V članku je predstavljen inovativen hidriden analitično-numeričen pristop za modeliranje transporta snovi v gorivnih celicah, ki je primeren za uporabo v sistemskih simulacijah. Inovativnost pristopa izhaja iz sklopitve 1D numeričnega modela toka vzdolž kanala in 2D analitične rešitve koncentracijskega polja v smeri pravokotno na kanal, kar privede do 3D popisa koncentracijskega polja. Rezultati hibridnega analitično-numeričnega modela izotermne gorivne celice z enostavno geometrijo so bili primerjani z rezultati pridobljenimi s profesionalnim 3D CFD programskim paketom. Primerjava potrjuje zelo dobro ujemanje rezultatov inovativnega modela in rezultatov 3D CFD paketa, hkrati pa je za inovativni model značilna računska zahtevnost primerljiva z 1D modeli. Takšna računska zahtevnost modela izhaja iz analitičnega popisa koncentracijskega polja v dveh dimenzijah, ki sta pravokotni na kanal, in tako omogoča uporabo modela v sistemskih simulacijah vozil. Članek vsebuje zelo obsežen dodatek, ki podaja celotno matematično izpeljavo enačb inovativnega analitično-numeričnega modela.
COBISS.SI-ID: 12841499
Da bi izboljšali proces odstranjevanja zdravilnih učinkovin smo preučili različne konvencionalne in alternativne možnosti čiščenja odpadnih voda. Testirali smo učinkovitost dveh različnih bioloških procesov v laboratorijskem okolju: suspenzija aktivnega blata in rast pritrjene biomase, kombinacijo hidrodinamske kavitacije in vodikovega peroksida ter UV sevanje. V okviru raziskave smo preučevali odstranjevanje petih zdravilnih učinkovin: ibuprofen, naproksen, ketoproksen, karbamazepin in diklofenak ter aktivni metabolit za uravnavanje lipidov v krvi, klorofibrinska kislina. Kombinacija hidrodinamske kavitacije in vodikovega peroksida je bila podrobneje raziskana za izboljšanje odstranjevanja zdravilnih učinkovin. Izbrani so bili optimalni pogoji delovanja, kot so čas izpostavljenosti kavitaciji, količina dodanega peroksida in začetni tlak. Pri optimalnih pogojih so bili doseženi rezultati odstranitve izbranih zdravilnih učinkovin od 3 do 70%. Združitev biološkega postopka rasti pritrjene biomase, hidrodinamske kavitacije/vodikovega peroksida in UV sevanja, prinese odstranitev ) 90% klorofibrinske kisline in )98% karbamazepina in diklofenaka, medtem ko se ostale zdravilne učinkovine odstranijo pod mejo zaznavnosti. Za ibuprofen, naproksen, ketoprofen in diklofenak je največji prispevek k odstranitvi prinesel biološki proces, za klofibrinsko kislino je bilo najbolj učinkovito UV sevanje, medtem ko je bil za karbomazepin enako učinkovit postopek hidrodinamske kavitacije z vodikovim peroksidom ali UV sevanje.
COBISS.SI-ID: 26582055
V prispevku je predstavljeno uspešno zgorevanje inovativnega lignoceluloznega biogoriva v turbinskem motorju z notranjim zgorevanjem. Inovativno gorivo je izdelano z utekočinjanjem lignoceluloznih materialov v prisotnosti večfunkcionalnih alkoholov in kislinskega katalizatorja. Postopek pridobivanja ima visok energijski izkoristek, visok izkoristek pretvorbe ter zahteva cenovno dostopno in tehnološko nezahtevno procesno opremo. Za potrebe raziskovalnega dela je bil razvit turbinski motor z notranjo zgorevalno komoro, nadtlačni gorivni sistem za temperaturno predpripravo goriva z vrtinčno šobo ter regenerator izpušnih plinov za doseganje visokih temperatur primarnega zraka. Rezultati raziskave obsegajo meritve koncentracij CO, THC, NOx ter neprosojnosti izpušnih plinov ob zgorevanju inovativnega goriva ter tudi dizelskega goriva za potrebe primerjalnih analiz. Poleg meritev so predstavljeni tudi verjetni mehanizmi tvorbe posameznih onesnažil ter predlogi za izboljšave na področju procesiranja inovativnega goriva in njegove uporabe v turbinskih motorjih. Rezultati raziskave nakazujejo na možnost uspešnega izkoriščanja goriva za potrebe proizvodnje električne in toplotne energije. Kljub temu, da so koncentracije CO in THC emisij v splošnem višje kot ob uporabi dizelskega goriva, se le-te intenzivno nižajo z višanjem temperature plinov pred vstopom v turbino ter z višanjem temperature predgretja goriva. Slednje je povezano z močno temperaturno odvisnostjo viskoznosti inovativnega goriva. Koncentracija NOx v izpušnih plinih je nizka ter je primerljiva s koncentracijo ob uporabi dizelskega goriva, medtem ko je neprosojnost izpušnih plinov zanemarljiva v obeh primerih.
COBISS.SI-ID: 12403483
Raziskovali smo termodinamske učinke ob rasti in kolapsu osamljenega kavitacijskega mehurčka. Študija se osredotoča na temperaturna nihanj v kapljevini, ki obdaja mehurček. Eksperimente smo izvedene v valju, delno napolnjenim z vodo, pri sobni temperaturi in atmosferskem tlaku. Raziskovali smo tipične primere rasti mehurčka na različnih oddaljenostih od dna cilindra. Spodnja stena valja je bila izdelana iz safirja, ki je prozoren tako za vidno kot tudi za infrardečo svetlobo. Na ta način smo lahko hkrati merili temperaturo s hitro infrardečo lamero in spremljali dinamiko mehurčka z navadno hitro kamero. Izmerili smo padec temperature za 3K, ki je bil posnet v času rasti mehurčka, medtem ko je bil v času kolapsa zaznan temperaturni porast do 4K. Eksperimentalni rezultati se ujemajo z napovedmi modela termičnega zamika, ki temelji na predpostavki, da sta rast mehurčka in njegov kolaps posledica uparjanja in kondenzacije – da gre za prehajanje latentne toplote med kapljevino in paro. Študijo je financirala Evropska vesoljska agencija ESA.
COBISS.SI-ID: 13196827
Članek obravnava optimalno vodenje obratovanja samozadostnega energetskega omrežja. Na začetku je predstavljena regulacija optimalnega sistema za preskrbo z energijo. Delo je osredotočeno na teoretičen popis delovanja sistema z uporabo matrike stanj sistema in ustreznih seznamov obratovalnih pravil in aktivnosti. V drugem koraku je bil postavljen dinamičen matematičen model sistema, sestavljenega iz porabnika energije, proizvodnjih kapacitet (fotovoltaična elektrarna in motor z notranjim zgorevanjem), hranilnika energije (baterija) in regulacijskega sistema. V tretjem koraku so bila preko vrste simulacij z različnimi nastavitvami regulacije sistema določena obratovalna pravila, ki zagotavljajo stabilno in učinkovito preskrbo z energijo. Na koncu so predstavljeni še rezultati z ustreznimi grafičnimi prikazi in podane smernice za nadaljnje delo.
COBISS.SI-ID: 12988187