Search
prof. dr hab. inż. Dariusz Mikielewicz
Employment
- Head of Section at Zakład Systemów i Urządzeń Energetyki Cieplnej
- Vice-Rector for Research at Gdańsk University of Technology
- Dyrektor Instytutu Energii at Faculty of Mechanical Engineering and Ship Technology
Publications
Filters
total: 299
Catalog Publications
Year 2014
-
Domestic ORC micro-CHP combined with a commercial gas boiler
PublicationThe chapter presents the results of experimental studies conducted during the launch of the first in Poland demonstration prototype of the micro ORC coupled to a domestic gas boiler. The accomplished studies indicated the possibility for the ORC module to work with such boiler (autonomous source of heat) with a prototype single-stage axial micro turbine as the expansion machine. Confirmation of that fact has been delineated in...
-
Effect of surface roughness on thermal-hydraulic characteristics of plate heat exchanger
PublicationIn the paper the experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of modeled plate heat exchanger is conducted. The plate heat exchanger is chosen for the analysis because this kind of heat exchangers could be prospectively applied in the ORC systems, however other areas or application are equally possible. The experimental setup was assembled at the Department of Energy and Industrial Apparatus of Gdansk...
-
Experiences from operation of various expansion devices in small scale ORC
PublicationThe main aim of this paper was to present various expansion devices for an application in the small scale ORC system. The investigations were carried out in two parallel directions. One direction was to design and construct a device dedicated to the analyzed ORC system. The second direction was to adapt existing expansion devices for the needs of the analyzed ORC system. Four various devices were described and presented together...
-
Experimental investigations on pressure drop during the condensation in flow of HFE7000 in vertical minichannel
PublicationIn the work presented in the paper authors focused attention on the issues of flow resistance and pressure drop during condensation in the flow. The case of the descending flow through a cylindrical single-channel of 2.3 mm inner diameter was carefully analyzed. In the course of investigations a new working fluid HFE 7000 has been scrutinised which has a strongly differing properties in comparison to the other fluids that are commonly...
-
Gas boiler as a heat source for the domestic micro-CHP
PublicationThis analysis considers a commercially available domestic gas boiler as a heat source for a domestic organic Rankine cycle system. An experimental study was made into the applicability of the gas boiler (De Dietrich with thermal power 25 kW) coupled with the laboratory prototype micro ORC setup. The main aim of the study is to determine the working fluid temperature, attainable heat rates and effciencies of the whole system. Preliminary...
-
Influence of metallic porous microlayer on pressure drop and heat transfer of stainless steel plate heat exchanger
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. On the heat transfer surface of heat exchanger the metallic porous layer was created. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one – the identical heat exchanger but with the modified...
-
Investigation of the influence of capilary effect on operation of the loop heat pipe
PublicationIn the paper presented are studies on the inestigation of the capillary forces effect inducted in the porous structure of a loop heat pipe using water and ethanol ad test fluids. The potential application of such effects is for example in the evaporator of the domestic micro-CHP unit, where the reduction of pumping power could be obtained. Preliminary analysis of the results indicates water as having the best potential for developing...
-
Koncepcja stanowiska oraz badania możliwości bezpompowego przetłaczania czynnika w rurce ciepła z pętlą obiegową. Część I - Wstęp-charakterystyka obiegu LHP
PublicationBezpompowa cyrkulacja czynnika roboczego występuje w rurkach ciepła z pętlą obiegową (LHP, ang. Loop Heat Pipe). Rurki ciepła oparte na pętli, to urządzenia dwufazowe służące do transportu ciepła, wykorzystujące grawitacyjne i kapilarne siły do wzbudzania obiegu czynnika roboczego. LHP stało się bardzo obiecującym urządzeniem, możliwym do wykorzystania w różnego rodzaju zaawansowanych urządzeniach pracujących naziemnie. W pierwszej...
-
Mikrosiłownia domowa jako źródło energii cieplnej i elektrycznej
PublicationNa Forum Energetyków zaprezentowano pierwsze w Polsce stanowisko parowej mikrosiłowni domowej ORC z kotłem gazowym jako samodzielnym źródłem ciepła. W przeprowadzonych badaniach eksperymentalnych wykazano możliwość kogeneracyjnej produkcji energii cieplnej i elektrycznej w aspekcie częściowego pokrycia potrzeb gospodarstwa domowego. Domowy kocioł gazowy doposażony w moduł parowy z alkoholem etylowym jako czynnikiem roboczym zasługuje...
-
Mikrosiłownia domowa jako źródło energii cieplnej i elektrycznej
PublicationObiektem rozważań podejmowanych w ramach pracy jest kocioł gazowy sprzężony z laboratoryjnym modułem mikro-ORC. W badaniach zasto-sowano komercyjny kocioł, przeznaczony do użytkowania w gospodar-stwach domowych. Jest to kocioł gazowy firmy De Dietrich (DTG X23N) o mocy cieplnej 25 kW. Przy wyborze kotła jako źródła ciepła kierowano się jak największą popularnością pod kątem mocy grzewczej całej jednostki ORC w gospodarstwach domowych....
-
New trends in development of micro heat exchangers for ORC's
PublicationIn the paper, new trends in development of micro heat exchangers for CHP are presented. Main attention is concentrated on the question, how channels size and thermal development lenght affect the heat transfer. New types of micro heat exchangers developed at the Institute of Fluid-Flow Machinery PAS and the methoda of their design are presented. The new experimental testing methods of the micro-channel heat exchangers, new algorithms...
-
NEW TRENDS IN DEVELOPMENT OF ORC'S FOR MICROPOWER GENERATION
PublicationIn the paper, new trends in development of micropower generation of heat and electricity are presented. New type of CHP for domestic usage is developed in the Institute of Fluid-Flow Machinery PAS and methods of its design are presented. The most promising trends in equipment of ORC cycle for this purpose were discussed. Main attention was focused on micro-heat exchangers design based on micro-channels and micro-jets. In our opinion...
-
Operation of the 900 MW power plant with the ORC supplied from three heat sources
PublicationThe chapter is aimed at utilisation of waste heat in the reference supercritical power plant in the manner to produce electricity in ORC installation. The waste heat is available in the form of a stream of hot water at 90°C, recovered from the exhaust gases in the amount of 200MW. Such low enthalpy heat source is rather insufficient to produce a good quality vapour to feed the ORC turbine. Therefore an original approach to increase...
-
Organic Rankine as bottoming cycle to a combined Brayton and Clausius-Rankine cycle
PublicationThis paper presents an enhanced approach, as it will be considered here that the ORC installation could be extra-heated with the bleed steam, a concept presented by the authors. In such way the efficiency of the bottoming cycle can be increased and an amount of electricity generated increases. A thermodynamic analysis and a comparative study of the cycle efficiency for a simplified steam cycle cooperating with ORC cycle will be...
-
Plate heat exchanger with porous structure for potential use in ORC system
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. The passive intensification was obtained by a modification of the heat transfer surface, which was covered by a metallic porous microlayer. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one...
-
Plate heat exchanger with porous structure for potential use in ORC system
PublicationThe experimental analysis of passive heat transfer intensification in the case of plate heat exchanger has been carried out. The passive intensification was obtained by a modification of the heat transfer surface, which was covered by a metallic porous microlayer. The experiment was accomplished in two stages. In the first stage the commercial stainless steel gasketed plate heat exchanger was investigated, while in the second one...
-
Prediction of flow boiling heat transfer data for R134a, R600a and R290 in minichannels
PublicationIn the paper presented is the analysis of the results of calculations using a model to predict flow boiling of refrigerants such as R134a, R600a and R290. The latter two fluids were not used in development of model semiempirical correction. For that reason the model was verified with present experimental data. The experimental research was conducted for a full range of quality variation and a relatively wide range of mass velocity....
-
PRESSURE DROP OF HFE7000 AND HFE7100 IN FLOW CONDENSATION IN MINICHANNELS WITH ACCOUNT OF NON-ADIABATIC EFFECTS
PublicationFlow boiling and flow condensation are often regarded as two opposite or symmetrical phenomena involving the change of phase. There is a temptation to describe both these phenomena with one only correlation. From amongst the structures present in flow boiling and flow condensation at least the annular flow structure seems to be mostly appropriate to the common modeling. However, the shear stress acting between vapor phase and liquid...
-
The concept of capillary forces supported evaporator for application to domestic ORC unit
PublicationIn the paper presented are studies on the investigation of the capillary forces effect inducted in the porous structure of a loop heat pipe. The potential application of such heat exchanger is for example an evaporator of the domestic micro CHP unit. Preliminary analysis of the results indicates water as having the best potential, however taking into account all issues it can be said that the best effect is obtained using ethanol.
-
Współpraca bloku gazowo-parowego z obiegiem ORC
PublicationW pracy opisano oryginalną koncepcję współpracy bloku gazowo-parowego istniejącej elektrociepłowni z niskotemperaturowym organicznym obiegiem Rankine’a (ORC). Celem zaproponowanego rozwiązania jest odzysk niskotemperaturowej energii odpadowej spalin i dalszego wykorzystania jej w obiegu ORC do wytworzenia energii elektrycznej. Energia odpadowa odzyskiwana jest ze spalin opuszczających komin zimny, a wykorzystywana jest do podgrzania...
-
Współpraca węglowej ciepłowni miejskiej z obiegiem ORC
PublicationW artykule przedstawiono rozważania nad koncepcją modernizacji ciepłowni węglowej w wybranym Miejskim Przedsiębiorstwie Energetyki Cieplnej (MPEC). Koncepcja ta ma na celu współprodukcję energii cieplnej oraz elektrycznej przy wykorzystaniu entalpii fizycznej spalin z kotła WR-10. Tego typu rozwiązanie pozwoliłoby na częściowe pokrycie zapotrzebowania własnego na energię elektryczną, generując oszczędności w przedsiębiorstwie i...
Year 2013
-
A simple approach to heat exchanger sizing optimisation by means of entrophy generation minimisation
PublicationIn the paper an attempt is presented to find the method of optimization of microtube diameter with respect to optimal thermal-hydraulic conditions in the single-phase shell-and-tube heat exchangers. The approach is based on consideration of pumping power at the condition of maximum heat transfer by the heat exchanger tube system. In the optimization method the tube diameter is first specified and then appropriate calculations are...
-
Comparison of heat transfer characteristics in surface cooling using microjets with water, ethanol and HFE7100 as test fluids
PublicationAccurate control of cooling parameters is required in ever wider range of technical applications. It is known that reducing the dimensions of the size of nozzle leads to an increase in the economy of cooling and improves its quality. Present study describes research related to the design and construction of the nozzles and microjet study, which may be applied in many technical applications such as in metallurgy, electronics, etc....
-
Design and testing of a radial-axial microturbine for domestic applications
PublicationIn the paper presented is a new design of the radial-axial microturbine of 3-4kW capacity for operation with ethanol as working fluid
-
Determination of pressure drop in flow condensation of HFE7000 in minichannels with account of non-adiabatic effects
PublicationFlow boiling and flow condensation are often regarded as two opposite or symmetrical phenomena involving the change of phase. There is a temptation to describe both these phenomena with one only correlation, however such method has yet to be suggested. From amongst the structures present in flow boiling and flow condensation at least the annular flow structure seems to be mostly appropriate to the common modeling. However, the shear...
-
Experimental investigation of dryout of SES36, R134a, R123 and ethanol in vertical small diameter tubes
PublicationW publikacji przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych kryzysu wrzenia typu dryout podczas wrzenia w przepływie czterech czynników (SES36, R134a, R123, alkohol etylowy) w kanałach o średnicy wewnętrznej 1.15 mm i 2.3 mm. Badania przeprowadzono w szerokim zakresie zmian stopnia suchości pary (0.65-1), gęstości strumienia masy (40-900 kg/(m2s)) i gęstości strumienia ciepła (20-220 kW/m2). W badaniach wykorzystano technikę termowizyjną...
-
Experimental ORC micro-power plant for CHP application Part A: power plant arrangement
PublicationThe co-generative micro-power plant with the HFE7100 applied as a working medium was designed and built for experimental investigations. The heat output of the plant was assumed equal to 20 kW, while the electric output amounted to about 3kW. Examples of the results of the preliminary experimental research on a boiler, heat exchangers, a pump and a turbine-generator set are presented and analysed.
-
Flow boiling intensification in minichannels by means of mechanical flow turbulising inserts
PublicationThe work presents the results of experimental investigation on heat transfer in minichannels. Refrigerant R123 was used as a test fluid. Single vertical silver tubes of 380 mm length and 2.3 mm diameter were examined with two variants of turbulising inserts. A wide range of parameters was considered, namely mass flux G=534-3011 kg/(m2s), heat flux qw=28.5-68.4 kW/m2, saturation temperature Tsat=23-86 stC and the full range of vapour...
-
Gas boiler as a heat source for the domestic micro-CHP
PublicationIn the presented analysis a commercially available domestic gas boiler as a heat source for domestic ORC is considered. The applicability of the gas boiler (De Dietrich with thermal power 25 kW) coupled with the laboratory prototype micro ORC setup has experimentally studied. The main aim of the study is to determine the working fluid temperature, attainable heat rates and efficiencies of the whole system. Preliminary investigations...
-
Heat transfer intensification by enlarged surface roughness in the plate heat exchanger
PublicationIn the paper an experimental analysis of passive heat transfer intensification technique employed in the case of the plate heat exchanger is presented. The passive intensification was obtained by a modification of the heat transfer surface. The roughness of surface was increased by a use of glass micro-beads. Single-phase convective heat transfer in the water-water system was studied. The experiment was accomplished in two stages....
-
Increase of power and efficiency of the 900 MW supercritical power plant through incorporation of the ORC
PublicationThe objective of the paper is to analyse thermodynamical and operational parameters of the supercritical power plant with reference conditions as well as following the introduction of the hybrid system incorporating ORC. In ORC the upper heat source is a stream of hot water from the system of heat recovery having temperature of 90 °C, which is additionally aided by heat from the bleeds of the steam turbine. Thermodynamical analysis...
-
Model of heat transfer in the stagnation point of rapidly evaporating microjet
PublicationThe paper presents investigation into the single water microjet surface cooling producing evaporating film. Reported tests were conducted under steady state conditions. Experiments were conducted using the nozzle size of 70 and 100 mikrometer respectively. In the course of investigations obtained were experimental relations between heat flux and wall superheating. It was proved that the phenomenon is similar to that of pool boiling...
-
Nowe czynniki HFE 7100 i HFE 7000 jako substancje o potencjalnie szerokich zastosowań przemysłowych
PublicationAutorzy omawiają właściwości nowych substancji niskowrzących o dobrych własnościach termodynamiczych, które zaprezentowała firma Novec, a są to związki syntetyczne oznaczone jako HFE 7100 i HFE 7000. Szczegółowo przedstawiają ich wybrane właściwości, w tym wyniki testów toksykologicznych i zgodność materiałową, dokonują również ich porównania z wycofanymi czynnikami R12, R123 oraz R11, dla których mają być substytutami szczególnie...
-
Organic Rankine cycle as bottoming cycle to a combined Brayton and Clausius - Rankine cycle
PublicationA preliminary evaluation has been made of a possibility of bottoming of a conventional Brayton cycle cooperating with the CHP power plant with the organic Rankine cycle installation. Such solution contributes to the possibility of annual operation of that power plant, except of operation only in periods when there is a demand for the heat. Additional benefit would be the fact that an optimized backpressure steam cycle has the advantage...
-
Technologia ORC sposobem zagospodarowania energii odpadowej w ciepłowni
PublicationArtykuł podejmujący tematykę skojarzonej produkcji energii cieplnej i elektrycznej, pozyskiwanych w oparciu o siłownię ORC. Przedstawiono w nim koncepcję zagospodarowania energii odpadowej w ciepłowni w postaci odzysku ciepła spalin z kotła wodnego do wytwarzania energii elektrycznej za pomocą kogeneracji w technologii ORC. Analizę termodynamiczną proponowanego rozwiązania wykonano dla dwóch płynów roboczych: etanolu i czynnika...
-
WSPÓŁPRACA BLOKU GAZOWO-PAROWEGO Z OBIEGIEM ORC = Combinded power plant in cooperation with ORC
PublicationIn the paper presented is the idea of a combined gas and steam power plant cooperation with a low temperature organic Rankine cycle ORC unit. Considerations presented in the paper are accomplished for the Gorzów CHP. The intention of present analysis is heat recovery of low temperature energy and its further use in ORC cycle in order to produce electricity, without increase in fuel consumption. Waste energy is recovered from the...
Year 2012
-
A closed loop thermosyphon with conventional or minichannel based condenser and evaporator
PublicationPrzedstawiono uogólniony model termosyfonu, który może być rozpatrywany dla szeregu wariantów.Model opiera się na jednowymiarowych równanich masy, pędu i energii. Rozpatrzono dwa przypadki termosyfonu, tj. grzanie strony pionowej i chłodzenie strony pionowej oraz drugi, gdzie termosyfon jest ogrzewany na stronie pionowej a chłodzony na poziomej.
-
Analiza pracy bloku nadkrytycznego 900MWe współpracującego z obiegiem ORC
PublicationW pracy przedstawiono analizę termodynamiczną bloku nadkrytycznego o mocy 900MWe wspópracującego z obiegiem ORC. Wykonano symulacje numeryczne pracy siłowni dla warunków nominalnych określając jej moc i sprawność elektryczną. Przeanalizowano jej pracę także dla przypadku, gdy siłownia współpracuje z obiegiem ORC dogrzewanym ciepłem pary upustowej.
-
Application of Organic Rankine Cycle as bottoming cycle to conventional heat and power plant
PublicationW pracy rozważono możliwość zastosowania układu ORC w skojarzeniu z ciepłownią lub elektrociepłownią celem podniesienia stopnia wykorzystania jednostki CHP podczas eksploatacji w skali roku. Połączenie układu ORC z zawodową jednostką CHP może wpłynąć na wzrost rocznej produkcji energii elektrycznej i jednoczsne zmniejszenie fluktuacji podczas pracy bloku energetycznego. Z jednej strony następuje konwersja energii cieplnej na elektryczną...
-
Comparative study of flow condensation in conventional and small diameter tubes
PublicationFlow boiling and flow condensation are often regarded as two opposite or symetrical phenomena. Their description however with a single correlation has yet to be suggested.In the case of flow boiling in minichannels there is mostly encountered the annular flow structure, where the buble generetion is not present. Similar picture holds for the case of inside tube condensation, where annular flow structure predominates. In such case...
-
Dziś i jutro technologii energetyki jądrowej - szanse i zagrożenia
PublicationPrzedstawiono istniejące i perspektywiczne technologie energetyki jądrowej wraz z ich krótką charakterystyką. Podano podstawy reakcji jądrowych oraz zagadnienia bezpieczeństwa jądrowego. Bardziej szczegółowo uwagę skupiono na reaktorach 3 i 4 generacji.
-
Experimental investigation of M-shape heat transfer coefficient distribution of R123 flow boiling in small-diameter tubes
PublicationW publikacji przedstawiono wyniki badań wrzenia czynnika R123 w srebrnych rurkach o małych średnicach (średnice wewnętrzne wynosiły odpowiednio 1.15 mm i 2.3 mm). Badania przeprowadzono w szerokim zakresie stopnia suchości pary (0.01-0.9), gęstości strumienia masy (650-3000 kg/(m2s)) oraz gęstości strumienia ciepła (40-80 kW/m2). W badaniach wykazano, że istnieją dwa lokalne maksima współczynnika przejmowania ciepła w jego profilu...
-
Experimental Investigation of the ORC System Elements of a Home Cogenerative Micro Power Plant
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań obiegu ORC z prototypową pompą czerpakową czynnika roboczego HFE 7100 i elektrycznym przepływowym podgrzewaczem oleju termalnego w układzie ORC bez regeneracji. Z analizy wyników badań wynika, że w obiegu ORC bez regeneracji z zaworem rozprężnym (symulującym pracę mikroturbiny) osiągnięto przegrzanie par czynnika niskowrzącego HFE 7100. Uzyskano powtarzalność wyników badań wykonanych serii pomiarowych...
-
Experimental investigations of commercial gas boiler as a heat source for the domestic micro-CHP
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań przeprowadzonych na prototypowym stanowisku mikrosiłowni domowej ORC z kotłem gazowym jako źródłem ciepła. Wykazano, iż jest możliwa adaptacja komercyjnego kotła gazowego dla potrzeb kogeneracji w skali mikro.
-
Experimental investigations on condensation in flow of HFE-7100 in small diameter channels
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych kondensacji czynnika HFE-7100 w minikanale o średnicy wewnętrznej 2.3 mm. Opisano również oryginalne podejście w prowadzeniu badań nad uzyskaniem lokalnych wartości współczynnika przejmowania ciepła podczas kondensacji w przepływie.
-
Experimental investigations on condensation in flow of HFE-7100 in small diameter channels
PublicationIn the paper the authors present investigations of flow condensation with the use of the HFE-7100 as a working fluid. The original and new approach to removing the heat from the channel was applied. The research was carried out using a wide-range real time observations, e.g. using infrared camera and stroboscope microphotography. This paper presents the details of experiment as well as the influence of heat and flow parameters...
-
Managment of low grade waste heat from the supercritical power plant using the ORC cycle aided by bleed steam
PublicationW pracy przedstawiono oryginalną koncepcję dogrzewu obiegu ORC za pomocą pary upustowej z nadkrytycznego bloku energetycznego.
-
Measurements of heat transfer enhanced by the use of transverse vortex generators
PublicationArtykuł dotyczy badań eksperymentalnych intensyfikacji wymiany ciepła w modelowym wymienniku ciepła z turbulizatorami przepływu dla różnej geometrii turbulizatorów. W badaniach zastosowano termografię ciekłokrystaliczną i cyfrową anemometrię obrazową.
-
Non-dimensional thermodynamic criterion for selection of dry working fluid for organic Rankine cycle
PublicationW pracy przedstawiono bezwymiarowe kryterium termodynamiczne do selekcji suchych czynników roboczych dla organicznego obiegu Rankina, które umożliwia wstępną selekcję potencjalnych czynników.
-
Optimal boiling temperature for ORC installation
PublicationW pracy przedstawiono oryinalne kryterium wyznaczania optymalnej temperatury odparowania czynnika w obiegu ORC w postaci równań analitycznych. Pokazano przykład obliczeniowy na bazie R134a, wody i etanolu.
seen 9482 times