Strona główna
RODO - obowiązek informacyjny

Zaproszono nas
Sprawozdania z imprez branżowych, w których uczestniczyliśmy. Czytaj więcej...
  Aktualności
Informacja o nowej formule Konferencji Techniczno-Surowcowo-Analitycznej organizowanej przez STC w 2024 r. Czytaj więcej...
  Wyniki Konkursu STC na najlepszą pracę dyplomową. Czytaj więcej...
  W dn. 27-28.06.2023. odbyło się seminarium, przeznaczone dla kierowników laboratoriów oraz pełnomocników ds. systemów zarządzania nt. “Aktualne zagadnienia dotyczące jakości w przemyśle cukrowniczym” Czytaj więcej...
  W dniu 22 czerwca 2023 roku w Werbkowicach oraz w Hrubieszowie odbyły się uroczyste obchody Jubileuszu 60–lecia Cukrowni „Werbkowice” Czytaj więcej...
  Plan konferencji i seminariów w 2024 roku Czytaj wiecej...
Plan kursów na 2024 r. Czytaj więcej...

Lista publikacji  

Działalność naukowa Zakładu Aparatury Przemysłowej Politechniki Warszawskiej prof. dr hab. inż. Krzysztof Urbaniec, Politechnika Warszawska

Zakład rozwija od wielu lat trzy główne kierunki badań:

• Budowa i eksploatacja aparatury przemysłowej, przede wszystkim dla procesów produkcyjnych oraz ochrony środowiska w przemyśle spożywczym i chemicznym;
• Przepływy mieszanin wielofazowych, zwłaszcza przepływy mieszanin występujących w aparatach przemysłowych - np. przepływy zawiesin cząstek ciała stałego w cieczy, mieszanin cieczowo -gazowych i in.;
• Projektowanie instalacji przemysłowych, w tym zmniejszanie zużycia energii, zmniejszanie zużycia wody, redukcja odpadów, a także układy pomiarowe umożliwiające dokładne bilansowanie złożonych instalacji.

Jako komórka organizacyjna Wydziału Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii Politechniki Warszawskiej, Zakład Aparatury Przemysłowej ściśle współpracuje z Centrum Doskonałości CERED i dlatego niektóre tematy wykonywane w Zakładzie są również zaliczane do planu prac Centrum. W niniejszym referacie omówiono kilka przykładowych tematów prac.

Na styku dwóch kierunków badań: "budowa i eksploatacja aparatury" oraz "przepływy mieszanin wielofazowych" lokują się prace nad kształtowaniem konstrukcji krystalizatorów z pionowym ruchem elementów chłodzących, w tym zakończony w lutym 2005 r. projekt finansowany przez Komitet Badań Naukowych. W projekcie sprawdzono schemat postępowania polegający na tym, że stosując specjalistyczne programy komputerowe symuluje się przepływ cieczy (może być zawiesina kryształów) w określonej konfiguracji kanałów, a następnie wyniki symulacji są doświadczalnie sprawdzane na modelu kanałów. Przepływ modelowy jest wizualizowany odpowiednimi metodami i filmowany kamerą wideo, a potem film jest przetwarzany na cyfrowy opis przepływu. Jeżeli weryfikacja doświadczalna potwierdza wynik symulacji, to powstaje możliwość zastosowania programu symulacyjnego w projektowaniu.
Symulacja i badania modelowe w ramach projektu badawczego dotyczyły odcinka krystalizatora bezpośrednio pod lustrem cieczy, gdzie porusza się wiązka rur chłodzących wraz z przegrodami, uniemożliwiającymi niepożądany przepływ cieczy przez obszary obok rur. Stwierdzono, że symulacja umożliwia wyznaczanie rozkładu prędkości przepływu w pobliżu rur chłodzących. Pozwala to konstruktorowi krystalizatora na wykonywanie obliczeń sprawdzających prawidłowość kształtowania wiązki rur.

Przykładem prac należących do kierunku badań "projektowanie instalacji przemysłowych" jest zakończona niedawno praca doktorska "Analiza struktury i parametrów pracy instalacji wodno-ściekowych cukrowni". Dotyczy ona poszukiwania możliwości niekosztownych usprawnień gospodarki wodno-ściekowej drogą postępowania złożonego z trzech podstawowych kroków, którymi są:

1. Inwentaryzacja gospodarki wodno-ściekowej,
2. W oparciu o wyniki inwentaryzacji, w tym określenie dokładnego schematu, utworzenie modelu komputerowego i wykonanie obliczeń optymalizacyjnych,
3. Porównanie istniejącej sytuacji z wynikiem optymalizacji i ustalenie, jakie usprawnienia są realne i które z nich są najbardziej przydatne.

Postępowanie jest oparte na podziale gospodarki wodno-ściekowej na trzy zasadnicze obiegi: obieg w produkcji cukru i elektrociepłowni, obieg barometryczny oraz główny obieg wodno-ściekowy. Trzy wymienione wyżej kroki można ograniczyć do głównego obiegu wodno-ściekowego obejmującego m.in. regenerację wody i oddzielanie z niej zanieczyszczeń. Z inwentaryzacji uzyskuje się dane o istniejącym schemacie, parametrach wody pobieranej z zewnątrz, zawartości zanieczyszczeń w burakach i wreszcie wymaganiach odnośnie do oczyszczonych ścieków. Do utworzenia modelu komputerowego i wykonania obliczeń optymalizacyjnych wykorzystuje się specjalistyczne oprogramowanie.

Według powyższych zasad rozpatrzono, posługując się danymi z przykładowej cukrowni, główny obieg wodno-ściekowy obejmujący: płuczkę gazową, płuczkę buraków, obieg spławiakowy i urządzenia do oczyszczania wody spławiakowej, a także oczyszczalnię ścieków z możliwością zawracania oczyszczonych ścieków na uzupełnienie wody w obiegu spławiakowym. Przy istniejącym schemacie obieg zużywa wodę z zewnątrz w ilości 32 % nb, natomiast po usprawnieniach według wyniku obliczeń optymalizacyjnych - 18 % nb. W usprawnionym obiegu funkcjonują te same urządzenia i stosowana jest ta sama technologia oczyszczania ścieków, natomiast zmienione są niektóre połączenia rurociągowe (przykładowo, zamiast zawracać oczyszczone ścieki bezpośrednio do obiegu spławiakowego przed osadnik, należy kierować je do płuczki buraków) i przepływy wody we wszystkich połączeniach. Oczywiście, rozwiązanie takie przed wdrożeniem powinno być akceptowane przez technologa wody i ścieków, a następnie trzeba się zastanowić nad opłacalnością przebudowy układu rurociągów.

Zakład Aparatury Przemysłowej prowadzi konsultacje dla polskich uczestników międzynarodowych projektów badawczych objętych tzw. 6 Programem Ramowym Badań i Rozwoju Unii Europejskiej. Od wiosny 2004 realizowany jest dwuletni projekt AITEKIN, który dotyczy komputerowo wspomaganego badania kinetyki reakcji chemicznych (przed uruchomieniem nowej produkcji chemicznej). Celem jest zbudowanie i uruchomienie instalacji doświadczalnej do szybkich pomiarów stałych kinetycznych w złożonych systemach reagujących. AITEKIN należy do kategorii projektów dla małych firm i jest koordynowany przez firmę włoską. Wśród 6 partnerów są również Anglicy i Czesi, a z Polski - Biuro Usług Technicznych i Handlu z Poznania. Uczestnictwo w tym projekcie powoduje, że firma będzie współwłaścicielem wyników - np. oprogramowania, które powstanie dla komputerowego systemu pomiarowego.

Inny projekt podobnego typu, znany pod akronimem SHERHPA, dotyczy pomp ciepła do zastosowań w ogrzewaniu budynków i w przemysłowych systemach grzewczych. Głównym celem jest wdrożenie do przemysłu nowych czynników chłodniczych zastępujących freony, które musza być wyeliminowane ze względu na przepisy ochrony środowiska. Ten trzyletni projekt, koordynowany przez francuski instytut, jest znacznie większy od poprzedniego. Prace badawcze wykonuje 10 uczelni i instytutów, a grupa partnerów przemysłowych składa się z 20 małych firm; łącznie reprezentowanych jest 12 krajów europejskich. Dwóch polskich uczestników - Wiedemann Polska oraz HIBERNATUS - uzyska prawa współwłasności wyników badań.

Lista publikacji