Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Zur Brauchbarkeit Ingenieurtechnischer Berechnungsmethoden Von Verbrennungs Und Vergasungsprozessen

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 17, z. 1

121-129

PL

W artykule przedstawiona jest systematyka inżynierskich metod obliczeń procesów spalania i zgazowania. Obejmuje ona metody stechiometryczne, quasi-równowagowe oraz równowagowe, zorientowane na konkretny problem. O ile metody obliczeń procesów zgazowania należy uznać za bardzo dokładne, to metody obliczeń procesów spalania nie wykazują tej pożądanej cechy. Podstawową przyczyną tego stanu rzeczy jest trudność szacowania temperatury procesu oraz bardzo małe i bardzo duże wartości liczbowe wchodzące do nieliniowych układów równań. W związku z tym konieczne są szerokie badania porównawcze inżynierskich metod obliczeń procesów spalania w celu udokumentowania możliwych niedokładności. Jako praktyczną metodę obliczania procesów spalania można zalecić metodę jednej-dwóch reakcji równowagowych, która łączy w sobie zalety metod równowagowych z prostotą metody stechiometrycznej.

EN

This paper introduces the systematics of engineer calculation methods of combustion and gasifying processes. It contents stoichometric, quasi-equilibrium and problem-oriented equilibrium methods. While the calculation methods of gasifying processes are to be treated as very exact, the calculation methods of combustion processes have not this so desirable feature. The main reason is here the difficulty in estimating the process temperature and very great and very small values, that go into the unlinear equation systems. Thats why the wide comparison research of engineer calculation methods of combustion processes the quasi-equilibrium method can be recommended as a method, that combines the advantages of equilibrium methods and the simplicity of stoichometric methods.

2

Bezzaworowe silniki wewnętrznego spalania - historia czy przyszłość ?

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 17, z. 1

117-120

PL

W uzupełnieniu artykułu S. Gumuły i H. Kaisera (Kwartalnik Mechanika 1996, tom 15, zeszyt 2) autor przedstawia informacje dotyczące badań stanowiskowych przeprowadzonych na bezzaworowym silniku spalinowym z wirującym cylindrem konstrukcji I.A. Uwarowa. Nie podziela przy tym zawartego we wnioskach tego artykułu optymizmu co do zalet i związanej z nimi obiecującej przyszłości silników bezzaworowych, przypominając losy równie obiecujących teoretycznie rozwiązań silnika z wirującym tłokiem, silnika adiabatycznego oraz silników bezkorbowych.

EN

In addition to the paper of S. Gumuła and H. Kaiser (Ouarterly Mechanika 1996, Band 15, issue 2) the author of these remarks presents the informations concerning stand tests of a valveless internal combustion engine with a rotary cylinder constructed by l.A. Uvarov. The author disagrees with conclusions contained in the paper cited, i.e. the optimism concerning advantages and the promising future of valveless combustion engines, reminding the development history of equally theoretically promising solutions as the engine with rotary piston, adiabatic engine and the free piston engines.

3

Exergie als zustandsgroBe und die exergiebilanz mit berucksichtigung von begrenzungen der energiewandlungsprozesse

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 17, z. 4

571-576

PL

Wyprowadzone zostały ogólne równania na egzergię układu zamkniętego i przepływowego, które są zwykle stosowane w termodynamicznych analizach procesów inżynierii mechanicznej. Przedstawiony sposób wprowadzenia egzergii jako termodynamicznego (kalorycznego) parametru stanu oraz bilansu egzergii jest bardzo sformalizowany. Pozwoli to tym samym na analizę procesów innego typu, takich jak spalanie czy zgazowanie, dla których istniejące metody postępowania (tzw. Second Law Analysis) nie są jeszcze wystarczające.

EN

Fundamental exergy equations for the closed and for the flow system have been derived, which are usually used in the mechanical engineering processes thermodynamic investigations. The presented method of the exergy introduction as the thermodynamic (caloric) function of state and of the exergy balance is strictly structural. It allows therefore investigations of other process types, such as combustion and gasifying process, for which the appropriate Second Law Analysis procedures do not match yet.

4

The unified exergy rating quotient for processes in turbines and compressors

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 17, z. 4

559-570

EN

Fundamental exergy equation for the flow system nas been derived, which is usually used in the mechanical engineering processes thermodynamic investigations. The special behavior of the two particular parts of the flow system exergy has been explained and its application for the unified process rating discussed. The system exergy unlike other caloric parameters of state shows its zero or inversion point in a process while crossing the natural environment intensities values or their functional dependencies. The thermodynamic effectivity quotient for typical process in turbines and compressors has been presented.

PL

Wyprowadzone zostało równanie na egzergię układu przepływowego, które stosowane jest zwykle w termodynamicznych rozważaniach procesów inżynierii mechanicznej. Przedstawione zostały specjalne własności poszczególnych części egzergii układu i przedyskutowane ich wykorzystanie do oceny procesów. Egzergia układu w odróżnieniu do innych kalorycznych parametrów stanu wykazuje punkt zerowy albo inwersji w procesie, w którym przekraczane są wartości intensywnych parametrów otoczenia albo ich funkcjonalnych zależności. Zaprezentowany został iloraz efektywności termodynamicznej dla typowych procesów w turbinie i sprężarce.

5

Symmetrieverhaltnisse energetischer einrichtungen

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 21, z. 3

175-191

PL

Przeanalizowane i przedyskutowane są symetryczne charakterystyki znanych prostych urządzeń energetycznych. Wykorzystując egzergetyczną metodę analizy termodynamicznej, porównywane są działania termicznych (cieplnych) prostych urządzeń energetycznych takich, jak silnik cieplny, pompa ciepła i chłodziarka, z tak zwanymi prostymi mechanicznymi urządzeniami energetycznymi. Zaliczane są do tej ostatniej grupy takie urządzenia, jak „zimna" turbina powietrzna (gazowa), sprężarka i pompa próżniowa. Dla otrzymania uniwersalnego opisu matematycznego przekształceń energii w obydwu typach urządzeń energetycznych wyprowadzone są odpowiednie równania i przedstawiony prosty i zrozumiały schemat ich znaczenia. Może on być traktowany jako istotne narzędzie egzergetycznej metody analizy termodynamicznej. Specjalna uwaga została poświęcona uniwersalności i formalizmowi wszystkich zaprezentowanych analiz dla utorowania drogi późniejszym pomysłom dotyczącym tak zwanych chemicznych urządzeń energetycznych. Przedstawiony został przykład obliczania egzergetycznego ilorazu oceniającego dwustopniowej sprężarki jako analogu typowej pompy ciepła. Pokazane zostały wykresy pasmowe egzergii dla tych dwóch urządzeń energetycznych należących do dwóch różnych grup, a mianowicie urządzeń termicznych i mechanicznych. Są one identyczne.

EN

The symmetrical characteristics of the common simple power devices have been uwestigated and discussed. Using the exergy method of thermodynamic analysis the thermal (heat) simple power devices like heat engine, heat pump and refrigerator arę compared with the so-called simple mechanical power devices. They are the "cold" air (gas) turbine, compressor and vacuum pump. To obtain a universal mathematical description of the energy conversions in the both power device types, appropriate eąuations have been derived and an easy understandable and clear scheme introduced. It can be seen as an important tool in the exergy method of thermodynamic analysis. The very special attention is there paid to the universality and formalism of the all presented investigations in order to attain further conceptions regarding the so-called chemical power devices. The numerical example of the symmetrical exergy rating quotient for the mechanical analogue of the common heat pump, the two-stage compressor unit, has been presented. Appropriate exergy flux diagrams for the two power devices of the two groups, the thermal and the mechanical one, are shown. They are identical.

6

Thermodynamic Concept of Chemical Power Devices

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 21, z. 3

193-206

EN

The thermodynamic concept of chemical power devices has been introduced and critically discussed. The so-called simple ones are symmetrical to the common thermal (heat) and mechanical simple power devices like the heat engine, heat pump and refrigerator, or gas (air) turbine, vacuum pump and compressor, respectively. While in the thermal (heat) simple power devices the heat is transformed from the natural environment temperaturę T0 to a certain value T (or inversely) in the rangę above or below to, in mechanical ones the absolute volume work is transformed from the pressure pQ to p (or inversely) in the rangę above or below p0/ in simple chemical power devices the trans-formable energy interaction is the absolute chemical work, which is transferred between the two chemical potential values. Because of the fact that in chemical processes, e.g. chemical reactions, take morę than one species (reactants), the practical meaning of the simple power devices is insignificant. Nevertheless the thennodynamic analysis of chemical devices, i.e. devices, in which the chemical reaction is taken into account, can bring new prospects. Examples of such devices can be the common chemical heat storage systems, the so-called thermochemical heat pumps and thennodynamic cycles of the common power devices regarding the chemical reactions of combustion. However, the only thennodynamic method of analysis of such chemical power devices and their models is the exergy method because it can give the comparable numerical results for all kinds of energies and energy interactions.

PL

W artykule wprowadzone zostało termodynamiczne pojęcie energetycznego urządzenia chemicznego i przedstawiona krytyczna dyskusja jego przydatności. Tak zwane proste chemiczne urządzenia energetyczne są symetryczne do znanych prostych urządzeń termicznych i mechanicznych, odpowiednio, takich jak silnik cieplny, pompa ciepła, chłodziarka czy też turbina powietrzna, pompa próżniowa, sprężarka. Podczas gdy w prostych termicznych urządzeniach energetycznych transformowane jest ciepło od temperatury T0 narzuconego przez przyrodę otoczenia do pewnej wartości T (lub odwrotnie) w zakresie powyżej lub poniżej tq, w prostych urządzeniach mechanicznych bezwzględna praca objętościowa transformowana od ciśnienia p0 do p (lub na odwrót) w zakresie powyżej lub poniżej pg, to w prostych chemicznych urządzeniach energetycznych transformowanym pomiędzy dwoma wartościami potenqału chemicznego oddziaływaniem energetycznym jest bezwzględna praca chemiczna. Ze względu jednakże na fakt, iż w procesach chemicznych/ np. reakcjach chemicznych/ bierze udział więcej niż jedna substancja (reagent)/ praktyczne znaczenie prostych chemicznych urządzeń energetycznych jest bardzo nikłe. Niemniej analiza termodynamiczna urządzeń chemicznych/ tj. urządzeń, w których uwzględniona jest reakcja chemiczna/ może przynieść nowe rezultaty. Przykładem takich urządzeń mogą być zwykłe chemiczne akumulatory ciepła/ tak zwane termochemiczne pompy ciepła, a także obiegi termodynamiczne znanych urządzeń energetycznych uwzględniających chemiczne reakcje spalania. Jedyną termodynamiczną metodą analizy takich chemicznych urządzeń energetycznych i ich modeli jest metoda egzergetyczna/ ponieważ może ona dostarczyć wyniki liczbowe porównywalne dla różnego rodzaju energii i oddziaływań energetycznych.

7

An Exergy Concept Model for an Open Thermodynamic System Analysis. I. One-Component System

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 21, z. 4

269-279

EN

Thermodynamic systems can be divided into isolated, closed, flow and open ones. The last type can be treated as a general case of the system, for the appropriate concepts and balances can be easily applied to the others. The one-component open system is its special case. The exergy equations for a one-component thermodynamic open system have been derived in two different ways. The first one is typical of the so-called engineering thermodynamics, where appropriate formulas are usually applied for modeling the gas tankage and tank emptying. The process occurs in such a way, that the substance of the same quality as in a tank, will be added at the erwironment intensities (Tg, pQ) or, subtracted at the tank content ones (T, p). The second way of deriving exergy equations for the one-component open system, the generalized approach, leads to the same results as it has been expected. This solution, however, is a little bit simplified because of the concept of chemical potential but it suits very well and clearly the universal formal considerations.

PL

Układy termodynamiczne można podzielić na odosobnione, zamknięte, przepływowe i otwarte. Te ostatnie mogą być traktowane jako przypadek ogólny, bowiem odpowiednie pojęcia i bilanse mogą być bardzo łatwo odniesione do pozostałych. Otwarty układ jednoskładnikowy jest ich szczególnym przypadkiem. Zostały dla niego wyprowadzone równania na egzergię i jej bilans dwoma sposobami. Pierwszy z nich jest typowy dla tak zwanej termodynamiki technicznej, stosowany do modelowania procesów napełniania i opróżniania zbiorników z gazem. Proces taki przebiega w ten sposób, że taka sama substancja jak w zbiorniku zostaje doprowadzona z zewnątrz przy parametrach otoczenia (T0 p0) albo wyprowadzona ze zbiornika przy parametrach gazu wewnątrz tego zbiornika (T, p). Drugi sposób wyprowadzenia równań na egzergię i jej bilans, charakterystyczny dla termodynamicznego otwartego układu jednoskładnikowego, jest sposobem uogólnionym i prowadzi do tych samych wyników, czego można było oczekiwać. Sposób ten jest uproszczony o tyle, iż pojecie potencjału chemicznego odnosi się do układów wieloskładnikowych. Jednakże jego uwzględnienie nadaje przedstawionym analizom przejrzystość i uniwersalność.

8

An Exergy Concept Model for an Open Thermodynamic System Analysis. II. Multi-Component System

100%

Kozaczka J.

|

tom T. 21, z. 4

281-290

EN

Thermodynamic systems can be divided into isolated, closed, flow and open ones. The last type can be treated as a general case of the system, for the appropriate concepts and balances can be easily applied to the others. Basic exergy eąuations for the multi-component open system have been found in a very strict formal way using fundamental thermodynamic statements. The devaluation chemical reaction according to J. Szargut matches them very clearly. Additionally the so-called indirect chemical devaluation reaction has been confirmed and derived in the same way. It could be generally stated, that the exergy concept model can be widened onto chemical processes because the equations obtained are very close to that ones known for simple thermomechanical systems. These circumstances should allow a joint thermodynamic analysis of processes of a very different kind applying the exergy method of thermodynamic analysis. The example for such investigations is a joint analysis of compression, expansion, heat exchange and chemical reaction of combustion in a power thermodynamic cycle.

PL

Układy termodynamiczne można podzielić na odosobnione, zamknięte, przepływowe i otwarte. Te ostatnie mogą być traktowane jako przypadek ogólny, bowiem odpowiednie pojęcia i bilanse mogą być bardzo łatwo odniesione do pozostałych. W pracy wyprowadzone zostały podstawowe równania na egzergię i jej bilans dla wieloskładnikowego układu otwartego przy zastosowaniu klasycznych zależności termodynamicznych. Reakcja chemiczna dewaluacji według J. Szarguta wynika z tych równań w bardzo przejrzysty sposób. Dodatkowo tą samą metodą wprowadzona i potwierdzona została tak zwana chemiczna reakcja dewaluacji pośredniej. Generalnie można było stwierdzić, że model pojęcia egzergii może być rozszerzony na tak zwane procesy chemiczne, ponieważ otrzymane równania są bardzo podobne do znanych równań na egzergię i jej bilans dla prostych układów termomechanicznych. Tym samym, powinna być możliwa jednoczesna analiza termodynamiczna procesów bardzo różnych typów z wykorzystaniem metody egzergetycznej. Przykładem takich łącznych badań może być analiza sprężania, rozprężania, wymiany ciepła oraz reakqi chemicznej spalania w obiegu termodynamicznym.

9

Exergetische Betrachtung einer Gasturbinenschaltung als eines verallgemeinerten energetischen Systems

100%

Kozaczka J.

|

tom Vol. 25, no. 1

9-27

PL

Przedstawiono dokładny sposób modelowania ukierunkowany na analizy i oceny termodynamiczne systemów energetycznych. Jako przykład rozpatrzono podstawowy układ turbiny gazowej z odzyskiem ciepła. Gazem napędowym jest metan oraz wodór traktowane jako gazy doskonałe. Podane zostały obliczenia numeryczne na podstawie odpowiednich wzorów i algorytmów wyprowadzonych we wcześniejszych pracach autora. Opisana metoda może być zastosowana do bardziej rozbudowanych systemów energetycznych, w szczególności systemów z małą emisją dwutlenku węgla w procesach spalania.

EN

Detailed method of modeling has been presented, which is aimed for thermodynamic analyzes and rating of power systems. As an example the gas turbine scheme with heat recovery was discussed. The gas fuel is methane and hydrogen, treated as perfect gases. The numerical calculations based on the derivations and algorithms have been given, which were presented in author's farmer papers. The described method can be applied to the more complicated power structures, especially to systems with CO2-poor combustion processes.