Poniżej prezentujemy artykuły naukowe Otwartych Innowacji

Pośrednia i bezpośrednia zamiana energii cieplną na energię elektryczną

Michał Cienciała*

Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny



Abstrakt

Opisana jest konwersja energii cieplnej na energię elektryczną. Konwersja energii jest to proces zmiany jednej formy energii na drugą. Istnieją dwie metody konwersji: bezpośrednia, gdy energia cieplna jest konwertowana bezpośrednio na energię elektryczną i pośrednia, kiedy energia cieplna jest przekształcana najpierw w energię mechaniczną, a potem w energię elektryczną. Podstawą metody bezpośredniej jest efekt termoelektryczny, który składa się z trzech odrębnie określonych efektów: efekt Seebeck, efekt Peltiera i efekt Thomsona. W przypadku zamiany energii cieplnej na energię elektryczną mówimy o efekcie Seebecka. W metodzie pośredniej najpierw energia cieplna jest przekształcana w energię mechaniczną. Podstawą jest sprężanie i rozprężanie gazu ze względu na zmiany temperatury. Zjawisko to jest używane między innymi w: silniku parowym, silniku Stirlinga lub polską odmianą - silniku WASE2. Następnym krokiem jest przekształcanie energii mechanicznej w energię elektryczną. Podstawą jest indukcja elektromagnetyczna, która wytwarza siłę elektromotoryczną. Indukcja elektromagnetyczna jest używany m.in.: prądnicach, alternatorach i prądnicach typu „amerykanka”. }

Słowa kluczowe: energia cieplna, odzyskiwanie, elektryczność, energia mechaniczna, efekt Peltiera, efekt Seebeck'a, termoelekryczność

Wpływ wilgotności powietrza na parametry pracy silnika samochodowego o zapłonie samoczynnym

Piotr Haller*

Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny,

Abstrakt


Głównym problemem w spalinowych silnikach o zapłonie samoczynnym jest nierównomierny rozkład temperatury i mieszanki paliwowo powietrznej wewnątrz komory spalania. Sprzyja to powstawaniu punktów o wysokiej i niskiej koncentracji tlenu w komorze spalania silnika. W miejscach o wysokiej koncentracji tlenu, proces spalania wytwarza bardzo szkodliwe tlenki azotu NOx, a w miejscach o niskim stężeniu tlenu, w wyniku niekompletnego spalania paliwa powstają cząsteczki stałe w postaci sadzy. To nierówne rozłożenie temperatury i mieszanki paliwowo powietrznej w komorze spalania wpływa także na ograniczone maksymalne osiągi silnika w każdym jego cyklu roboczym. Jedną z metod mającą na celu  ulepszenie procesu spalania jest podawanie do silnika powietrza o dużej wilgotności.
Badania przeprowadzono na hamowni podwoziowej w Katedrze Inżynierii Pojazdów Politechniki Wrocławskiej. Na potrzeby prowadzonych badań wyznaczono charakterystyki zewnętrzne silnika o zapłonie samoczynnym przy różnych wartościach wilgotności powietrza. Analiza wyników prowadzonych badań pozwala stwierdzić, że woda pozytywnie wpływa na parametry pracy silnika o zapłonie samoczynnym.

 Słowa kluczowe: woda, para wodna, silniki spalinowe, hamownia podwoziowa

 

Odzysk jonów cynku(II) i manganu(II) z roztworów pokwaśnym ługowaniu zużytych chemicznie  źródeł energii metodą flotacji jonowej
 
     Katarzna Rudowicz1, Weronika Wierzbicka1 Agnieszka Sobianowska-Turek1*, Katarzyna Sobianowska2


   1 Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Zakład Technologii Odpadów i Remediacji Gruntów
2 Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, Zakład Chemii Analitycznej i Metalurgii Chemicznej


Abstrakt

Celem artykułu jest przedstawienie i omówienie wyników badań dotyczących stopnia wydzielenia jonów cynku(II) i manganu(II) z roztworów modelowych lub rzeczywistych po kwaśnym ługowaniu odpadów bateryjnych Zn-C i/lub Zn-MnO2 w procesie flotacji jonowej. Badania prowadzono stosując w roli kolektorów jonizowalne etery lariatowe. Na podstawie otrzymanych wyników określono wpływ odczynu flotowanego roztworu oraz rodzaju stosowanego związku makrocyklicznego na ten proces.

Słowa kluczowe: odzysk jonów, cynk, mangan, flotacja

Termografia

Bartosz Śliski1,  Piotr Wroński1, Paweł Kula2, Jacek Doskocz2,

  1 Dolnośląski Akcelerator Technologii i Innowacji Sp. z o.o., 51-113 Wrocław, ul Obornicka 23/8
2 Klaster B+R&I, ul. Piłsudzkiego 74, 50-020 Wrocław


Abstrakt

W artykule omówiono temperaturę ciała ludzkiego i mechanizmy odpowiedzialne za termoregulację  w organizmie człowieka. Omówiono metodę termowizyjną oraz jej zastosowanie w sporcie i rehabilitacji na przykładzie doniesień literaturowych. Zwrócono uwagę na przystępność sprzętu do termografii, dzięki czemu może być on wykorzystywany powszechnie do osobistego użytku. Celem pracy było wykazanie możliwości wykorzystania kamery termowizyjnej podłączonej do smartfonu do bezpośredniej oceny efektywności wykonywanego treningu i skuteczności prowadzonej rehabilitacji. Podjęte badania dotyczyły analizy zmian rozkładu temperatury w bicepsach podczas treningu i rehabilitacji. Pomiaru temperatury w bicepsach dokonano przed i po wykonaniu ćwiczeń na siłowni, przed i po wykonanym masażu przez osobę przeprowadzającą rehabilitację bez zaangażowania osoby poddanej zabiegowi. Odnotowano zmianę temperatury między mięśniami przed wykonywaniem ćwiczeń na siłowni i po ćwiczeniach, oraz niewielki wzrost temperatury mięśni po masażu. Badania wykazały, że metodę termowizji można stosować do zobrazowania efektu wysiłku, stopnia zaangażowania mięśni i stawów treningu w postaci lokalnych zmian temperatury mięśni zaangażowanych w ćwiczenia oraz podczas rehabilitacji (masażu). Metoda termowizji jest przydatna do monitorowania rehabilitacji w dłuższym cyklu, a w przypadku treningu do oceny jego efektywności.

Słowa kluczowe: termografia, rehabilitacja, sport, kamery termowizyjne, termoregulacja organizmu, spalanie w tkankach

Wojciech Cichowski, Monika Kurczyńska

Symulacje transportu jonów przez białka transmembranowe pozwalają lepiej zrozumieć szereg procesów fizjologicznych, związanych z sygnalizacją komórkową i transportem cząsteczek za pośrednictwem nanoporów w błonie komórkowej. Dzięki temu możliwe staje się kontrolowanie podobnych procesów i fakt ten wykorzystywany jest przy opracowywaniu nowych metod leczenia chorób, u podstaw których leży nieprawidłowe funkcjonowanie określonych kanałów jonowych.

Wiodącym programem, umożliwiającym przeprowadzanie symulacji ruchu jonów, jest GCMC/BD Ion Simulator [2], działający w oparciu o algorytmy Dynamiki Browna i Grand Canonical Monte Carlo. Operacje wykonywane przez program dzielą się na kilka etapów. W rezultacie otrzymuje się pliki zawierające informacje o wynikach symulacji oraz o warunkach, przy których dana symulacja została przeprowadzona. Jednak wszystkie dane, zawarte w wygenerowanych plikach, zapisane są w sposób niewygodny do interpretacji. Aby w znacznym stopniu uprościć i przyspieszyć etap analizy uzyskiwanych wyników, zaprojektowany został program Ion Current Analyser v.2.0 (ICA). Zaimplementowany w środowisku programistycznym MATLAB, wyposażony został w graficzny interfejs, który umożliwia przejrzystą prezentację parametrów charakteryzujących właściwości badanych nanoporów.

Rola użytkownika ogranicza się do wskazania plików z wynikami, z których każdy dotyczy jednej z szeregu symulacji przeprowadzanych dla danego białka, przy różnych ustawieniach napięcia transmembranowego bądź różnych stężeniach jonów po obu stronach błony. Parametry, jakie ICA odczytuje z plików, to charakterystyki jonów (rodzaj, ładunek, współczynnik dyfuzji, parametry potencjału LennardaJonesa, stężenia zewnątrz i wewnątrzkomórkowe cząsteczek) oraz najważniejsze wartości napięcia transbłonowego oraz wartości natężenia prądów jonowych. Na podstawie tych informacji program generuje wykresy zależności prądowonapięciowych, wyświetla informacje o jonach, których przepływ był symulowany oraz wyznacza parametry charakteryzujące białko transmembranowe, takie jak konduktancja, selektywność i prostowanie, dla różnych wariantów potencjałów transbłonowych. Wszystkie te wielkości zostają zestawione w tabelach i innych panelach interfejsu graficznego.

Program umożliwia eksport do plików zarówno wartości wszystkich wyliczonych parametrów jak i wygenerowanych wykresów. Rozwiązanie to zapewnia

Dalsza część Artykułu dostępna jest w postaci PDF po zalogowaniu się 1-2/2013