Projekti / Programi
Raziskave v energetskem, procesnem in okoljskem inženirstvu
01. januar 2004
- 31. december 2008
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.13.00 |
Tehnika |
Procesno strojništvo |
|
| 1.08.00 |
Naravoslovje |
Varstvo okolja |
|
| 2.03.00 |
Tehnika |
Energetika |
|
| 2.05.00 |
Tehnika |
Mehanika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| T140 |
Tehnološke vede |
Energijske raziskave |
Procesno strojništvo, energetika, okoljevarstveno inženirstvo, prenosni pojavi, mehanika tekočin, prenos toplote, prenos snovi, reakcijski tokovi, hidravlika, termodinamika, zgorevanje in sežiganje, ravnanje z odpadki
Raziskovalci (27)
Organizacije (2)
Povzetek
Na področju energetskega, procesnega in okoljskega inženirstva bo programska skupina razvijala temeljne in aplikativne raziskave na področju mehanike tekočin, prenosa toplote in snovi. V okviru tega temeljnega poslanstva namerava v naslednjih petih letih poglobiti raziskave iz teoretične in uporabne mehanike tekočin, prenosa toplote in snovi in to zlasti z numeričnimi in fizikalnimi eksperimenti na področju prenosnih pojavov v tekočinah in trdninah, ter poglobiti raziskave iz aplikativne mehanike tekočin, prenosa toplote in snovi iz področja prenosnih pojavov v toplotnih strojih, v turbinskih strojih, procesne tehnike ter v okoljskem inženirstvu. Osnovno stališče raziskav je, da gre v vseh primerih za enake fizikalne zakone, opisane z matematičnimi enačbami, ki jih rešujemo bodisi s pomočjo analitičnih, numeričnih ali eksperimentalnih metod. Iz osnovnega znanja bodo člani skupine črpali posebna znanja, potrebna za izvedbo aplikativnih raziskav, v končni fazi namenjeni tudi tistim, ki bodo tako pridobljeno znanje izkoristili v gospodarske namene.
Pomen za razvoj znanosti
Za razvoj znanosti je ključnega pomena, da je skupina sposobna povezati sodobna inženirska orodja s teoretičnimi problemi. To nam je uspelo zlasti na naslednjih področjih: (a) prvi primer uspešnega razvoja metode robnih elementov za numerično simulacijo turbulentnega toka tekočine na osnovi metode velikih vrtljev (Large eddy simulation - LES). V delu je izpeljana hitrostno-vrtinčna formulacija filtriranih Navier-Stokes enačb, ki so osnova LES računskega algoritma. Računski algoritem temelji na inovativni kombinaciji metode robnih elementov, uporabljane za izračun kinematike toka in robnih vrtinčnosti, in metode končnih elementov, uporabljene za izračun kinetike toka. Razvit numerični algoritem je primeren tudi za razširitev na področje prostorskega toka, kakor tudi za razširitev na področje večfaznih tokov. (b) gibanje kosmov v suspenziji, ki je delovna zmes na biološki čistilni napravi, pri čemer je največja pozornost namenjena geometrijskim in sedimentacijskim lastnosti kosmov, ki so ključni parametri pri razvoju numeričnega postopka za simulacijo gibanja kosmov ter analizam oblik kosmov, velikosti primarnih delcev ter kosmov, poroznosti ter prepustnosti kosmov in gostote kosmov. (c) vpliv biodizelskega goriva na karakteristike vbrizgavanja, curka goriva in motorja v cilju zmanjšanja škodljive emisije s testom na avtobusnem dizelskem motorju z M sistemom vbrizgavanja. Karakteristike procesa vbrizgavanje, curka goriva in motorja, dobljene z biodizlom, so primerjane s karakteristikami, dobljenimi z mineralnim dizelskim gorivom pod različnimi delovnimi pogoji. Obravnavano gorivo je čisti biodizel iz oljne ogrščice. Dobljeni rezultati so uporabljeni za analizo najpomembnejših karakteristik vbrizgavanja, curka in motorja. Rezultati kažejo, da je pri uporabi biodizla možno zmanjšati škodljivo emisijo (NOx, CO, saje in HC) z ustrezno nastavitvijo statičnega kota vbrizga. (d) reševanje problema naravne konvekcije zaradi dvojne difuzije v porozni snovi z uporabo Robno Območne Integralske Metode. Ohranitvene enačbe so ustrezno transformirane ter rešene z uporabo programskega paketa BEEAS, Boundary Element Engineering Analysing System, ki je ustrezno dopolnjen za reševanje toka tekočine po porozni snovi. Izpeljan numerični algoritem je testiran na primeru naravne konvekcije zaradi dvojne difuzije za številne geometrije ter robne pogoje. Seveda se je skupina ukvarjala še z drugimi pomembnimi znanstvenimi aspekti, zapisani so le najpomembnejši rezultati
Pomen za razvoj Slovenije
Razvoj slovenske industrije, znanosti in tudi aplikacij na področju prenosnih pojavov ni vezan izključno na inženirske probleme, pomembna je tudi diseminacija rezultatov. V letu 2005 izšla prva številka, in nato vsako leto po dve številki mednarodne znanstvene revije International Journal of Dynamics of Fluids, katere glavni urednik je red. prof. dr. Leopold Škerget in pomožna urednika red. prof. dr. Matjaž Hriberšek in izr. prof. dr. Jure Marn. Z uredništvom te revije je slovenskim raziskovalcem dana možnost neposrednega sooblikovanja na področju mehanike tekočin in prenosa toplote, ter neposredni dostop do mednarodnih recenzentov. Poleg tega smo organizirali mednarodno konferenco “Alternative fuels 2008” je potekala od 10-11. januarja 2008 v hotelu Piramida v Mariboru. Konference se je udeležilo več kot 60 raziskovalcev in ekspertov iz industrije in raziskovalnih organizacij iz Velike Britanije, Španije, Italije, Bosne in Hercegovine, Srbije in Slovenije. Cilj konference je bil povezati ljudi iz različnih disciplin v cilju promocije modernih tehnologij, s katerimi lahko prispevamo k čistejšemu okolju in zanesljivejšemu razvoju naše družbe. Glavni namen je bil vzpodbuditi sodelovanje med raziskovalci in prenos znanja med raziskovalnimi inštitucijami in industrijo. Še več, skupina se v preteklih letih pričela ukvarjati tudi z bio-tehničnimi aplikacijami kot naravna nadgraditev svojih dosedanjih izsledkov.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
