Search
Search results for: OBIEG CLAUSIUSA-RANKINE’A
-
Simulations of Shear Zones and Cracks in Engineering Materials Using eXtended Finite Element Method
PublicationNumerical simulations of cracks and shear zones in quasi-brittle materials are presented. Extended Finite Element Method is used to describe both cracks and shear zones. In a description of tensile cracks, a Rankine criterion is assumed. A discrete Mohr-Coulomb law is adopted for simulations of shear zones. Results of simple numerical tests: unixial tension, bending and biaxial compression are demonstrated.
-
Turbiny parowe i gazowe
e-Learning Courses1. Obiegi turbin parowych (obieg Rankine'a, wpływ parametrów czynnika na sprawność obiegu, regeneracja i typy podgrzewaczy, przegrzew międzystopniowy, elementy siłowni parowej, obliczanie turbinowego obiegu parowego) 2. Obiegi turbin gazowych (obieg Brytona, wpływ parametrów czynnika na sprawność obiegu, regeneracja, chłodzenie międzystopniowe, sekwencyjne komory spalania, elementy zespołu turbogazowego, obliczanie turbinowego...
-
Propozycja wprowadzenia układu kogeneracyjnego opartego na siłowni parowej zasilanej węglem kamiennym zamiast stosowania gospodarki skojarzonej
PublicationPrzedstawiono propozycję zastąpienia obecnego układu technologicznego opartego na pracy kotłów parowych i wodnych zasilanym ciekłym gazem oraz wspieranym energią elektryczną zakupywaną z krajowego systemu elektroenergetycznego, przez wprowadzenie skojarzonej gospodarki cieplno-elektrycznej opartej na pracy siłowni parowej zasilanej węglem kamiennym. Dla zaproponowanej elektrociepłowni oszacowano podstawowe parametry głównych urządzeń...
-
Turbiny Parowe, Gazowe i Wodne
e-Learning CoursesPodstawy obiegów cieplnych turbin parowych (obieg Rankine'a, obiegi z regeneracją, obiegi z przegrzewem międzystopniowym, dobór parametrów i schematów obiegu). Podstawy obiegów cieplnych turbin gazowych (obieg Braytona, obiegi z regeneracją, chłodzeniem międzystopniowym, sekwencyjnymi komorami spalania, Ericssona, dobór parametrów projektowych). Teoria stopnia turbinowego (rozkład ciśnień na profilu, siły działające na profil,...
-
Comparative study of a bottoming SRC and ORC for Joule–Brayton cycle cooling modular HTR exergy losses, fluid-flow machinery main dimensions, and partial loads
PublicationEnergy conversion efficiency increase in power plants with high-temperature gas-cooled reactors via implementation of the bottoming cycle was investigated under nominal and minimal thermal load of a high-temperature reactor (HTR). Heat transfer surface area and turbine outlet volumetric flow rate in bottoming cycles was also investigated. Water and two low-boiling point working fluids (ammonia and ethanol) were analyzed. Analyzed...
-
NUTCY Nutrients cycling for sustainability
ProjectsProject realized in Department of Process Engineering and Chemical Technology
-
Tesla Friction-Type Micro Turbine For Small-Scale Cogeneration
PublicationTesla turbine is rarely used in professional power installations due to its specific work characteristics and relatively low internal efficiency. However, it has some potential to be applied in micro-power plants operating in distributed co-generation systems, also working in an organic Rankine cycle. This paper presents results from numerical calculations of flow in three models of Tesla disk turbines assuming nitrogen as a working...
-
Experimental investigation of domestic micro-CHP based on the gas boiler fitted with ORC module
PublicationThe results of investigations conducted on the prototype of vapour driven micro-CHP unit integrated with a gas boiler are presented. The system enables cogeneration of heat and electric energy to cover the energy demand of household. The idea of such system is to produce electricity for own demand or for selling it to the electric grid – in such situation the system user will became the prosumer. A typical commercial gas boiler,...
-
Isothermal turbines − New challenges. Numerical and experimental investigations into isothermal expansion in turbine power plants
PublicationThe efficiency of power plants with steam or gas turbines depends on the efficiencies of a thermodynamic cycle and devices implementing this cycle. In the case of high power outputs, we cannot expect a significant increase in the efficiency of individual devices. Therefore, what remains is to increase the efficiency of the implemented thermodynamic cycle - the complex Rankine cycle in the case of steam turbines or the extended...
-
Design analysis of Tesla micro-turbine operating on a low-boiling medium
PublicationThis paper presents results of the design analysis of a Tesla bladeless turbine intended for a co-generating micro-power plantof heat capacity 20 kW, which operates in an organic Rankine cycle on a low-boiling medium. Numerical calculations of flowin several Tesla turbine models were performed for a range of design parameters. Results of investigations exhibit interestingfeatures in the distribution of flow parameters within the...
-
Powstawanie oceanicznych aerozoli siarczanowych i ich wpływ na środowisko
PublicationW pracy przedstawiono problem wpływu aerozoli morskich na środowisko i kształtowanie klimatu. Opisano cykl biogeochemiczny siarki w przyrodzie i źródła jej emisji. Główną uwagę poświecono związkom siarki powstającym w morzach i oceanach, a w szczególności dimetylosulfidowi (DMS) i procesom jego tworzenia. Wykazano jego znaczącą rolę w tworzeniu aerozoli siarczanowych. Przedstawiono hipotezę CLAW, która uwzględniając obieg związków...
-
Nieliniowy dynamiczny model instalacji katalitycznego odtleniania wody
PublicationInstalacja katalitycznego odtleniania wody służy do redukcji stężenia tlenu rozpuszczonego w wodzie zasilającej obieg ciepłowniczy. W artykule opisano przykładową instalację tego rodzaju. Analiza procesów w niej zachodzących pozwoliła zaproponować metodykę budowy i strukturę modelu. Ze względu na różne skale czasowe dynamiki procesów zachodzących w instalacji i jej poszczególnych elementach, zaproponowano model w części statyczny,...
-
A multistage turbine for a micro power plant
PublicationThis paper presents results of a design analysis of a multi-stage turbine for the cogeneration micro-power plant working in accordance with Organic Rankine Cycle (ORC). The heat power of the plant is assumed equal to 20 kW and the corresponding available electric output is estimated to be of about 3 kW. Different variants of the radial and axial-flow turbines have been considered, while the detailed results of the calculations...
-
Symulacja komputerowa obiektu dynamicznego na przykładzie biogazowni
PublicationW artykule przedstawiono symulator czasu rzeczywistego biogazowni rolniczej. Przedstawiony symulator obejmuje obiegi biomasy, biogazu a także obieg grzewczy wraz z systemem sterowania urządzeniami układów biogazowni oraz wizualizacją procesów. Badania koncentrowały się na wykonaniu symulatora, który odzwierciedla istniejące instalacje. Oprogramowaniem służącym do symulacji jest system CFD (Computational Fluid Dynamics) dający...
-
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...
-
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...
-
Comparative study of selected fluids for use in supercritical Organic Ranking Cycles
PublicationIn view of increasing interest in improving energy efficiency of energy conversion devices, there is an increasing requirement of combined production of heat and electricity as well as demand for increased implementation of renewable energy resources. The micro cogenerative units utilizing the Organic Rankine Cycle are focusing the attention of many research centres around the world. In the present paper calculations of ORC cycles...
-
Analiza obiegów kombinowanych gazowo-parowych na czynniki niskotemperaturowe
PublicationW pracy wykonano analizę obiegów kombinowanych parowo-gazowych z kotłem utylizacyjnym bez dopalania bazujących w układzie parowym na czynnikach niskotemperaturowych. Analizowano obiegi z czynnikami najczęściej stosowanymi w układach ORC (ang. Organic Rankine Cycle) oraz z czynnikami planowanymi do zastosowania w przyszłości. Wyniki porównano z klasycznym układem kombinowanym z kotłem utylizacyjnym gazowo-parowym, w którym czynnikiem...
-
Experimental investigation of domestic gas boiler fitted with ORC module
PublicationIn the paper the prototype of innovative domestic cogenerative ORC system, consisting of a conventional gas boiler and a small size axial vapour microturbines (in-house designed for ORC and the commercially available for Rankine cycle (RC)), evaporator and condenser were scrutinised. In the course of study the fluid working temperatures, rates of heat, electricity generation and efficiency of the whole system were obtained. The...
-
Współpraca bloku gazowo parowego z obiegiem ORC
PublicationW pracy rozważa się możliwość wykorzystania bloku gazowo - parowego z turbiną parową oraz układem ORC w elektrociepłowni celem poprawy jej sprawności ogólnej. W zamierzeniu strumień ciepła odbierany ze spalin wylotowych turbiny gazowej będzie przekazywany w wymienniku ciepła typu gaz - ciecz do siłowni parowej.Jest to rozwiązanie standardowe wykorzystywane w nowoczesnych instalacjach energetycznych. Następnie obieg ORC z etanolem...
-
Poprawa sprawności układów ORC i systemów trigeneracyjnych poprzez zastosowanie różnych termodynamicznych wariantów ich działania
PublicationNadrzędnym celem w procesie projektowania instalacji opartej o układy ORC (Organic Rankine Cycle) i systemy trigeneracyjne jest uzyskanie możliwie najwyższej sprawności lub maksymalnej mocy układu. Jednak naturalną barierą wdrażania nowych, często kosztownych, technologii są przesłanki natury ekonomicznej. Niedoceniany również bywa w takich przypadkach efekt ekologiczny ewentualnej modernizacji. Niniejsza praca przedstawia systemowe...
-
Alternative cogeneration thermodynamic cycles for domestic ORC
PublicationThe Organic Flash Cycle (OFC) is suggested as a vapor power cycle that could potentially improve the efficiency of utilization of the heat source. Low and medium temperature finite thermal sources are considered in the cycle. Additionally the OFC’s aim is to reduce temperature difference during heat addition. The study examines 2 different fluids. Comparisons are drawn between the OFC and an optimized basic Organic Rankine Cycle...
-
Niekonwencjonalne metody odzysku ciepła odpadowego na statkach
PublicationW artykule opisano kilka metod odzysku ciepła odpadowego, które nie znalazły jeszcze szerokiego zastosowania na statkach. Obecnie, powszechnie wykorzystuje się ciepło spalin do wytwarzania pary wodnej grzewczej, a ciepło wody chłodzącej cylindry silników głównych - do wytwarzania wody słodkiej w wyparownikach podciśnieniowych. Znacznie rzadziej, para wodna lub spaliny służą do napędu turbogeneratorów. Metody te są jednak wykorzystywane...
-
Układ sterowania pracą próżniowego kolektora słonecznego do grzania powietrza
PublicationZastąpienie w kolektorze słonecznym medium ogrzewanego z wody na powietrze pozwala na uzyskanie wysokiej temperatury powietrza wewnątrz kolektora oraz poprzez pominięcie czynnika pośredniego na zwiększenie wydajności kolektora. Dzięki temu możliwy jest ciągły obieg powietrza bez konieczności oczekiwania na podgrzanie, co ma miejsce przy podgrzewaniu wody. Rozwiązanie takie może być stosowane do grzania pomieszczeń w miesiącach...
-
Właściwości i sterowanie próżniowego kolektora słonecznego do grzania poowietrza
PublicationZastąpienie w kolektorze słonecznym medium ogrzewanego z wody na powietrze pozwala na uzyskanie wysokiej temperatury powietrza wewnątrz kolektora oraz poprzez pominięcie czynnika pośredniego na zwiększenie wydajności kolektora. Dzięki temu możliwy jest ciągły obieg powietrza bez konieczności oczekiwania na podgrzanie, co ma miejsce przy podgrzewaniu wody. Rozwiązanie takie może być stosowane do grzania pomieszczeń w miesiącach...
-
Investigations of Aerodynamics of Tesla Bladeless Microturbines
PublicationThe paper presents an analysis of a Tesla bladeless turbine for a co-generating micro-power plant of heat capacity 20 kW, whichoperates in an organic Rankine cycle with a low-boiling medium. Numerical calculations of flow in several Tesla turbine models areperformed for a range of design parameters. Results of investigations exhibit interesting features in the distribution of flowparameters within the turbine interdisk space. The...
-
DESIGN AND THEORETICAL ANALYSIS OF A PROTOTYPE TILTING-PAD RADIAL BEARING WITH ADJUSTABLE CLEARANCE
PublicationThe article introduces a design and analysis results of a prototype ORC (organic Rankine cycle) turbo generator rotor assembly of 300kW power, supported by tilting-pad bearings of original design. The calculations were performed for a prototype turbo generator rotor. The shaft of this machine is supported with two radial bearings, lubricated with an unusual lubricant – a low-boiling-point agent. The main objective of the presented...
-
Performance of isotropic constitutive laws in simulating failure mechanisms in scaled RC beams
PublicationResults of numerical calculations of reinforced concrete (RC) beams are presented. Based on experimental results on longitudinally reinforced specimens of different sizes and shapes are investigated. Four different continuum constitutive laws with isotropic softening are used: one defined within continuum damage mechanics, an elasto-plastic with the Rankine criterion in tension and the Drucker-Prager criterion in compression, a...
-
SONATA 13 Sea-snow POPs: the secondary cycle of persistent organic pollutants in the Arctic
ProjectsProject realized in Department of Analytical Chemistry according to UMO-2017/26/D/ST10/00630 agreement from 2018-10-01
-
Gazowy kocioł kogeneracyjny – badania prototypu
PublicationW artykule zaprezentowano wyniki badań prototypowej parowej mikrosiłowni ORC zintegrowanej z kotłem gazowym. Jest to pierwsze w Polsce tego typu urządzenie w skali „domowej”, uhonorowane złotym medalem na targach Technicon Innowacje 2014. Pozwala realizować kogeneracyjną produkcję ciepła i energii elektrycznej w aspekcie pokrycia potrzeb indywidualnego gospodarstwa domowego. Domowy kocioł gazowy doposażony w układ realizujący obieg...
-
Analiza możliwości współpracy elektrowni o mocy 900 MW z układem odzysku ciepła zasilającym ORC
PublicationW pracy przeanalizowano kwestie związane z wykorzystaniem ciepła odpadowego z bloku energetycznego elektrowni o parametrach nadkrytycznych o mocy 900MW. Zagadnieniem nad którym skupiono uwagę jest pełne wykorzystanie potencjału ciepła odpadowego ze spalin, w postaci strumienia ciepła gorącej wody o mocy 200MW i temperaturze 90oC. Ciepło to wykorzystane jest do grzania układu ORC. Temperatura nośnika ciepła jest niewystarczająca,...
-
Design and distribution of air nozzles in the biomass boiler assembly
PublicationDue to energy crisis as well as increasing pollution of the environment, renewable energy sources usage increases all over the world. These facts encouraged authors to start research over developing a uniform biomass boiler calculation model. This paper presents a design of biomass boiler assembly created for ORC (Organic Rankine Cycle) unit since these systems could achieve strong position in energy industry....
-
On the production of electricity in Poland using a geothermal binary power plant - A thermodynamic overview - Part I
PublicationPoland has a significant potential of geothermal energy. However, the high-temperature sources that are needed to drive power plants are found in relatively few places. Therefore, the objective of this paper is to consider any location in the northern part of Poland as a possible place to build a binary power plant. A scientific research was confirmed the existence of an elevated temperature gradient in this region. The hot rocks...
-
Design analysis of ORC micro-turbines making use of thermal energy of oceans
PublicationThe article presents the results of the analysis of energy conversion cycles making use of thermal energy of oceans. The objects of analysis were two cases of closed Organic Rankine Cycle (ORC) power plants, which were: the cycle in which the vapour of the working medium was produced by warm oceanic water in the circum-equatorial zone, and the so-called “arctic” cycle in which this vapour was produced by non-frozen water in the circumpolar...
-
Gazowa mikrosiłownia domowa z modułem ORC - doświadczenia z badania prototypu
PublicationArtykuł zawiera rozważania nad ideą wykorzystania obiegu parowego ORC (Organic Rankine Cycle) do skojarzonej produkcji ciepła i energii elektrycznej dla pokrycia potrzeb indywidualnego odbiorcy. Dokonano w nim podsumowania dotychczasowych prac prowadzonych przez Autorów, które zaowocowały budową demonstracyjno-badawczego stanowiska mikro-CHP z technologią ORC w skali „domowej”, współpracującą z komercyjnym kotłem gazowym. W publikacji...
-
Exergy Losses in the Szewalski Binary Vapor Cycle
PublicationIn this publication, we present an energy and exergy analysis of the Szewalski binary vapor cycle based on a model of a supercritical steam power plant. We used energy analysis to conduct a preliminary optimization of the cycle. Exergy loss analysis was employed to perform a comparison of heat-transfer processes, which are essential for hierarchical cycles. The Szewalski binary vapor cycle consists of a steam cycle bottomed with...
-
Partial Admission Stages of High Efficiency for a Microturbine
PublicationThe paper presents the results of a design analysis of a micro-turbine for a co-generation micro-power plant working in accordance with organic Rankine cycle. The heat power of the plant is assumed equal to 20kW and the corresponding available electric output is estimated to be about 3kW. After the design analysis, the axial turbine with partial admission in all stages was built and tested experimentally. Special attention was...
-
Partial Admission Stages of High Efficiency for a Microturbine
PublicationThe paper presents the results of a design analysis of a microturbine for a cogeneration micro-power plant working in accordance with organic Rankine cycle. The heat power of the plant is assumed equal to 20kW and the corresponding available electric output is estimated to be about 3 kW. After the design analysis, the axial turbine with partial admission in all stages was built and tested experimentally. Special attentionwas paid...
-
Analiza możliwości odzyskiwania ciepła odpadowego w przemyśle rafineryjnym z wykorzystaniem układów ORC
PublicationJednym z najważniejszych zagadnień współczesnej techniki jest poszukiwanie nowych możliwości pozyskiwania energii elektrycznej poprzez zagospodarowanie dotychczas niewykorzystanych lub bezużytecznie marnowanych jej źródeł. Jest to niezwykle ważna kwestia zarówno z ekonomicznego, technologicznego, jak i środowiskowego punktu widzenia. Jednym z przykładów nowoczesnych rozwiązań w tej dziedzinie może być zastosowanie układu opartego...
-
Cooperation of ORC installation with a gas boiler as a perspective co-generation system for households
PublicationThis paper reports tests of an innovative micro-CHP unit prototype, consisting of a traditional gas boiler and organic Rankine cycle (ORC), which incorporates original system components such as an axial vapour microturbine, evaporator and condenser. The system co-generates heat and electricity for a single household or a group of households. Electricity is only a by-product during production of heat. While testing the prototype,...
-
Pressure drop and heat transfer during boiling and condensation at subcritical region
PublicationMost of the data presented in the literature relate to saturation temperatures in the range - 20°C to 40°C due to the application in refrigeration technology. There is necessity to extend databases to higher values of saturation temperature due to new applications such as Organic Rankine Cycle and high temperature heat pumps. Only few papers contain data for high reduced pressure for low boiling point liquids. This paper focus...
-
Modelling reinforced concrete beams under mixed shear-tension failure with different continuous FE approaches
PublicationThe paper presents quasi-static numerical simulations of the behaviour of short reinforced concrete beams without shear reinforcement under mixed shear-tension failure using the FEM and four various constitutive continuum models for concrete. First, an isotropic elasto-plastic model with a Drucker-Prager criterion defined in compression and with a Rankine criterion defined in tension was used. Next, an anisotropic smeared crack...
-
A constitutive law for concrete with smooth transition from continuous into discontinuous cracks’ description
PublicationPaper presents a constitutive model for concrete that combines a continuous and discontinuous crack’s description to simulate the concrete under tensile dominated loads. In a continuum regime, two different constitutive laws were used. First, a plasticity model with the Rankine failure criterion and an associated flow rule was used. Second, a constitutive law based on isotropic damage mechanics was formulated. Both model alternatives...
-
THE THERMODYNAMIC ANALYSIS OF THE SZEWALSKI HIERARCHIC VAPOUR CYCLE COOPERATED WITH THE SYSTEM OF HEAT RECOVERY
PublicationIn this paper, thermodynamic analysis of the Szewalski hierarchic vapour cycle cooperated with the system of heat recovery from exhaust gases are presented. According to that purpose, the CFM (Computation Flow Mechanics [1,3]) approach has correctly been used. The whole system consists of the first traditional steam cycle, the second organic Rankine cycle (ORC) and system of heat recovery with use of water with temperature 90...
-
Size effect in concrete beams under bending – influence of the boundary layer and the numerical description of cracks
PublicationIn the paper the size effect phenomenon in concrete is analysed. The results of numerical simulations of using FEM on geometrically similar un-notched and notched concrete beams under bending are presented. Concrete beams of four different sizes and five different notch heights under three-point bending test were simulated. In total 18 beams were analysed. Two approaches were used to describe cracks in concrete. First, eXtended...
-
Numerical analyses of novel prefabricated structural wall panels in residential buildings based on laboratory tests in scale 1:1
PublicationThe paper presents experimental and numerical investigations on novel prefabricated composite building wall panels for residential building constructions. The wall panels were composed of reinforced concrete ribbed elements with the core from the EPS foam as the thermal insulation. The wall panels in the full-scale 1:1 were subjected to vertical loads. In the first step, the experiments were analysed with simple usual static methods....
-
Design analysis of combined gas-vapour micro power plant with 30 kW air turbine
PublicationThe article presents basic results of the design analysis of a combined gas-vapour micro power plant with a waste-heat boiler without exhaust reheat, working in the vapour section in the Organic Rankine Cycle (ORC) system. The analysis concerned working media most frequently used in those types of power plants and planned to be used in future. The object of the analysis was a micro power plant with a 30 kW gas (air) turbine for...
-
Utilisation of waste heat from the power plant by use of the ORC aided with bleed steam and extra source of heat
PublicationUtilization of waste heat recovered from the exhaust gases of the power generation unit by means of ORC (organic Rankine cycles) installation is considered. The waste heat is available in the form of a stream of hot water having temperature of 90 stC in the amount of 200 MWt. To increase evaporation temperaturę of ORC working fluid the heat of steam from the extraction points from the low-pressure part of steam turbine is used....
-
Design analysis of combined gas-vapour micro power plant with 30 kW air turbine
PublicationThe article presents basic results of the design analysis of a combined gas-vapour micro power plant with a waste-heat boiler without exhaust reheat, working in the vapour section in the Organic Rankine Cycle (ORC) system. The analysis concerned working media most frequently used in those types of power plants and planned to be used in future. The object of the analysis was a micro power plant with a 30 kW gas (air) turbine for...
-
On some problems in determining tensile parameters of concrete model from size effect tests
PublicationThe paper presents results of numerical simulations of size effect phenomenon in concrete specimens. The behaviour of in-plane geometrically similar notched and unnotched beams under three-point bending is investigated. In total 18 beams are analysed. Concrete beams of four different sizes and five different notch to depth ratios are simulated. Two methods are applied to describe cracks. First, an elasto-plastic constitutive law...