1. Improvement of biogas production utilizing a complex anaerobic digestion model and gradient-based optimizationTina Kegl, Breda Kegl, Marko Kegl, 2024, original scientific article Abstract: : Anaerobic digestion (AD) is a promising technology for renewable energy production from organic waste. In order to maximize the produced biogas quantity and quality, this paper deals with the optimization of the AD process in a CSTR bioreactor of a full-scale biogas plant. For this purpose, a novel approach was adopted coupling, a highly complex BioModel for AD simulation, and a gradient-based optimization method. In order to improve AD performance, the dosages of various types of biological additives, the dosages of inorganic additives, and the temperature in the bioreactor were optimized in three different scenarios. The best biogas quality was obtained using multi-objective optimization, where the objective function involves the following two conflicting objectives: the maximization of biogas production and minimization of the needed heating energy. The obtained results show that, potentially, the content of CH4 can be increased by 11%, while the contents of H2, H2S, and NH3 can be reduced by 30%, 20%, and 81% when comparing the simulation results with the experimental data. The obtained results confirm the usefulness of the proposed approach, which can easily be adapted or upgraded for other bioreactor types.
Keywords: additives, anaerobic digestion, approximation method, BioModel, complex substrate, gradient-based optimization, process conditions
Published in DKUM: 12.03.2024; Views: 298; Downloads: 27
 Full text (7,33 MB)
This document has many files! More... |
2. Vpliv uporabe e-goriva na tokovne razmere v vbrizgalni šobi dizelskega motorjaAmin Marinšek Hussain, 2023, master's thesis Abstract: Namen magistrskega dela je ugotoviti vpliv e-goriva na tokovne razmere v vbrizgalni šobi dizelskega motorja. Alternativna goriva imajo drugačne lastnosti od konvencionalnega dizelskega goriva. Posledično lahko pričakujemo različno obnašanje goriva v vbrizgalni šobi. V magistrski nalogi so primerjana tri goriva. To so e-FT gorivo, My Renewable Diesel in konvencionalno dizelsko gorivo. Analiza toka goriva je bila izvedena s pomočjo programske opreme AVL FIRE, kjer so bile izvedene tri simulacije, za vsako gorivo posebej. Simulacija je bila omejena na enako geometrijo vbrizgalne šobe, enak potek dviga igle, enak obratovalni režim motorja, enak tlak vbrizgavanja in enak tlak znotraj zgorevalne komore. Po končanih simulacijah smo spoznali, da lastnosti goriva vplivajo na tokovne razmere in razvoj parne faze. Viskoznost in gostota sta tesno povezana z razvojem parne faze ter s pojavom kavitacije. Višja kot sta viskoznost in gostota goriva, manjša je možnost pojava kavitacije ter manj je parne faze. To pomeni, da manj viskozna goriva bolj kavitirajo v primerjavi bolj viskoznimi.
Keywords: e-goriva, dizelski motor, alternativna goriva, numerična simulacija, programski paket AVL FIRE
Published in DKUM: 29.11.2023; Views: 413; Downloads: 55
Full text (1,98 MB) |
3. Simulacija zgorevanja dizelskega goriva in DME v zgorevalni komori dizelskega motorja : diplomsko deloTomi Gjergjek, 2023, undergraduate thesis Abstract: Namen diplomskega dela je bila primerjava zgorevanja dizla in dimetil etra v zgorevalni komori dizelskega motorja. Simulacije so bile izvedene v programskem paketu FIRE in omejene na izsek ene zgorevalne komore. V dizelskih motorjih poteka zgorevanje s samovžigom goriva, zato so različne lastnosti obeh goriv vplivale na potek zgorevanja in posledično na temperaturo, tlak ter na produkte zgorevanja oziroma emisije. Na zgorevanje vpliva tudi kot ročične gredi, pri katerem se vbrizga gorivo, zato so se simulacije izvedle pri treh različnih kotih vbrizga. Škodljive emisije dizelskih goriv, kot so dušikovi oksidi, ogljikovodiki, delci, ogljikov monoksid in dioksid, nelagodno vplivajo na zdravje ljudi in naravo, zato se standardi za emisije, ki določajo dovoljeno količino emisij pri zgorevanju, bližajo vse nižjim vrednosti. Dimetil eter bi naj bil ustrezen nadomestek za dizelsko gorivo, tako imenovano alternativno gorivo. Rezultati simulacije so pokazali različne vrednosti tlaka, temperature in emisij, kot tudi prednosti in slabosti dimetil etra v primerjavi z dizlom.
Keywords: numerična simulacija, zgorevanje, dizelski motor, goriva, dizel, dimetil eter, programski paket FIRE, emisije
Published in DKUM: 05.10.2023; Views: 312; Downloads: 33
Full text (4,03 MB) |
4. Vpliv lastnosti goriv na karakteristike curka dizelskega motorja : diplomsko deloAljaž Hanžel, 2022, undergraduate thesis Abstract: Ob vse večji energetski krizi ter neizogibnem dejstvu, da bo človeštvo slej ko prej porabilo zalogo nafte, se pojavlja vprašanje, kaj bo nadomestilo fosilna goriva. Biogoriva so eden izmed trenutno najpogostejših odgovorov na zastavljeno vprašanje. Namen tega dela je bilo pridobiti podatke o vplivu lastnosti biodizelskega goriva na tok v visokotlačni šobi ter na curek, ki se razvije ob vbrizgavanju v zgorevalni prostor motorja. Te podatke smo pridobili na podlagi numerične analize, ki smo jo izvedli v programskem okolju AVL FIRE. Te podatke smo primerjali s podatki enake analize, ki smo jo izvedli za klasično dizelsko gorivo. Opazili smo, da se višja dinamična viskoznost, gostota ter površinska napetost biogoriva odražajo na večji dolžini ter ožji širini curka goriva. Iz rezultatov je razvidno tudi, da uporaba biodizla privede do manjših kapljic goriva ter počasnejšega razvoja kavitacije v toku skozi izvrtino šobe.
Keywords: dizel, biogorivo, vpliv lastnosti goriva, lastnosti curka, lastnosti toka, numerična simulacija, programski paket AVL FIRE
Published in DKUM: 05.10.2022; Views: 618; Downloads: 193
Full text (2,04 MB) |
5. Analiza in optimizacija parametrov delovanja motorja za obratovanje pri različnih okoljskih pogojih : diplomsko deloTim Žnidarič, 2022, undergraduate thesis Abstract: Pri razvoju motorja se srečamo z raznimi konstrukcijskimi in energetskimi izzivi, njihovo analizo in reševanje pa nam omogoča napredna simulacijska programska oprema. V diplomskem delu je poudarek na optimizaciji obratovanja dizelskega motorja pri različnih okoljskih pogojih.
V nalogi so prikazani rezultati numeričnih simulacij motorja pri različnih okoljskih pogojih. Prikazana je tudi optimizacija izbrane kritične točke ob upoštevanju posebnih omejitev delovanja. Izkazalo se je, da samo z optimizacijo kritične točke ob doseganju enakega navora motorja ne izpolnjujemo zadanih omejitev. Ob vpeljavi pomožnih sistemov, kot je povratno vodenje izpušnih plinov, pa lahko izpolnimo zadane omejitve in dosežemo višji navor. Rezultati so pridobljeni z simulacijo modela motorja, ki ga je posredovalo podjetje AVL v njihovem programu CruiseTM M .
Keywords: dizelski motorji, optimizacija, numerični model, matematični model, kritična točka, VTG, EGR.
Published in DKUM: 29.09.2022; Views: 558; Downloads: 80
Full text (4,43 MB) |
6. Numerična primerjava okoljskega vpliva vozila na električni in konvencionalni pogon : diplomsko deloJan Pavličič, 2022, undergraduate thesis Abstract: V tem diplomskem delu se posvetimo numerični analizi okoljskega vpliva dveh namišljenih, na videz enakih vozil; električnega in konvencionalnega. Zanima nas, kateri pogon je okolju bolj prijazen in kolikšna je dejanska razlika med onesnaževanjem teh vozil. Najprej smo pripravili teoretično podlago za numerično simulacijo, ki smo jo kasneje izvedli. Pripravili smo namišljen vozni cikel, po katerem smo simulirali vožnjo obeh modelov vozil. Rezultate smo primerjali med seboj in ugotovili, da je električno vozilo res čistejše od konvencionalnega, vendar je razlika veliko manjša, kot smo na začetku predpostavili.
Keywords: električno vozilo, konvencionalno vozilo, numerična primerjava, okoljski vpliv vozil
Published in DKUM: 13.07.2022; Views: 919; Downloads: 439
Full text (3,11 MB) |
7. Analiza uporabe vodika kot alternativnega goriva v prometu : magistrsko deloSebastijan Trstenjak, 2022, master's thesis Abstract: Zaradi impresivnih lastnosti, kot je okoljska sprejemljivost, zaradi velikega potenciala pri zmanjševanju emisij toplogrednih plinov in visoke kalorične vrednosti, vodik velja za alternativno gorivo prihodnosti. Trenutno se v smislu uporabe vodika v avtomobilskem sektorju preučuje uporaba skozi gorivne celice in koncepti H2ICE oz. sozgorevanje vodika z dizelskim gorivom, ki lahko zmanjšata onesnaževanje s strani tega sektorja. Namen je, da bi proizvodnja vodika temeljila na obnovljivih virih energije, da bi se zmanjšalo onesnaževanje, ki nastaja z uporabo neobnovljivih virov, v smislu proizvodnje pa obstajajo procesi, kjer se lahko kot surovina za proizvodnjo vodika uporabijo tudi odpadki. Sofisticirane metode shranjevanja vodika vključujejo uporabo kompleksnih hidridov in ogljikovih nanocevk, vendar so vse te tehnologije še v fazi razvoja in so potrebne znatne naložbe, da bi bile komercialno donosne in dostopne. V tej nalogi bo predstavljena splošna ideja vodikove ekonomije, procesi proizvodnje, skladiščenja in transporta vodika ter možnosti njegove uporabe v avtomobilskem sektorju. V tem smislu bo z uporabo programskega paketa BOOST analizirana potencialna uporaba vodika H2ICE s konceptom dvojnega sozgorevanja z dizelskim gorivom kot fosilnim gorivom. Namen je potrditi primarno hipotezo, da uporaba vodika v takšnem konceptu ne vpliva na poslabšanje procesov v motorju z notranjim zgorevanjem in prispeva k zmanjšanju kontaminacije nastalih izpušnih plinov.
Keywords: vodik kot gorivo prihodnosti, avtomobilski sektor, gorivne celice, koncept dvojnega zgorevanja, programski paket BOOST
Published in DKUM: 20.04.2022; Views: 1090; Downloads: 101
Full text (2,48 MB) |
8. Vpliv geometrije bata na delovanje motorja z notranjim zgorevanjem : diplomsko deloAmin Marinšek Hussain, 2021, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi so primerjane tri različne geometrije bata oz. vdolbine znotraj čela bata dizelskega motorja. Prikazan je postopek od zasnove geometrijskih oblik, definiranja robnih pogojev, izdelave računskih mrež, numerične simulacije, prikazovanje želenih rezultatov pa vse do primerjave le teh. Več kot očitno so spremembe geometrij vplivale na dogajanje znotraj zgorevalne komore. Ključni rezultati zavzemajo spremembo tlaka, spremembo temperature in nastanek emisij. Rezultati in primerjava le teh so opisani na koncu diplomskega dela.
Keywords: Zgorevalna komora, geometrija, bat, AVL FIRE, Dizel, motor z notranjim zgorevanjem
Published in DKUM: 13.10.2021; Views: 994; Downloads: 75
Full text (1,49 MB) |
9. Vpliv biogoriva na tokovne razmere v vbrizgalni šobi dizelskega motorja : magistrsko deloPetra Drvenkar, 2021, master's thesis Abstract: Namen magistrskega dela je ugotoviti vpliv dodatka biodizla in bioetanola k dizelskemu gorivu
na tokovne razmere v vbrizgalni šobi oziroma v izvrtini za vbrizg goriva. Uporabljena metoda
dela je bila numerična simulacija vbrizga goriva, ki je bila izvedena v programskem paketu
AVL FIRE. Z omenjenim programom smo morali izdelali tri mreže različnih gostot (redka,
srednja in gosta) in izbrati pravo mrežo. Za nadaljnjo analizo smo izbrali srednjo mrežo, zaradi
krajšega časa izračuna simulacije. Simulacije so se razlikovale le po lastnostih goriv, in sicer
deležu biogoriva dodanega k dizelskemu gorivu. Simulacije so bile izvedene na enem
obratovalnem režimu motorja (en tlak vbrizgavanja), dveh različnih tlakih v zgorevalni komori
motorja in pri enakem poteku dviga igle za vsa testirana goriva. Iz rezultatov simulacije, ki so
najbolje prikazali razvoj parne faze na izvrtini in izstopu iz izvrtine, je mogoče odčitati, da so
razlike opazne, vendar minimalne, na podlogi česar lahko sklepamo, da so obravnavana
biogoriva primerna za uporabo v obstoječih dizelskih motorjih.
Keywords: goriva, biodizel, bioetanol, dizelski motor, programski paket AVL FIRE, numerična simulacija
Published in DKUM: 29.09.2021; Views: 1077; Downloads: 96
Full text (1,78 MB) |
10. Vpliv piroliznih olj na tokovne razmere v vbrizgalni šobi dizelskega motorja : diplomsko deloJure Omahen, 2021, undergraduate thesis Abstract: Namen diplomskega dela je ugotoviti vpliv dodatka piroliznih olj k dizelskemu gorivu na tokovne razmere v vbrizgalni šobi dizelskega motorja. Ker imajo pirolizna olja drugačne lastnosti kot konvencionalna goriva, lahko pričakujemo različno obnašanje goriva v vbrizgalni šobi. Za analizo problema so bile uporabljene numerične simulacije toka goriva v vbrizgalni šobi dizelskega motorja s programom AVL FIRE. Simulacije so se razlikovale po deležu dodanega piroliznega olja k dizelskemu gorivu. Pri simulacijah smo se omejili na eno geometrijo, enak potek dviga igle, enak tlak vbrizgavanja, enake obratovalne pogoje ter enak tlak v zgorevalni komori. Po izvedenih simulacijah smo opazili, da lastnosti mešanic goriv vplivajo na tokovne razmere in razvoj parne faze. Razlika v viskoznosti mešanic je vplivala na dolžino območja parne faze. Mešanice z nižjo viskoznostjo so bolj kavitirale, bolj viskozne pa manj.
Keywords: goriva, pirolizna olja, dizelski motor, numerična simulacija, programski paket FIRE, dizel
Published in DKUM: 24.09.2021; Views: 810; Downloads: 95
Full text (1,53 MB) |
