Search
prof. dr hab. inż. Witold Lewandowski
Publications
Filters
total: 85
Catalog Publications
Year 2024
-
Comparison of heat transfer from single- and double-sided heated horizontal plate under free convection in air with constant heat flux condition
PublicationThis paper presents the results of an experimental and numerical study of convective heat transfer from a newly designed double-sided heated horizontal plate in air. To ensure equal heat transfer from both surfaces, the plate was equipped with two independently supplied electric heaters and resistance thermometers on each side. Minimizing the plate's thickness reduced lateral heat loss and improved measurement accuracy. The study...
Year 2023
-
Empirical Relationship Describing Total Convective and Radiative Heat Loss in Buildings
PublicationOn the basis of theoretical considerations of convective-radiative heat transfer, a relationship was developed enabling the total convective and radiative heat flux QC+R emitted from any object at tw and its surroundings at t∞ to be calculated from known values of the surface temperature of such an object, i.e., the known temperature difference Δt=tw - t∞ and average air temperature Tav. This relationship is applied to thermal...
-
Optimization of the distance between the vertical plates in the convective air heat exchanger
PublicationThis paper examines the influence of the distance between vertical plates on the intensity of free convective heat transfer along with the optimization of this distance. Experimental tests were carried out for one model channel of such an heat exchanger with widths , 0.085 and 0.18 m. This channel, open at the top and sides, was formed by two isothermal symmetrically heated parallel vertical plates of dimensions m and m. The influence...
-
Wodór czynnikiem stabilizującym odnawialne źródła energii
PublicationZastosowanie wodoru do magazynowania i buforowania energii ze źródeł odnawialnych, o cyklicznie i losowo zmiennym natężeniu, pozwoli korzystać z niej w zaplanowany i przewidywalny sposób. Wymagać to będzie takiego opracowania systemu energetycznego kraju, aby po jego zbilansowaniu nadwyżka energii zmagazynowanej w wodorze wystarczyła do wyrównania jej wahań: dobowych (energia słoneczna), atmosferycznych (wiatrowa), sezonowych (biomasa,...
Year 2022
-
Method of reconstructing two-dimensional velocity fields on the basis of temperature field values measured with a thermal imaging camera
PublicationThis paper describes a novel numerical reconstruction procedure (NRP) of the velocity field during natural convective heat transfer from a two-sided, isothermal, heated vertical plate based only on the known temperature field obtained, e.g. with a thermal imaging camera. It has been demonstrated that with a knowledge of temperature distributions, the NRP enables the reconstruction of velocity fields by solving the Navier-Stokes...
-
On the differential effect of temperature on the Nusselt-Rayleigh relationship in free convection
PublicationThe aim of and inspiration behind this paper was to explain the reasons, also observed by other researchers, of the discrepancy in the results of experimental free convection, which for small Rayleigh and Nusselt numbers in the initial phase of research can sometimes reach several hundred percent. These discrepancies decrease with increasing heating power and plate surface temperature, in proportion to the increase in Ra and Nu,...
-
Thermal properties of a cement composite containing phase change materials (PCMs) with post-pyrolytic char obtained from spent tyres as a carrier
PublicationThis work examines the possible use of post-pyrolysis char made from spent vehicle tyres as a carrier for phase change materials (PCM), which could be used as an additive to cement mortar. Because of the ability of PCM to accumulate heat, the cement composite obtained from it, apart from its structural and strength properties, will acquire an additional energy storage function, which can be very important for energy-saving construction. In...
-
Verification of the method of reconstructing convective velocity fields on the basis of temperature fields in vertical, differential and equally heated, open and closed channels
PublicationThis paper describes a method of reconstructing velocity fields, i.e. a numerical reconstruction procedure (NRP) that involves the numerical processing of experimentally measured temperature distributions in free convection heat transfer. The NRP consists in solving only the continuity and Navier–Stokes equations with an additional source term. This term is proportional to a known temperature (e.g. from a thermal imaging camera)...
Year 2021
-
Evaluating the influence of radiative heat flux on convective heat transfer from a vertical plate in air using an improved heating plate
PublicationThis article examines the influence of radiative heat flux on the accuracy of the results of free convective heat transfer in air. In order to carry out these tests, based on the experience gained during the operation of a plate heated on one side, compensated by a reverse heat loss flux counter-heater, a unique double-sided heating sandwich plate was designed and built, consisting of three thin epoxy resin plates reinforced with...
-
The use of thermal imaging camera to estimate velocity profiles based on temperature distribution in a free convection boundary layer
PublicationThis work describes an attempt to assess whether the temperature field from a thermal imaging camera can be converted into a velocity field with an accuracy sufficient for qualitative conducting or describing the phenomenon, i.e. when the Navier-Stokes, Fourier-Kirchhoff and continuity equations are mutually coupled. The consequence of this link between temperature fields and velocity is the possibility to formulate the hypothesis...
Year 2020
-
Post-Pyrolytic Carbon as a Phase Change Materials (PCMs) Carrier for Application in Building Materials
PublicationThis article covers new application for char as a carrier of phase-change materials (PCM) that could be used as an additive to building materials. Being composed of bio-char and PCM, the granulate successfully competes with more expensive commercial materials of this type, such as Micronal® PCM. As a PCM carrier, char that was obtained from the pyrolysis of chestnut fruit (Aesculus hippocastanum) with different absorbances of the...
-
Thermal Biomass Conversion: A Review
PublicationIn this paper, the most important methods of thermal conversion of biomass, such as: hydrothermal carbonization (180–250 °C), torrefaction (200–300 °C), slow pyrolysis (carbonization) (300–450 °C), fast pyrolysis (500–800 °C), gasification (800–1000 °C), supercritical steam gasification, high temperature steam gasification (>1000 °C) and combustion, were gathered, compared and ranked according to increasing temperature. A comprehensive...
-
Waste Rubber Pyrolysis: Product Yields and Limonene Concentration
PublicationTires, conveyor belts, floor mats, and shoe soles form a main-stream of rubber waste. The amount of these used materials continuously increases due to development of the rubber market. Therefore, pro-ecological utilization (i.e., energy recycling instead of burning) and recovering valuable and recyclable materials becomes an urgent necessity. In this regard, this work was devoted to the chemical recycling of selected used rubber...
-
Waste Tyres Pyrolysis for Obtaining Limonene
PublicationThis review deals with the technologies of limonene production from waste tyre pyrolysis. Thermal decomposition is attractive for tackling the waste tyre disposal problem, as it enables both: energy to be recovered and limonene to be obtained. This material management recycling of tyres is environmentally more beneficial than the burning of all valuable products, including limonene. Given this recoverability of materials from waste...
Year 2019
-
Efficiency and proportions of waste tyre pyrolysis products depending on the reactor type—A review
PublicationThis article discusses the current use of different pyrolytic reactors, their constructions and operating principles regarding the yields of main products of waste tyre pyrolytic recycling. Whether one makes a larger or smaller profit, or even a loss due to a surcharge being levied on waste tyre recycling, depends on the sale of the pyrolysis products (gas, char, oil), the proportions and market prices of which differ. The cheapest...
Year 2018
-
Analiza możliwości zastosowania materiałów PCM do magazynowania ciepła w budynkach w celu zapewnienia komfortu cieplnego pomieszczeń
PublicationCelem pracy było przeprowadzenie analizy porównawczej, mającej wskazać potencjalne możliwości poprawy ogólnej efektywności energetycznej budynków, poprzez zastosowanie materiałów zmiennofazowych (PCM).
-
Natural convection in symmetrically heated vertical channels
PublicationThe study describes natural convection through a vertical channel, open on four sides and bound by two isothermal walls. Both balancing and infrared experimental investigations were performed in air (Pr = 0.71) to estimate the impact of channel width s and wall-to-ambient temperature difference (tw - t∞) on natural convective heat transfer, the formation of air flow patterns and the rate of flow pattern formation. The study was...
-
Quantitative study of free convective heat losses from thermodynamic partitions using Thermal Imaging
PublicationThe following paper presents a simple method of determining the presence, distribution and values of heat losses from external building walls as thermodynamic partitions using a Thermal Imaging Camera (TIC). According to Fourier's equation, the value of heat loss is proportional to the temperature gradient ∂t/∂y|y=0 in air in the y direction perpendicular to the heated surface. Unfortunately, air temperature cannot be measured...
Year 2017
-
Chemical Theory of Machines, basic principles of strength with examples of calculations
PublicationThis book encompasses the essential range of information on technical aspects of mechanical design. It was written primarily for the students and staff of chemistry faculties of technical universities, yet it may also be utilized by everyone, who ether would like to try or already enjoys designing, but cannot take advantage of typical stress & machine construction handbooks. These handbooks often require familiarity with the concepts...
-
Infrared techniques for natural convection investigations in channels between two vertical, parallel, isothermal and symmetrically heated plates
PublicationThe effect of the gap width between two symmetrically heated vertical, parallel, isothermal plates on intensity of natural convective heat transfer in a gas (Pr = 0.71) was experimentally studied using the balance and gradient methods. In the former method heat fluxes were determined based on measurements of the voltage and electric current supplying the heaters placed inside the walls. In the latter, heat fluxes were calculated...
-
Proekologiczne odnawialne źródła energii. Kompendium
PublicationW książce omówiono podstawy teoretyczne i praktyczne aspekty wykorzystania proekologicznych źródeł energii, odnosząc sie jednocześnie do źródeł konwencjonalnych. Tematem nadrzędnym książki jest szeroko rozumiana ochrona środowiska niszczonego głównie przez przemysł, którego siłą napędową, podobnie jak i całej naszej cywilizacji, jest energetyka konwencjonalna oparta na paliwach naturalnych: węglu, ropie i gazie. Produkty spalania...
-
Theoretical consideration of free convective heat transfer from a round isothermal plate slightly inclined from the vertical
PublicationA semi-analytical solution of simplified Navier-Stokes and Fourier-Kirchhoff equations describing free convective heat transfer from a round isothermal surface slightly inclined from the vertical is presented. The solution is based on the assumption, typical for natural convection, that the velocity component normal to the surface is negligibly small in comparison to the tangential one. Next we neglect the nonlinear inertia force...
Year 2016
-
Technologie ochrony środowiska w przemyśle i energetyce
PublicationPublikacja prezentuje metody oczyszczania powietrza, wody i gleby skażonych podczas produkcji energii w zakładach energetycznych, przemysłowych oraz gospodarstwach domowych. Przedstawia technologie ochrony środowiska w ujęciu chemicznym, fizycznym, mechanicznym
Year 2015
-
Materiały zmiennofazowe do stabilizowania temperatury nawierzchni asfaltowych
PublicationW artykule przedstawiono możliwość wykorzystania lekkiego kruszywa budowlanego modyfikowanego materiałem zmiennofazowym (PCM), jako dodatku do nawierzchni asfaltowej, w celu zwiększenia jej stabilności termicznej przy zachowaniu dotychczasowych właściwości mechanicznych. Cel ten może zostać osiągnięty przez nasączenie porowatych granulek lekkiego kruszywa odpowiednim materiałem zmiennofazowym, co umożliwi magazynowanie określonych...
-
Określanie konwekcyjnych strat ciepła z pionowych powierzchni budynków za pomocą nowej metody.
PublicationW artykule przedstawiono nową metodę pomiaru strumieni strat ciepła za pomocą kamery termowizyjnej wykorzystywanej dotychczas jedynie do badań jakościowych, zwłaszcza do wskazywania miejsc występowania strat ciepła (wewnętrzne ubytki izolacji, mostki cieplne, nieszczelności stolarki budowlanej itd.). Zaproponowana metoda, powstała na podstawie analizy pól temperatur w powietrzu, w oparciu o równanie Fouriera, pozwala nie tylko...
-
The use of lightweight aggregate saturated with PCM as a temperature stabilizing material for road surfaces.
PublicationThis paper presents the possibility of adding lightweight building aggregates to increase the stability – mechanical as well as thermal - of constructions and road objects. This stability can be achieved through saturating the porous granules of aggregate with a phase-change material (PCM) that allows the accumulation of solar heat. Intense solar radiation, especially during the summer, can cause the asphalt on road surfaces, bridges...
Year 2014
-
ATTEMPTS OF THERMAL IMAGING CAMERA USAGE IN ESTIMATIONS OF THE CONVECTIVE HEAT LOSS FROM A VERTICAL PLATE
PublicationIn this paper a new method for determining heat transfer coefficients using a gradient method has been developed. To verify accuracy of the proposed method vertical isothermal heating plate with natural convection mechanism has been examined. This configuration was deliberately chosen, because of the fact that such case is historically the earliest and most thoroughly studied and its rich scientific documentation - the most reliable....
-
Novel Analytic-Numerical Model of Free Convection: with Leading Edge Considered
PublicationA novel solution of the free convection boundary problem is represented in analytical form for velocity and temperature for an isothermal vertical plate, as an example. These fields are built as a Taylor Series in the x coordinate with coefficients as functions of the vertical coordinate (y). We restrict ourselves by cubic approximation for both functions. The basic Navier-Stokes and Fourier-Kirchhoff equations and boundary conditions...
-
Possibility of thermal imaging use in studies of natural convection heat transfer on the example of an isothermal vertical plate.
PublicationA new method of infrared (IR) camera use in convective heat transfer studies has been presented. Until now, IR cameras were utilized for temperature field visualizations of flat heated surfaces of solid objects only. Because liquids and gasses do not emit radiation in the infrared range of wave lengths, detection of temperature field in the air was conducted with the use of plastic mesh, which, after heating by hot air, emits infrared...
-
The external walls of a passive building: A classification anddescription of their thermal and optical properties
PublicationThis paper attempts a new classification of insulating materials from the perspective of their utility in thepro-ecological passive construction industry. The main criterion is the conductivity of thermal and solarenergy. Based on their ability to conduct or block fluxes of thermal and solar energy, six types of insulatingwalls are proposed. On the basis of this criterion there are traditional dividing walls (typical walls, wallinsulating...
Year 2013
-
METHODS OF LIQUID BIOFUEL PRODUCTION – THE BIOETHANOL EXAMPLE
PublicationEthanol is used in chemical and food industry, mainly either in the synthesis or as a solvent. The newest application of ethanol is as a fuel. This alcohol, produced on an industrial scale from crop waste, is widely known under the name bioethanol. It could be used as a fuel by itself or in a mixture with gasoline. Today, there are several technologies for bioethanol production known. The relatively simple method of obtaining bioethanol...
-
Methods of liquid biofuels production - the bioethanol example.
PublicationEthanol is used in chemical and food industry, mainly either in the synthesis or as a solvent. The newest application of ethanol is as a fuel. This alcohol, produced on an industrial scale from crop waste, is widely known under the name bioethanol. It could be used as a fuel by itself or in a mixture with gasoline. Today, there are several technologies for bioethanol production known. The relatively simple method of obtaining bioethanol...
-
Pyrolysis Process of Whole Waste Tires as a Biomass Energy Recycling
PublicationThe article is devoted to the description of material recycling of whole waste tires, including a new method of pyrolysis process, resulting in the final products: technically oil fractions (rubber plasticizer of rubber compounds) or diesel fuels (light, medium and heavy), activated carbon, gas fuel and steel scrap. Operational and performance tests of the first version of the pilot plant, consisting of three contributions cooperating...
Year 2012
-
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...
-
Materiały zmiennofazowe dostępne na rynku. Właściwości i zastosowanie
PublicationW 1990 r. tylko ok. 12 firm, głównie w USA, było zaangażowanych w produkcję materiałów magazynujących ciepło. Moduły wykorzystywanedo magazynowania ciepła wykonane były w postaci rurek z polietylenu i piłek poliolefinowych, zawierających takie materiały zmiennofazowe, jak chlorek wapnia, dekahydrat siarczanu sodu lub parafiny. Tylko moduły stworzone na bazie chlorku wapnia miały gwarantowany czas eksploatacji ok. 10 lat, dla pozostałych...
-
Materiały zmiennofazowe-właściwości, klasyfikacja, zalety i wady
PublicationEnergia promieniowania słonecznego jest najbardziej atrakcyjną, z punk¬tu widzenia środowiska, energią odnawialną. Wykorzystanie jej nie powoduje żadnych efektów ubocznych ani emisji szkodliwych substancji. Nie następuje zubożenie jej zasobów naturalnych. Energia promieniowania słonecznego jest energią łatwo dostępną, ale charakteryzującą się małą gęstością strumienia i dużą stochastycznością występowania.Wśród problemów praktycznego...
-
On analytical solution of stationary two dimensional boundary problem of natural convection
PublicationApproximate analytical solution of two dimensional problem for sta- tionary Navier-Stokes, continuity and Fourier-Kirchho equations describ- ing free convective heat transfer from isothermal surface of half innite vertical plate is presented. The problem formulation is based on the typ- ical for natural convection assumptions: the uid noncompressibility and Boussinesq approximation. We also assume that orthogonal to the plate component...
Year 2011
-
Automatyzacja procesu obliczeń efektywności różnych termodynamicznych wariantów pracy układów ORC
PublicationArtykuł poświęcony jest opisowi możliwości automatyzacji podstawowych obliczeń w procesie projektowania instalacji na bazie układów ORC. Już na etapie początkowym projektu niezbędne jest prawidłowe oszacowanie możliwości związanych z parametrami źródła dostępnej energii oraz dokonanie wyboru odpowiednich wariantów pracy układów. Każdorazowe wykonywanie schematycznego procesu obliczeń w stosunku do każdego spośród dużej ilości potencjalnych,...
-
Bilans cieplny w budynku
PublicationW artykule omówiono wielofunkcyjne izolacje energetyczne nowej generacji, chroniące przed stratami energii cieplnej, ale dodatkowo umożliwiające jeszcze pobranie energii promieniowania słonecznego. W ten sposób, dostarczając energię słoneczna i ograniczając starty energii cieplnej, izolacje transparentne poprawiają bilnas energetyczny i zmniejszają koszty jego eksploatacji.
-
Nowe możliwości energooszczędnego budownictwa pasywnego
PublicationW artykule opisano materiały budowlane zzawierające susbtancje podlegające przemianom fazowym. Stała temperatura przemiany fazowej pozwala stabilozować temperaturę nie tylko poszczególnych pomieszczeń, ale również całych budynków, w których materiały te zostały zastosowane.
-
Nowoczesne metody termochemicznej konwersji biomasy w paliwa gazowe, ciekłe i stałe
PublicationWykorzystanie biomasy do produkcji ciepła w procesach bezpośredniego spalania lub współspalania z węglem, polegające na konwersji zawartej w niej energii chemicznej związków węgla, wodoru i tlenu w energię cieplną w kotłach, jest jednocześnie najtańszym, lecz - zdaniem wielu ekspertów - najmniej efektywnym i ekonomicznie najmniej opłacalnym rozwiązaniem. W przypadku łącznej produkcji energii cieplnej i elektrycznej w elektrociepłowniach...
-
Nowoczesne metody termochemicznej konwersji biomasy w paliwa gazowe, ciekłe i stałe = Modern methods of thermochemical biomass conversion into gas, liquid and solid fuels
PublicationBiomass utilization through direct- or co-combustion with coal, based on coal, hydrogen and oxygen compounds chemical energy conversion into heat in boilers, is simultaneously the cheapest and - according to experts - economically least effective solution. In case of heat and electricity production in cogeneration process in biomass fueled heat and power stations (wood, straw, energetic plants, RDF etc), investment costs are little...
-
Systematic and Selection Criteria for ORC System Working Fluid Used for a Determined Amount of Excessive Energy
PublicationPoprawa sprawności energetycznej procesów technologicznych stanowi obecnie - obok ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i wykorzystania alternatywnych źródeł do produkcji energii - najważniejszy element idei zrównoważonego rozwoju. Niniejsza praca wychodzi naprzeciw rynkowym oczekiwaniom. wskazując możliwości wpisania się w ten trend. W procesach technologicznych ciepło odpadowe stanowi nie zawsze do końca rozwiązany problem....
Year 2010
-
Aspekty ekologiczne i ekonomiczne recyklingu krzemowych ogniw i modułów fotowoltaicznych - efektywne wykorzystanie zasobów energetycznych.
PublicationStale rosnący udział modułów fotowoltaicznych (PV) w światowej produkcji energii elektrycznej powoduje, iż zwiększająca się ilość odpadów - w postaci zużytych lub uszkodzonych ogniw i modułów PV - spowoduje w najbliższych latach konieczność bardziej racjonalnego ich zagospodarowania. W artykule przedstawiono doświadczenia i wnioski autorów z realizacji badań, związanych z recyklingiem ogniw i modułów fotowoltaicznych z krystalicznego...
-
Bilans cieplny w budynku
PublicationZinwentaryzowano strumienie cieplne wytwarzane wewnątrz budunku, strumienie cieplne docierające do niego w postaci promieniowania słonecznego oraz strumienie opuszczające budynek - jako straty ciepła. Przedstawiono mechanizmy przekazywania tych strumieni oraz ich konwersji w energię cieplną. Przeanalizowno też wpływ izolacji zewnętrznej i wewnętrznej na straty ciepła z budynku.
-
Bilans cieplny w budynku, zastosowanie izolacji transparentnych (cz. 1)
PublicationZaproponowano podział izolacji budowlanych pod kątem ich oddziaływania na strumienie energii cieplnej i energii promieniownia słoneczego. W ramach tego podziału wytypowano do rozważań izolacje transparentne. Przeprowadzono rozważania teoretyczne, w których w oparciu o mechanizmy wymiany energii porównano te izolacje z izlacjami tradycyjnymi.
-
Bilans energetyczny cyklu produkcji i eksploatacji RME w indywidualnym gospodarstwie rolnym
PublicationBilans energetyczny jest jednym z instrumentów badawczych, służących do oszacowania potencjału energetycznego oraz ekonomicznego inwestycji związanych z indywidualną produkcją estrów oleju rzepakowego. Wymaga on zsumowania nakładów energetycznych, występujących na każdym etapie procesu: w fazie wzrostu rośliny oleistej, pozyskiwania oleju rzepakowego, transestryfikacji oraz eksploatacji uzyskanych estrów, półproduktów i odpadów....
-
Biomass as a reliable renewable energy source in the fulfilling the white paper poland-eu requirements
PublicationZgodnie z wytycznymi z Białej Księgi Unii Europejskiej, wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii powinien osiągnąć 7,5% w 2010 r. i 14% w 2020 r. o ogólnym zużyciu energii w Polsce. Analizę sytuacji energetycznej Polska w przeszłości i przewidywania zmian globalnych i regionalnych w odniesieniu do produkcji i zużycia energii, prowadzą do wniosku, że biomasa może być możliwym źródłem energii odnawialnej dla realizacji tych...
-
Magazynowanie energii cieplnej w gaczu parafinowym. Cz.1
PublicationPrzedsatwiono sposoby magazynowania energii z położeniem nacisku na energię cieplną. Scharakteryzowano materiały do magazynowania energii cieplnej i przedstawiono kryteria ich doboru. Następnie skupiono się na gaczu parafinowym, jednym z produktów w przemyśle rafineryjnym. Przeprowadzono badania fizykochemiczne gaczu lekkiego z zawartością 4% oleju, który zastosowano do magazynowania energii cieplnej z kolektora słonecznego. Przedstawiono...
-
Magazynowanie energii cieplnej w gaczu parafinowym. Cz.2
PublicationPrzedstawiono wyniki badań eksploatacyjnych zasobnika ciepła z gaczem parafinowym. Źródłem ciepła był kolektor słoneczny pracujący w warunkach rzeczywistych oraz wytwornica ciepła modelująca jego pracę.
seen 3196 times