = 0,17 oraz Ls,n = 0,311. Analizy powtórzono zmieniając częstotliwość fali akustycznej w przedziale 200-3000 Hz. Najwyższą wartość współczynnika efektywności osiągnięto dla częstotliwości fali akustycznej fa = 600 Hz. Omówiono koncepcję stanowiska badawczego, wykorzystującego zaprojektowane urządzenie, pozwalającego na eksperymentalną weryfikację przedstawionych wyników analizy termodynamicznej.

EN

The paper presents the feasibility study of thermoacoustic refrigerator design, composed of: acoustic inductor, resonator, stack, hot and cold heat exchangers. In addition, the methodology of optimizing the design of the thermoacoustic refrigerator with standing wave was presented. The ambient air at absolute pressure of 10 bar was assumed as the working gas in the thermoacoustic device. The average gas temperature inside the refrigerator is set at 230.65 K, and the temperature difference between cold and hot heat exchangers is 75 K. The influence of changes of normalized positions and length of the regenerator on the thermodynamic quantities (such as heat flux and Coefficient of Performance) was analyzed. During this analysis, a constant sound frequency of 600 Hz was assumed. The maximum heat output of the device was obtained for the normalized position of the regenerator xs,n = 0.51 and normalized length Ls,n = 1. However, the highest Coefficient of Performence of refrigerators that excess 71% was obtained for the values of parameters corresponding to: xs,n = 0.17 and Ls,n = 0.311. Eventually, the analyzes were performed for variable acoustic wave frequencies in range of 200-3000 Hz. The highest efficiency coefficient was reached for fa = 600 Hz. Finally, the concept of a test stand using a designed device allowing for experimental verification of the presented thermodynamic analysis results was described.

5

Modelowanie optymalnych układów parowo-gazowych z wykorzystaniem algorytmów neuronowych

80%

Kotowicz J. , Chmielnik T. , Remiorz L.

|

tom nr 10

13-17

PL

Przedstawiono metodologię modelowania optymalnego ze względu na sprawność wytwarzania energii elektrycznej układu parowo-gazowego. Do analizy wybrano układ parowo-gazowy z kotłem odzyskowym dwuprężnym. Przedstawiona metodologia oparta jest na wykorzystaniu programów komputerowych napisanych dla modeli analitycznych obiektów wchodzących w skład układów gazowo-parowych oraz sieci neuronowych. Wykorzystując oprogramowanie komputerowe dla przedstawionego w artykule algorytmu obliczeń wyznaczono sprawność termiczną układu parowo-gazowego. Uzyskane rezultaty obliczeń wykorzystano do wyboru rodzaju struktury sieci neuronowej a następnie do procesu jej uczenia. Za pomocą tej sieci wyznaczono sprawność badanego układu gazowo-parowego. Rezultaty obliczeń wyznaczone obydwoma metodami są zadowalająco zbieżne.

EN

The paper presents a methodology of optimal modeling taking into consideration the thermal efficiency of a steam-and-gas cogenerating system. A gas-and-steam cogenerating system with a double-pressure waste-heat boiler has been chosen for analysis. The presented method is based on the application of computer programmes destined for analytical models of combined gas-steam cycles as well as for neural networks. Making use of the software concerning the algorithm of calculations dealt with in this paper, the thermal efficiency of combined gas-steam cycles could be determined. The obtained results of calculations were used to choose the proper kind of the structure of the neural network and also in the process of learning. The instructed neural network was then applied lo determine the thermal efficiency of such a system. Findings of an investigation obtained by means of both these methods are very similar.

6

Application of CFD technique for modelling of the thermoacoustic engine

80%

Rulik S. , Remiorz L. , Dykas S.

|

tom Vol. 32, no. 3

175-190

EN

The paper is concerned with an important issue from the field of thermoacoustics - the numerical modelling of the flow field in the thermoacoustic engine. The presented way of modelling is based on the solution to fundamental fluid mechanics equations that govern the flow of compressible, viscous, and heat-transferring gas. The paper presents the way of modelling the thermoacoustic engine, the way of conducting calculations and the results which illustrate the correctness of the selected computational technique.

7

Metodologia numerycznego modelowania obiegów Stirlinga

80%

Remiorz L. , Kotowicz J. , Bartela Ł. , Skorek-Osikowska A.

|

2015

|

tom Nr 6

53--57

PL

Obieg Stirlinga przeżywa aktualnie swój renesans. Ze względu na jego korzystne cechy znajduje zastosowanie w wielu gałęziach nauki i przemysłu. W przypadku silników Stirlinga rozdzielenie procesów spalania i konwersji energii znakomicie ułatwia osiąganie wysokich parametrów związanych z czystością spalin, jak również nie nakłada wysokich wymagań związanych z jakością paliwa. Ze względu na brak spalania wybuchowego silniki tego typu charakteryzują się dużą tzw. kulturą pracy i żywotnością. Z uwagi na te i inne korzystne cechy znajduje on zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i techniki, można tu wymienić np. układy kogeneracyjne małej mocy, chłodnictwo, przemysł kosmiczny. Klasyczne metody badań tych urządzeń nie pozwalają na uzyskanie charakterystyk ich pracy, tak ważnych w zastosowaniach aplikacyjnych. Charakterystyki te uzyskuje się dopiero na etapie badań stanowiskowych. Rozwiązaniem problemu jest budowa numerycznych modeli, pozwalających na uzyskanie szerszej wiedzy dotyczącej obiegu termodynamicznego tych urządzeń.

EN

Stirling cycle is again of interest to the scientific community. Stirling engine is an external combustion unit. Separation of combustion and energy conversion in this situation greatly facilitates the achievement of high parameters related to purity of the exhaust and does not impose high requirements related to the quality of fuel. Due to the absence of explosive combustion, the engines of this type are characterized by a high so called culture of operation and long life. Due to these and other advantageous features it is applicable in various fields of science and technology, e.g. low power cogeneration units, refrigeration and space industry. Classical methods of testing these engines do not provide the operating characteristics of the engine, such important in useful applications. These characteristics are obtained only at the stage of test stands. The solution of this problem is to build numerical models of the engine, enabling to obtain a broader knowledge about the modeled cycle.