Dynamika pierścieniowego dwufazowego przepływu gazu i cieczy bardzo lepkiej
Przedstawiono wyniki badań i analiz dotyczących oceny dynamiki współprądowego pierścieniowego przepływu opadającego w rurach pionowych cieczy bardzo lepkiej (powyżej 100 mPa×s) i gazu. Podano systematykę struktur przepływu oraz zakresy ich występowania. Scharakteryzowano i opisano wybrane wielkości charakteryzujące naturę przepływających warstewek cieczy o dużej lepkości. Dokonano analizy[...]
Analiza zjawisk podczas wrzenia mieszaniny dwufazowej woda-olej
Przedstawiono wyniki badań i analiz dotyczących określenia i opisu zjawisk występujących podczas wrzenia mieszaniny dwufazowej wody i oleju Itherm 12 o gęstości mniejszej od wody. Badania prowadzono w warunkach wrzenia w objętości przy gęstości strumienia ciepła 10- 70 kW/m2 i udziale oleju w mieszaninie wynoszącym 2-17% obj. W wyniku powiązania wpływu czasu oraz parametrów procesowych wrz[...]
Kompozycje benzyny z metanolem
Przedstawiono metody komponowania benzyny etylizowanej i bezołowiowej. Określono zależności ciśnień cząstkowych benzyny od zawartości alkoholi C t÷C4 . Omówiono wyniki badań nad wpływem zawartości związków aromatycznych i metanolu na emisję węglowodorów, tlenku węgla i tlenków azotu. ozwój technologii komponowania benzyn przeznaczonych do silników Otta jest stymulowany zaostrzaniem przepisó[...]
Comparison of pressure drop correlations for two-phase flow in small diameter channels Porównanie korelacji spadku ciśnienia dla przepływu dwufazowego w kanałach o małej średnicy DOI:10.15199/62.2017.3.20
Fundamentals and a review, with 17 refs., of pressure drop
correlations and exp. pressure drop data. Performance of
the correlations in correctly predicting the diverse data sets
was verified. Most of the correlations developed are very
restricted in terms of handling a wide variety of data sets.
Przeprowadzono gruntowny przegląd literatury
na temat korelacji spadku ciśnienia,
opracowano bank danych doświadczalnych
obejmujący szeroki zakres zmian parametrów
przepływowych oraz dokonano weryfikacji
możliwości przewidywania wartości spadków
ciśnienia w przepływach dwufazowych gaz-
-ciecz w minikanałach. Porównano wartości
spadków ciśnienia obliczone zgodnie z dostępnymi
w literaturze korelacjami z wartościami
eksperymentalnymi. Analiza uzyskanych
wyników obliczeń wykazała, że większość
korelacji ma bardzo ograniczony zakres ważności
i nie opisuje danych doświadczalnych
z zadowalającą dokładnością. Zaproponowano
równania do obliczania spadku ciśnienia
w przepływie w minikanałach, i to niezależnie
od rodzaju przepływu.
W ostatnich latach coraz więcej badań skupia się na wnikaniu ciepła
podczas przepływu mieszanin dwufazowych przez mini- i mikrokanały.
Korzystając z wiedzy uzyskanej dla konwekcyjnego wnikania ciepła
wewnątrz kanałów konwencjonalnych, można stwierdzić, że przy
pewnej gęstości strumienia masy współczynnik wnikania ciepła zwiększa
się przez obniżenie średnicy hydraulicznej kanałów w zamian za
wyższe tarciowe opory przepływu. Mimo że ten prosty mechanizm
wskazuje na możliwość zmniejszania średnicy kanału, to nie jest jasne
do jakiego zakresu wiedza o wnikaniu ciepła w makroskali pozostaje
ważna przy opisie zjawisk cieplno-przepływowych zachodzących
w mini- i mikroskali.
Mini- i mikrokanały są wykorzystywane w wielu różnych urządzeniach,
takich jak rury grzewcze, sprzęt elektroniczny, parowniki
i skraplacze oraz w klimatyzatorach i pompach ciepła. Oczywiste jest,
że podczas projektowania zminiaturyzowanych urządze[...]
The annular flow of gas-liquid-liquid multiphase mixture in pipes of thin layer (film) evaporators Przepływ pierścieniowy mieszaniny wielofazowej gaz-ciecz-ciecz w rurach aparatów cienkowarstewkowych DOI:10.15199/62.2017.3.21
Hydrodynamics of annular falling flow of gas and 2 immiscible
liqs. in vertical pipe was studied. The new flow pattern
map valid for both liq.-liq. 2-phase flow and gas-liq.-liq.
3-phase flow were developed. The effects of flow parameters
and phase properties on the liq. film thicknesin the
flow systems were approximated with resp. equations.
Przedstawiono wyniki badań hydrodynamiki
pierścieniowego, opadającego w rurze pionowej
przepływu wielofazowego gazu i dwóch
wzajemnie niemieszających się cieczy. W wyniku
analizy danych doświadczalnych wyznaczono
obszary występowania określonych
struktur przepływu na nowo opracowanej mapie
przepływu, słusznej zarówno dla przepływu
dwufazowego ciecz-ciecz, jak i dla przepływu
trójfazowego gaz-ciecz-ciecz. Opracowano
także równania opisujące wpływ wybranych
parametrów przepływowych oraz właściwości
faz na uzyskiwanie określonych wartości grubości
filmów cieczy.
Przemysłowe wykorzystanie przepływów wielofazowych wymaga
metod przewidywania ich zachowania się w konkretnych urządzeniach
i aparatach. W wielu przypadkach do prawidłowej pracy aparatów
wymagane jest także wytworzenie korzystnego rodzaju przepływu. Do
takiej grupy aparatów należą wyparki cienkowarstewkowe i rurowe reaktory heterogeniczne. Głównym wymogiem w procesie projektowania
aparatów cienkowarstewkowych jest uniknięcie ich zalania
lub tworzenia się suchych plam, które są powodem zmniejszenia ich
wydajności, a w wielu przypadkach także ich awarii. W tego typu
aparatach korzystnym rodzajem przepływu jest przepływ pierścieniowy,
czyli taki, w którym ciecz płynie cienką warstwą po ścianie rury,
a gaz ze znaczną prędkością jej środkiem. Budowę typowego aparatu
wyparnego, z hydraulicznie wytwarzanym filmem cieczy (WFH),
przedstawiono na rys. 1.
Fig. 1. Evaporator type WFH
Rys. 1. Aparat wyparny typu WFH; a) schemat ogólny, b) układ zasilania
typu dysza centralna, 1 - komora gazu, 2 - komora cieczy, 3 - rura
zasilająca, 4 - rura[...]
Problemy z jednoznaczną oceną stanu ilościowego i chemicznego w szczelinowo-krasowym zbiorniku wód podziemnych o znacznej miąższości Problem with precise evaluation of quantitative and chemical status in thick
W artykule przedstawiono problemy z jednoznaczną oceną
stanu ilościowego i chemicznego wynikające ze zmienności pionowej
wybranych parametrów fizykochemicznych wody podziemnej.
Badania zrealizowano w otworze Rybna 57 o głębokości
260 m ujmującego wody szczelinowo-krasowego GZWP 326
Częstochowa E. Otwór ten jest orurowany tylko do głębokości
80 m ppt. Wykonane na różnych głębokościach pomiary ciśnienia
wykazały możliwość przepływów pionowych. Zmienność w pionie
stężeń trytu pozwoliła na interpretację wieku wody podziemnej
dopływającej do otworu. Zauważono także zmienność pionową
stężeń azotanów i chromu, będących głównymi zanieczyszczeniami
w obszarze badań.Ramowa Dyrektywa Wodna (RDW, 2000) oraz Dyrektywa dotycząca
ochrony Wód Podziemnych (DWP, 2006) nałożyła na kraje
członkowskie UE obowiązek oceny stanu chemicznego i ilościowego
wód podziemnych. Oceny stanu dokonuje się dla wyróżnionych
jednolitych części wód podziemnych (JCWPd).
Ocena stanu chemicznego polega na ustaleniu klasy jakości
wód podziemnych w punktach pomiarowych przez porównanie
wartości badanych elementów fizykochemicznych z ich wartościami
granicznymi (progowymi) określonymi w załączniku do
rozporządzenia Ministra Środowiska (Rozporządzenie MŚ, 2008).
W Polsce wartości progowe zostały ustalone dla ponad 50 elementów
fizykochemicznych.
Ocenę stanu ilościowego wód podziemnych przeprowadza
się przez ustalenie wielkości rezerw zasobów wód podziemnych
w JCWPd i interpretację wyników badań położenia zwierciadła
wód podziemnych w wytypowanych punktach monitoringowych.
Zgodnie z RDW, dla prawidłowej oceny stanu wód podziemnych
konieczne jest określenie trendów zmian pod wpływem antropopresji.
Dla prawidłowej oceny trendów zmian niezbędne jest:
(i) ustanowienie i uruchomienie odpowiedniej sieci monitoringu,
140 GAZ, WODA I TECHNIKA SANITARNA ■ MARZEC 2013
która nie będzie się ograniczała tylko do zabezpieczenia reprezentatywności
uzależnionej jedynie od powier[...]
Gospodarowanie wodami podziemnymi w Polsce a kierunki zmian w dyrektywach UE w świetle realizacji europejskiego projektu GENESIS
W artykule przedstawiono główne kierunki
zmian w dyrektywach UE (Ramowa
Dyrektywa Wodna, dyrektywa dotycząca
ochrony wód podziemnych) pod kątem
pełniejszego uwzględnienia roli i znaczenia
wód podziemnych w gospodarowaniu
wodami, a wypracowanych w ramach projektu
7 Programu Ramowego UE o akronimie
GENESIS, w którym ze strony polskiej
biorą udział zespoły z Akademii Górniczo-
Hutniczej w Krakowie i Politechniki
Krakowskiej.
Dobiega końca pierwszy okres implementacji
Ramowej Dyrektywy Wodnej
(RDW) i jej "córki", dyrektywy dotyczącej
ochrony wód podziemnych
(DWP). W tym czasie powstało wiele
ważnych rozwiązań dotyczących gospodarki
wodnej i ochrony zasobów
wód podziemnych. Na gruncie europejskim
pojawiły się jednak liczne
problemy, które starano się rozwiązywać
pragmatycznie, ale nie zawsze
w sposób dostatecznie podbudowany
naukowo. W związku z tym przewidziano
w 2013 r. podsumowanie doświadczeń
i ewentualną rewizję DWP. Jednym
z elementów wspomagających to
zadanie jest projekt 7 Programu Ramowego
UE o akronimie GENESIS, w którym
ze strony polskiej bierze udział zespół
z Akademii Górniczo-Hutniczej
w Krakowie oraz zespół Politechniki
Krakowskiej.
Jako fundamentalne zasady implementacji
RDW i DWP można uznać:
- zlewniowe traktowanie gospodarki
wodnej,
- powtarzalność oceny i kontrola
wykonania programów działań co 6 lat,
- wspólną ocenę stanu wód podziemnych
i powierzchniowych w Planach
Gospodarowania Wodą na obszarach
dorzeczy.
Koniec pierwszego okresu wdrażania
programów działań to 2015 r., a kolejnych
odpowiednio 2021 i 2027.
Oczekiwania środowiska hydrogeologicznego
związane z implementacją
RDW i DWP były ukierunkowane
na uznanie istotnej roli wcześniej niedocenianych
wód podziemnych w planach
gospodarowania wodami zdominowanych
przez wody powierzchniowe.
Oczekiwania te zostały przedstawione
w 2002 r. na sympozjum
pt. "Gospodarowanie zasobami wód
podziemnych" zorganizowanym przez
PZ[...]
Metallic foams as alternative catalyst carriers for highly exothermic processes for catalytic oxidation Piany metalowe jako alternatywny nośnik katalizatora w silnie egzotermicznych procesach utleniania katalitycznego DOI:10.15199/62.2015.10.35
Flow resistance and heat transfer were studied in an air
flow through a tube filled with solid foams. The foams were
recommended as catalyst carriers for the exothermic oxidn.
Przeprowadzono badania oporów przepływu
i współczynników wnikania ciepła dla przepływu
powietrza przez rurę wypełnioną pianami
stałymi, rozważanymi jako nośnik katalizatora
w egzotermicznych procesach selektywnego
utleniania. Stwierdzono intensywny transport
ciepła i niewielkie opory przepływu. Oceniono
piany stałe jako obiecujący nośnik katalizatora
w rozważanych procesach.
Procesy selektywnego utleniania węglowodorów do bezwodników
ftalowego i maleinowego oraz tlenku etylenu są ważnymi syntezami
chemicznymi. Wydzielają się w nich znaczne ilości ciepła ok. 1400 kJ/kg
surowca (węglowodoru). Procesy te, realizowane na katalizatorach
tlenkowych (wanadowych i tytanowych) przebiegają w wysokich
temperaturach i ze znaczną intensywnością. Wspólnym problemem jest
wąski przedział temperatur, w których procesy te można prowadzić.
Poniżej tego zakresu reakcja ustaje a powyżej następuje termiczna
dezaktywacja katalizatora.
Reakcje selektywnego utleniania węglowodorów prowadzone są
w reaktorach wielorurowych, zawierających od kilku do nawet kilkudziesięciu
tysięcy rurek o średnicy ok. 1 cala, wypełnionych złożem
katalitycznym. Katalizatory są wytłaczane (tabletki) lub osadzane na
ceramicznych kształtkach (pierścienie i półpierścienie o wymiarach
do 10 mm). Rurki reaktora są intensywnie chłodzone łaźnią stopionych
soli (tzw. saletra) cyrkulującą w przestrzeni międzyrurowej.
Największy opór cieplny występuje na wewnętrznej powierzchni rurek reaktora, wobec zbyt małego współczynnika wnikania ciepła.
Powoduje to zjawisko piku termicznego (hot-spot) migrującego powoli
w kierunku końca reaktora i prowadzącego do dezaktywacji całego
złoża katalitycznego.
Nowe katalizatory o wyższej odporności termicznej oraz różnicowanie
aktywności katalizatora wzdłuż reaktora nie dały [...]