Search
Zakład Maszyn Przepływowych
Publications
Filters
total: 82
Catalog Publications
-
Innovative Turbine Intake Air Cooling Systems and Their Rational Designing
PublicationThe improved methodology of the engine intake air cooling system designing based on the annual effect due to cooling was developed. It involves determining the optimal value of cooling capacity, providing the minimum system sizes at maximum rate of annual effect increment, and its rational value, providing a close to maximum annual effect without system oversizing at the second maximum rate of annual effect increment within the...
-
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...
-
Thermodynamic Cycle Concepts for High-Efficiency Power Plants. Part B: Prosumer and Distributed Power Industry
PublicationAn analysis was carried out for different thermodynamic cycles of power plants with air turbines. A new modification of a gas turbine cycle with the combustion chamber at the turbine outlet has been described in the paper. A special air by-pass system of the combustor was applied, and in this way, the efficiency of the turbine cycle was increased by a few points. The proposed cycle equipped with an effective heat exchanger could...
-
Gas Turbine Cycle with External Combustion Chamber for Prosumer and Distributed Energy Systems
PublicationThe use of various biofuels, usually of relatively small Lower Heating Value (LHV), affects the gas turbine efficiency. The present paper shows that applying the proposed air by-pass system of the combustor at the turbine exit causes tan increase of efficiency of the turbine cycle increased by a few points. This solution appears very promising also in combined gas/steam turbine power plants. The comparison of a turbine set operating...
-
Thermodynamic Cycle Concepts for High-Efficiency Power Plans. Part A: Public Power Plants 60+
PublicationAn analysis was carried out for different thermodynamic cycles of power plants with air turbines. Variants with regeneration and different cogeneration systems were considered. In the paper, we propose a new modification of a gas turbine cycle with the combustion chamber at the turbine outlet. A special air by-pass system of the combustor was applied and, in this way, the efficiency of the turbine cycle was increased by a few points....
-
Influence of Different Biofuels on the Efficiency of Gas Turbine Cycles for Prosumer and Distributed Energy Power Plants
PublicationThe efficiency of a gas turbine can be affected by the use of different biofuels usually with a relatively Lower Heating Value (LHV). The paper evaluates the impact of calorific value of fuel on turbine performance and analyzes the possibilities of optimizing turbine construction from the point of view of maximum efficiency for a particular fuel. The several variants of design of small power microturbines dedicated to various biofuels...
-
Turbine stage design aided by artificial intelligence methods
PublicationZaproponowano ogólny, wydajny system wspomagania projektowania palisad , stopni i grupy stopni turbinowych. Zastosowane algorytmy wykorzystują algorytmy genetyczne, sieci neuronowe i obliczenia równoległe. Uzyskane rozwiązania projektowe są wysoko zoptymalizowane pod względem sprawności, a czas ich uzyskania jest o kilka rzędów wielkości mniejszy, niż przy zastosowaniu obliczeń CFD.
-
Synchronization helps robots to detect black holes in directed graphs
PublicationPraca zawiera nowe wyniki dla problemu poszukiwania czarnej dziury w grafie skierowanym przez zbiór agentów. Czarna dziura jest węzłem niszczącym wszystkich wchodzącej do niej agentów. Pokazano, że w przypadku, gdy stopień wejściowy czarnej dziury wynosi D, do przeszukania grafu skierowanego w modelu synchronicznym wystarcza O(D 2^D) agentów. Wartość ta jest bliska znanemu z literatury oszacowaniu dolnemu Omega (2^D). W pracy pokazano...
-
Design analysis of turbines for co-generating micro-power plant working in accordance with organic Rankine's cycle
PublicationPrzedstawiono wyniki analizy projektowej turbin dla mikrosiłowni kogeneracyjnej pracującej według organicznego obiegu Rankine'a z wykorzystaniem biopaliwa. Rozważono zakres mocy cieplnej od 25kW do 100kW, któremu odpowiadała możliwa do uzyskania moc elektryczna od 2kW do 12kW. Przeanalizowano projekty turbin osiowych (jedno- i wielostopniowych, także z częściowym zasilaniem), turbin promieniowych i promieniowo-osiowych. Porównano...
-
Design and investigations of the ethanol microturbine
PublicationThe paper presents the results of the design analysis and experimental investigations of the microturbine set consisting of the microturbine with partial admission and permanent magnet generator. The microturbine was designed for operation with the vapour of ethanol as a working fluid. Microturbine unit was tested for different parameters of the working fluid and varying the electrical load. The examples and the comparison between...
-
Design and investigations of a micro-turbine flow part
Publication-generative micro-power plant with the HFE7100 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.In the paper a multi-stage micro-turbine with partial admission of all the stages is described in detail and the results of the particular experimental investigations and numerical calculations are shown,...
-
Technical and economic analysis of energy storage in the compressed air technology with low capacity for the production plant
PublicationCompressed air energy storage (CAES) system is a promising technology due to its numerous advantages, including relatively low maintenance cost, a long lifespan and high operational flexibility. This article explores the possibility of designing a CAES power plant as a source of electricity and heat for an existing industrial plant. The study involves the technical analysis of the power plant parameters and the economic analysis...
-
Design Analysis of Micro Gas Turbines in Closed Cycles
PublicationThe problems faced by designers of micro-turbines are connected with a very small volume flow rate of working media which leads to small blades’ height and high rotor speed. In the case of gas turbines this limitation can be overcome by the application of a closed cycle with very low pressure at the compressor inlet (lower than atmospheric pressure). In this way we may apply a micro gas turbine unit of accepted efficiency to work...
-
Advanced Turbine Cycles with Organic Media
PublicationOrganic Rankine Cycle (ORC) power plants have become very popular and have found their applications in systems with renewable sources of energy. So far their overall efficiencies are not very impressive and only for the upper temperature of about 300 °C do they exceed 20%. A drawback of these cycles is the limitation of the cycle upper temperature due to the heat exchanger technology and the materials used. However, it is possible...
-
Reduction of pressure forces in turbine labyrinth seals
PublicationPrzedstawiono nową metodę zmniejszani sił samowzbudnych typu aerodynamicznego. zastosowano ją do różnych typów nadbandażowych uszczelnień labiryntowych. Efektywność rdukcji sił samowzbudnych wynosiła nawet ponad 60%. Potwierdzone rezultay obliczeniami i eksperymentalnie.
-
Subcritical Thermodynamic Cycles with Organic Medium and Isothermal Expansion
PublicationThe efffciencies of the Organic Rankine Cycle (ORC) are not very high and only very seldom do they exceed 20%. The increase and optimization of initial parameters and certain modifications of the thermodynamic cycle make it possible to overcome these drawbacks. A new modified cycle has been described and analyzed in detail in the paper. Similarly to the Ericsson cycle for gas turbines, isothermal expansion in the turbine is suggested...
-
The Method of Reduction of Aerodynamic Forces Generated in Turbine Blade Seals
PublicationOpisano metodę zmniejszania sił wymuszających drgania aerodynamiczne poprzez zastosowanie nowego uszczelnienia nadbandażowego typu komorowego. Efektywność stosowania uszczelnienia komorowego potwierdzono obliczeniami numerycznymi i badaniami eksperymentalnymi.
-
Analiza obiegów kogeneracyjnych z silnikami tłokowymi i mikroturbi-nami
PublicationPrzeprowadzono analizę dla układów kogeneracyjnych z mikroturbinami wykorzystującymi ciepło odpadowe z silników tłokowych. Rozważono cztery główne źródła ciepła odpadowego z silników tłokowych: spaliny wylotowe, woda chłodząca silnik, olej smarny i ciepło z systemu turbodaładowania. Obliczenia przeprowadzono dla silników General Electric Jerbacher typów: J320 GS-C25 i J416 GS-B05. Uwzględniono różne czynniki robocze siłowni (zarówno...
-
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
-
Experimental ORC micro-power plant for CHP application Part B: Radial and Multi-stage axial turbines
PublicationThe co-generative micro-power plant with the HFE7100 applied as a working medium was designed and built for experimental investigations. Special attention is paid to a micro-turbine which was built and tested in two variants: a radial turbine and an axial turbine. A concept of a radial turbine with 2 centripetal and 2 centrifugal stages is shown. This prototype was equipped with an aerostatic gas bearing and, alternatively, with...
-
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.
-
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...
-
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...
-
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...
-
Application of Artificial Neural Networks in Investigations of Steam Turbine Cascades
PublicationZaprezentowano wyniki badań numerycznych zastosowania sieci neuronowych przy obliczeniach przepływów w palisadach turbin parowych. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano, że sieci neuronowe mogą być używane do szacowania przestrzennego rozkładu parametrów przepływu, takich jak entalpia, entropia, ciśnienie czy prędkość czynnika w kanale przepływowym. Omówiono również zastosowania tego typu metod przy projektowaniu palisad, stopni...
-
Pressure pulsations in turbine blade seal clearance
PublicationThe paper presents the results of numerical and experimental investigations into pressure forces generated in a turbine labyrinth seal. The experiments were performed on a single-stage air model turbine of the impulse type, while the numerical results were obtained by means of CFD Fluent Code. The performed experimental research and numerical calculations prove that in a shroud clearance the pressure pulsates and the effects of...
-
Rotordynamic characteristics of a chamber seal
PublicationThe paper presents the results of numerical and experimental investigations into pressure forces generated in a turbine labyrinth seal of a modernized type. The experiments were performed on a single-stage air model turbine of the impulse type. The experiments were performed on a single-stage air model turbine of the impulse type. The experimental data were compared with theoretical results obtained by means of CFD Fluent Code....
-
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...
-
The Method of reduction of aerodynamic forces generated in turbine blade seals
PublicationThe distibution of pressure in the seal gaps does not only affect the so called '' leakage losses'' and the turbine stage overall efficiency but also plays an important role in the generation of aerodynamic forces which may cause self-excited rotor vibrations. The paper describes a chamber seal applied for the reduction of the aerodynamic forces created in shroud seals. This kind of turbine seal was patented and tested.
-
On the modelling of aerodynamic force coefficients for over-shroud seals of turbine stages
PublicationThis paper presents experimental investigations which made it possible to determine dynamic coefficients of labyrinth over-shroud seal of a model air turbine. The coefficients associate pressure forces with turbine rotor displacement, velocity and acceleration respective to turbine casing (linear model) and play important role in analyzing turbine-set dynamics. The obtained results indicated that involving serious errors can be...
-
Gazoport. Głos w dyskusji nad lokalizacją LNG w Polsce
PublicationDecyzję rządową o imporcie skroplonego gazu ziemnego doPolski drogą morską sprowadzono do walki pomiędzy zabiegającymi o budowę terminalu portami w Gdańsku i Świnoujściu. W zasadzie rozgrywka toczy się o pieniądze na tę inwestycję, a w efekcie o przyszłe dochody z obsługi przeładunku. Zdaje się, że nie wiemy dokładnie, czym jest międzynarodowy rynek obrotu skroplonym gazem, ani jak go wykorzystać do poprawy energetycznego bezpieczeństwa...
-
Dmuchając na bardzo zimny gaz
PublicationZ punktu widzenia energetycznego bezpieczeństwa kraju, podstawową rolę odgrywają źródła surowca. Jednak, niezależnie od położenia terminalu eksportującego, wszystkie trasy wiodą przez Cieśniny Duńskie.
-
Theoretical investigations into flows in rotor blade shroud clearance
PublicationPrzedstawiono wyniki obliczeń programem Fluent przepływów w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego przy różnym mimośrodowym położeniu osi wirnika względem osi korpusu. Wyznaczone numerycznie rozkłady ciśnienia w uszczelnieniu i generowane tam siły aerodynamiczne porównano z rezultatem badań przeprowadzonych na powietrznej turbinie modelowej.
-
Flows in turbine blade seals: CFD calculations versus experiment
PublicationPrzedstawiono wyniki numerycznej analizy przepływu w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Rezultaty obliczeń porównano z danymi doświadczalnymi. Eksperymenty przeprowadzono na modelowej turbinie powietrznej przy różnych częstościach obrotów wału i różnym obciążeniu turbiny.
-
Wykorzystanie odpadów i oczyszczanie spalin z zanieczyszczeń
PublicationOmówiono zagadnienia oczyszczania ścieków, pyłów i spalin powstających w spalarniach śmieci i w elektrowniach pracujących na paliwo otrzymywane z odpadów. Przedstawiono metody wykorzystania odpadów do produkcji różnego rodzaju materiałów stosowanych w przemyśle i gospodarce.
-
Aerodynamic excitations generated in turbine shroud clearance determined bymeans of neural networks
PublicationSiły aerodynamiczne generowane w uszczelnieniach turbinowych z reguły opisywane są modelem liniowym. Przy dużych drganiach wirnika sposób ten daje niezbyt dokładne wyniki. Zaproponowano wykorzystanie sieci neuronowych do określania sił ciśnieniowych powstających w uszczelnieniu. Wyniki porównano z badaniami eksperymentalnymi.
-
3D calculations of aerodynamic forces causing self-excited vibrations of turbine rotor systems. Part I: Shroud seal flow inwestigations
PublicationOpisano numeryczną i doświadczalną metodę badania przepływu w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Badania numeryczne przeprowadzono programem Fluent, a badania doświadczalne wykonano na powietrznej turbinie modelowej. Uwzględniono niesymetryczny rozkład szczeliny nadbandażowej na skuteknie centrycznego położenia osi wirnika względem osi cylindra. Zamieszczono przykładowe wyniki.
-
Badania przenoszenia się pulsacji ciśnienia w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Część II. Pulsacje ciśnienia
PublicationPrzedstawiono rezultaty eksperymentalnych badań rozchodzenia się pulsacji ciśnienia w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbiny modelowej i jej części przepływowej. Zaobserwowano zmiany amplitudy niskocyklicznych fluktuacji wraz ze spadkiem ciśnienia w uszczelnieniach.
-
Eksperymentalne badania wpływu wymuszeń aerodynamicznych na trajektorię ruchu wirnika turbinowego
PublicationPrzedstawiono wyniki eksperymentalnych badań wymuszeń aerodynamicznych na trajektorię wirnika turbinowego. Doświadczenie przeprowadzono na modelowej turbinie powietrznej przy różnych częstotliwościach obrotów wału i różnym obciążeniu turbiny.
-
Badanie przenoszenia się pulsacji ciśnienia w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Cz. I. Stoisko badawcze
PublicationOpisano stanowisko powietrznej turbiny modelowej do badań rozkładu ciśnienia w uszczelnieniu turbinowym oraz trajektorii wirnika. Przedstawiono przykłady rezultatów przeprowadzonych badań eksperymentalnych.
-
3D calculations of aerodynamic forces causing self-excited vibrations of turbine rotor systems. Part II: Pressure forces
PublicationPrzedstawiono wyniki badań numerycznych sił generowanych w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego przeprowadzone metodą Fluent. Uwzględniono niecentryczne położenie osi wirnika względem osi korpusu. Rozpatrzono bandaże o różnej geometrii. Niektóre wyniki zweryfikowano doświadczalnie.
-
Some results of experimental research into turbine rotor trajectory
PublicationPrzedstawiono rezultaty eksperymentalnych badań trajektorii wirnika turbinowego. Doświadczenia przeprowadzono na modelowej turbinie powietrznej przy różnych częstotliwościach obrotów wału i różnym obciążeniu wału względem osi korpusu.
-
Research into flows in turbine blade seals. Part I: Research methods
PublicationOpisano numeryczną i doświadczalną metodę badania przepływu w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Badania numeryczne przeprowadzono programem Fluent, a badania doświadczalne wykonano na powietrznej turbinie modelowej. Zamieszczono przykładowe wyniki.
-
Research into flows in turbine blade seals. Part II: Numerical analysis
PublicationPrzedstawiono wyniki badań numerycznych programem Fluent przepływów w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Badania wykonano przy zastosowaniu różnych typów siatek obliczeniowych, różnych rodzajów "zszywek" oraz różnych metod obliczeniowych (Mixing Plane, Sliding Mesh, Multiple ReferenceFrame).
-
Research into flows in turbine blade seals. Part III: Numerical calculations versus experiment
PublicationPrzedstawiono wyniki badań doświadczalnych przepływów w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego, przeprowadzonych na powietrznej turbinie modelowej. Rezultaty te porównano z wynikami badań numerycznych z zastosowaniem programu Fluent.
-
Wykorzystanie sieci neuronowych do identyfikacji sił aerodynamicznych w stopniu turbinowym.
PublicationPrzedstawiono metodę wyznaczania współczynników sił aerodynamicznych, generowanych w uszczelnieniu nadbandażowym, które powodują drgania wirników turbinowych za pomocą sieci neuronowych. Rezultaty porównano z metodą współczynników macierzowych równań liniowych opisujących wymuszenia aerodynamiczne w konwencjonalny sposób.
-
Badania niestacjonarnych przepływów w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego.
PublicationPrzedstawiono wyniki obliczeń numerycznych metodami CFD rozkładu ciśnienia i prędkości w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia turbinowego. Rezultaty przeanalizowano pod kątem zjawisk niestacjonarnych występujących w przepływach stopni turbinowych. Wyniki porównano z rezultatami badań eksperymentalnych.
-
The influence of rotor-stator axial gap on the aerodynamic forces generatedin the shroud clearance of a turbine stage. Part I: Pressure field
PublicationPrzedstawiono wyniki badań doświadczalnych wpływu zmiany luzu osiowego na rozkład ciśnienia w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia powietrznej turbiny modelowej. Wykazano, że w przypadku uszczelnienia promieniowego zmiana luzu osiowego nieznacznie zmienia rozkład ciśnienia w szczelinie nadbandażowej w porównaniu ze zmianą mimośrodowości czy skośnego ustawienia osi wirnika względem osi korpusu.
-
Experimental and theoretical investigation into pressure field in a shroud clearance. Part I: Experimental research
PublicationPrzedstawiono wyniki badań eksperymentalnych rozkładu ciśnienia w uszczelnieniu nadbandażowym stopnia powietrznej turbiny modelowej. Badania przeprowadzono dla różnej częstości obrotowej wirnika i różnego obciążenia turbiny. Wyniki porównano z rezultatami obliczeń teoretycznych w II części artykułu.
-
Some problems of self-excited vibrations of turbine rotors. Part II: Experimental identification of rotordynamic coefficients
PublicationPrzedstawiono wyniki eksperymentalnego wyznaczania współczynników sił aerodynamicznych generowanych w uszczelnieniu nadbandażowym, które powodują drgania wirników turbinowych. Badania przeprowadzono na powietrznej turbinie modelowej dla różnej częstości obrotów wału i różnego obciążenia turbiny.