Raziskava se nanaša na sistem daljinskega ogrevanja v Ljubljani, ki vključuje 245 km zelo razvejanega cevovoda. Namen študije je bil ugotoviti vpliv toplotne prevodnosti zemljine (λs) na toplotne izgube s predizoliranih cevi med obratovanjem. Upoštevana je bila geometrija cevovoda, lastnosti materialov (predvsem toplotna prevodnost izolacije in zemljine) in časovno odvisni podatki dovoda, povratka in okolice. Na izbranih lokacijah predizoliranega cevovoda so bile izvedene meritve temperatur, vlažnosti in toplotne prevodnosti zemljine ter toplotnega toka skozi zemljino. Dodatno so bile na vzorcih zemljine opravljene laboratorijske meritve z namenom, da se ugotovi gostota, specifična toplota in termična difuzivnost zemljine. Za izvrednotenje toplotnih izgub so bile opravljene tranzientne in stacionarne numerične simulacije temperaturnih polj v zemljini. Poleg vpliva okoliške temperature sta bili pri tranzientnih simulacijah upoštevani še temperatura dovoda in povratka. Predstavljena je metoda za napoved λs med obratovanjem cevovoda. Algoritem bazira na primerjavi izmerjenih (Θexp) in simuliranih (Θsim) temperatur v izbrani časovni periodi pri istih robnih pogojih.
COBISS.SI-ID: 12406555
Delo se nanaša na vpliv vstopnih pogojev na prehod mehurčkastega v čepasti tok v mini sistemih. Za popis vpliva vstopnih pogojev na krajevno-časovni razvoj tokovnih vzorcev je bila postavljena nova testna sekcija s stekleno mini cevko (D=1,2 mm notranji premer). Zamenljiv del konstrukcije omogoča testiranje vpliva različnih geometrijskih kombinacij mešanja plina in kapljevine pred vstopom v mini cevko. Uporabljena sta bila mešalnik s poroznim slojem in križni mešalnik. Posnetki s hitro tekočim video sistemom so bili opravljeni pri vsaki od 70 kombinacij pretokov plina in kapljevine, kar ustreza povprečeni hitrosti plina v razponu od 0,2 m/s do 11 m/s in povprečeni hitrosti kapljevine v razponu od 0,25 m/s do 3 m/s. Razločeni so bili mehurčkasti, čepasti in kolobarjasti tokovni vzorec. Na podlagi primerjave tokovnih kartografov ni bilo mogoče opaziti pomembnejših vplivov posameznega mešalnika. Digitalna obdelave hitro tekočih video posnetkov je bila uporabljena za določitev ekvivalentnega premera vsake plinaste strukture. Primerjave porazdelitev ekvivalentnega premera mehurčkov so pokazale močan vpliv vstopnih pogojev na velikost mehurčkov in njihovo porazdelitev vzdolž mini cevke in posledično na prehod med mehurčkastim in čepastim tokom. Numerično orodje Ansys Fluent z metodo VOF je bilo uporabljeno za napovedovanje tokovnih vzorcev v mini cevki z notranjim premerom 1,2 mm. Predstavljen je nov pristop neprekinjenega mešanja, ki omogoča napovedovanje različnih tokovnih vzorcev samo s spreminjanjem pretokov posamezne faze. Na ta način smo napovedali tokovne strukture, ki so primerljive eksperimentalnim opažanjem v primeru obeh mešalnikov. Razmeroma dobro ujemanje je bilo dobljeno tudi pri kvantitativni analizi prehoda med mehurčkastim in čepastim tokom.
COBISS.SI-ID: 13081371
Namen te študije je bil omogočiti nadaljne razumevanje z mehurčkom povzročenega mešanja grete kapljevine. Izvedene so bile temeljne raziskave motnje v razslojeni termični plasti, povzročene s suspendiranjem zračnega mehurčka z ekvivalentnim premerom krogle 6mm v vodo (Eo=1.2). Za reprodukcijo gibanja mehurčka kot tudi vleka kapljevine v brazdi smo uporabili digitalni video sistem in termokromatske tekoče kristale. Kot numerično orodje je bila uporabljena tridimenzijska simulacija s sledenjem stične površine. Rezultati so pokazali dolgo območje odprte brazde, ki se formira vzdolž fluktuirajoče poti mehurčka. Amplituda brazde mehurčka je veliko večja od amplitude poti. Poleg vzdolžnega mešanja prečno gibanje vrtincev povzroča močno stransko mešanje. Detajli numerične simulacije so pokazali na brazdo, ki oblikuje verigo vrtinčnih obročev v obliki črke omega. Ti ‘‘obroči’’ so med seboj spojeni v območju ob brazdi. V oddaljeni brazdi vzdolž toka koherentni efekti vodijo do bolj kompleksnih vrtinčnih vzorcev. Zaradi deformabilnosti površine mehurčka je dezintegracija koherentne verige vrtincev zelo komleksna in na tej stopnji še nerazjasnjena. Primerjava s temperaturnim odzivom tekočih kristalov je pokazala, da je časovna skala mešanja veliko daljša od zadrževanja dvigajočega mehučka, približno 8s kot je bilo ugotovljeno z več eksperimentalnimi nizi. Na osnovi prečnega širjenja vnešene hladne vode je bilo ocenjeno, da je z mehurčkom povzročena difuzija okrog 170-krat večja od difuzije gibalne količine. Mešanja kapljevine ni mogoče pravilno modelirati brez upoštevanja strukture brazde, ki je odvisna od velikosti mehurčka.
COBISS.SI-ID: 12220187
Razmejitev med mini in mikro kanali pri dvofaznem toku je tema številnih raziskovalnih člankov. Med raziskovalci ni konsenza kdaj majhne kanale opredelimo kot mini kanale oz. mikro kanale. V tem prispevku kot razmejitvene kriterije predlagamo uporabo normaliziranega radija nosu mehurja, razmerje med debelino spodnjega in zgornjega kapljevinskega filma ter oblike mehurja pri čepastem toku skozi kanal za adiabatne razmere. Vhodna parametra sta radij nosu mehurja in hitrost vrha nosu kot karakteristični dolžinski in hitrostni skali. Potrebni podatki so bili pridobljeni s 3D numerično simulacijo s programskim paketom ANSYS FLUENT. V duhu dobre prakse CFD je bila narejena raziskava odvisnosti rezultatov od gostote računske mreže in validacija numeričnega modela z objavljenimi eksperimentalnimi podatki. Analiza rezultatov numerične simulacije kaže, da lahko kanale premera D ( 100μm opredelimo kot mikro sistem, medtem ko kanali z D ) 400μm pripadajo mini sistemom. Območje 200μm ( D ( 300μm predstavlja prehod od mikro skale do mini skale.
COBISS.SI-ID: 13258779
Za boljše razumevanje osnovnih dvofaznih pojavov in s tem boljše napovedovanje prehodov med različnimi vzorci stičnih struktur dvofaznega pretoka, je treba posodobiti naš način razmišljanja od enonamenskih vzorčnih kartogramov z omejeno uporabnostjo na splošni pristop, ki temelji na prvih principih, mehanistični analizi in karakterizaciji zapletenih tokov na več skalah hkrati. Medtem ko je ta potreba za velike - makro kanale in cevi običajno obravnavana s kartogrami empirično določenih tokovnih režimov, še nimamo soglasja za dvofazni tok v mikrokanalih in miniaturnih ceveh. Ta študija predstavlja vrsto priporočil za razvoj novega celovitega tipa kartograma tokovnih vzorecev, ki ne zajema samo adiabatnih tokov, tokov z izhlapevanjem in kondenzacijskih tokov v enem samem nesmiselnem tokovnem vzorcu, ampak vključuje tudi informacije o toku na večih skalah in vsebuje metode z vdelanim mehanizmom za osnovne dvofazne pojave namenjene razvijanju enotnih modelov za tlačni gradient, prenos toplote, fazni delež, kritični toplotni tok, itd, vse v usklajeni globalni metodi.
COBISS.SI-ID: 12534811