No abstract

Mantas ValantinavičiusLietuvos energetikos institutas, Šiluminių įrengimų tyrimo ir bandymų laboratorija, Breslaujos g. 3, Eksperimentiškai tirti įvairiais principais veikiančių mažos galios vandens šildymo katilų, kūrenamų medienos kuru, efektyvumas ir tarša. Parodyta, kad granuliuoto kuro naudojimas mažos galios įrenginiuose leidžia pasiekti ne mažesnį kaip 90 % naudingumo koeficientą ir į aplinką išmetama mažiausiai teršalų. Malkinės medienos naudojimo periodiškai įkraunamuose katiluose efektyvumas labai priklauso nuo tinkamos degimo kameros konstrukcijos, antrinio oro tiekimo vietos parinkimo, temperatūri-nio režimo palaikymo. Labiausiai oro tiekimo reguliavimas reikalingas įdegant naujai įkrautą kurą ir baigiantis įkrovos degimui. Atvirkštinio deginimo principas, kuriame siekiama išnaudoti kuro dujinimo ir gautų dujų deginimo pranašumus, leidžia pasiekti geresnių efektyvumo rodiklių ir mažesnių teršalų emisijų, bet reikalauja tinkamos konstrukcijos degimo kameros ir efektyvaus antrinio oro tiekimo, kad būtų užtikrin-tas visiškas sudegimas.Taip pat atliktas skaitinis antrinio oro tiekimo į apatinio degimo katilo kūryklą esant natūraliai traukai modeliavimas, leidžiantis parinkti tinkamiausias oro tiekimo vietas ir kūryklos konstrukciją bei analizuoti srautų maišymosi procesus. Raktažodžiai: biokuras, medienos kuras, vandens šildymo katilai, efektyvumas, teršalai ĮVADASDidžiąją dalį atsinaujinančių energijos išteklių sudaro kietasis biokuras: įvairių rūšių mediena, šiaudai ir kita augalinė biomasė, kuri gali būti panaudota energijos gamybai. Tačiau pagrindiniu ir plačiausiai naudojamu namų ūkiuose ir katilinėse kuru yra mediena, nes jos ištekliai yra didžiau-si, ji lengviausiai prieinama ir, jei nekreiptume dėmesio į jos panaudojimo efektyvumą bei keliamą taršą, nereikalauja sudėtingos įrangos ir paruošimo. Lietuvoje šio kuro potencialas vis dar nėra pakankamai tiksliai įvertintas ir gali siekti 1 000-1 050 ktne arba 4,85-5,93 mln. m 3 medienos. Šiuo metu jau panaudojama apie 910 ktne [1]. Pastaruosius 20 metų medienos kuro naudojimas nuolatos augo, didė-jo šio kuro paklausa namų ūkyje būstui šildyti ir maistui ruošti, daugiau jo sunaudojama centralizuoto šildymo katilinėse. 2011 m. duomenimis [1], namų ūkiuose buvo naudojama apie 61,3 % bendrojo medienos kuro kiekio, centralizuoto šildymo katilinėse ir kogeneracinėse elektrinėse atitinkamai 19,5 % ir 6 %. Likę kiekiai šildymui ir technologiniams procesams buvo sunaudoti pramonės, paslaugų ir žemės ūkio sektoriuose.Biokuro naudojimas sparčiai auga ne tik naujai įrengto-se šildymo sistemose, bet ir mažiau efektyviose senose, kurių visi efektyvumo ir taršos parametrai yra daug blogesni. Lietuvoje apie 90 % namų ūkių turi techniškai pasenusias šildymo sistemas, kurias reiktų renovuoti. Šios šildymo sistemos, palyginti su naujosiomis sistemomis, išmeta į aplinką daug teršalų, pvz., anglies monoksido (CO), lakiųjų organinių junginių (LOJ), kietųjų dalelių (KD) bei policiklinių aromatinių angliavandenilių (PAA). Visi šie teršalai didina foninį gyvenamųjų rajonų, a...

A study of fluid flow in structured channels plays an important role in solving most fluid dynamics problems. The knowledge of the flow structure in separate cavities can be used to intensify mixing in microreactors and microelectrochemical systems (MEMS) as well as to increase heat transfer in heat sinks. Besides, knowledge about fluid flow in micro cavities could be useful to mitigate the symptoms of aneurysms. In this study, a 2D micro-particle image velocimetry (µPIV) system was used to investigate water flow in an open-type microcavity located in a straight, square cross-section (0.5 × 0.5 mm 2 ) microchannel. Two identical micro cavities of the same cross-section as the main channel and the depth of 1 mm are oppositely located in the middle part of the channel. Because of symmetry, the flow structure of the primary vortex was investigated in only one cavity. Measurements were carried out in different planes over the entire height of the cavity at Reynolds number in the range from 100 to 3000. The flow in the channel was stationary and pulsating.Results indicate that flow in the cavity is three-dimensional. This is confirmed by velocity profile shape changes in its different transversal planes. In addition, it is determined that flow structure in the cavity depends on flow regime and flow pulsation characteristics. Velocity distribution shows that in the transverse direction there is the minimum velocity zone corresponding to the centre of the primary vortex generated by the channel flow, also the same zone is observed along the cavity in its axial plane. At low Re, such velocity distribution occurs in pulsating flow earlier than in the case of stationary flow. With increasing Re, velocity distribution in pulsating flow flattens out also more. It means that disturbed flow in the channel accelerates the formation of a stable flow structure in the cavity.

Atlikti mažos galios šildymo katilų, kūrenamų biokuru, efektyvumo ir išmetamų emisijų tyrimai. Tyrimai vykdyti keliais etapais: pirmajame etape buvo eksperimentiškai tiriamos šiuo metu plačiausiai naudojamo biokuro, pagaminto iš biomasės, ir potencialiai perspektyvaus biokuro, pagaminto iš agromasės, savybės siekiant nustatyti, kaip toks kuras turi būti paruošiamas, kad efektyviai sudegtų šildymo įrenginiuose; antrajame etape atlikti oro / degiųjų produktų maišymosi įvairios konstrukcijos šildymo katilų degimo kamerose ir oro / degimo produktų kanaluose skaitiniai, eksperimentiniai tyrimai siekiant užtikrinti tinkamą degimo produktų buvimo laiką karštojoje zonoje ir jų temperatūrą. Šiame darbe taip pat pateikiami kietųjų dalelių (KD) koncentracijos pasiskirstymo degimo produktuose priklausomai nuo jų dydžio tyrimo rezultatai ir KD koncentracijos mažinimo metodų analizė.

Straipsnyje aprašomas mikrosrautų vizualizacijos (µPIV) metodas, taikomas mikrokanaluose išmatuoti skysčio tekėjimo greitį. Taip pat pristatoma naudojama eksperimentinė įranga, metodo veikimo principai ir gautų dalelių vaizdų apdorojimo metodai. Atlikti skysčio tekėjimo greičio kvadrato skerspjūvio mikrokanale matavimai esant skirtingoms Reinoldso skaičiaus vertėms ir atkurtas trimatis tekėjimo profilis mikrokanale. Analogiškas tekėjimas mikrokanale buvo sumodeliuotas naudojantis <i>Ansys Fluent</i> programine įranga. Palyginus teorinius ir eksperimentinius greičio profilius, nustatyta, kad µPIV suteikia itin tikslią informaciją apie greičio pasiskirstymą kanalo ašyje, tačiau matavimo paklaidos labai išauga atliekant mata­vimus arti kanalo sienelių.