1. Analiza tekočih in trdnih produktov procesa torefikacije odpadne biomaseAnteja Garmut, 2024, undergraduate thesis Abstract: Cilj diplomske naloge je obravnava procesa torefikacije odpadne biomase in karakterizacija nastalih produktov. Za predstavnike odpadne biomase so bili izbrani tri različni vzroci, in sicer miskantus, mešan les ter hmelj. Cilj naloge je proizvesti trdno biogorivo z višjo kurilno vrednostjo v primerjavi s surovo biomaso. Proces torefikacije je potekal eno uro pri treh različnih temperaturah, 250 °C, 350 °C in 450 °C. Produkte smo nato kemijsko karakterizirali. Karakterizacijo smo izvedli na trdnih in tekočih produktih torefikacije ter tudi na surovih vzorcih posameznih biomas. Ovrednotili smo masne izgube, masne izkoristke, energijsko učinkovitost, doprinos energije glede na maso, kurilne vrednosti, vsebnost hlapnih snovi, vlage in pepela. S Fourierjevo transformacijo (FTIR) je bila določena struktura vzorcev, s termogravimetrično analizo (TGA) pa termična razgradnja surove in toreficirane biomase.
Z naraščanjem temperature torefikacije se kurilne vrednosti trdnih produktov višajo, nižje pa so vrednosti masnih izkoristkov, energetske učinkovitosti ter delež hlapnih komponent. FTIR analiza prikazuje razgradnjo celuloze, ki jo zaznamo z zmanjšanimi vrhovi, z eliminacijo manjših vrhov pa opazimo delno ragradnjo hemiceluloze in lignina. Zvišanje temperature je povzročilo zmanjšanje moči karboksilnih in -OH skupin. V surovi biomasi zaznamo prisotnost aromatskih spojin, simetrične alifatske skupine ter CO-C funkcionalne skupine, ki jih v primerjavi s toreficirano biomaso več ne zaznamo. TGA analiza je bila izvedena v kisikovi atmosferi pri konstantni hitrosti segrevanja v temperaturnem območju 30-900 °C. Ob višjih temperaturah je pokazala oksidacijo fiksnega ogljika, izhlapevanje težko hlapnih snovi ter razgradnjo anorganskih materialov. Glede na rezultate analiz je razvidno, da so trdni produkti primerni za uporabo kot biogorivo, medtem ko je v tekočih produktih delež vode previsok. Keywords: obnovljivi viri energije, odpadna biomasa, hmelj, torefikacija, kurilna vrednost, termogravimetrična analiza, miskantus, les Published in DKUM: 09.09.2024; Views: 18; Downloads: 3 Full text (3,57 MB) |
2. The ǂeffect of fuel quality on cavitation phenomena in common-rail diesel injector—a numerical studyLuka Kevorkijan, Ignacijo Biluš, Eloisa Torres Jiménez, Luka Lešnik, 2024, original scientific article Abstract: Plastic is one of the most widely used materials worldwide. The problem with plastic
arises when it becomes waste, which needs to be treated. One option is to transform plastic waste
into synthetic fuels, which can be used as replacements or additives for conventional fossil fuels
and can contribute to more sustainable plastic waste treatment compared with landfilling and other
traditional waste management processes. Thermal and catalytic pyrolysis are common processes
in which synthetic fuels can be produced from plastic waste. The properties of pyrolytic oil are
similar to those of fossil fuels, but different additives and plastic stabilizers can affect the quality
of these synthetic fuels. The quality of fuels and the permissible particle sizes and number density
are regulated by fuel standards. Particle size in fuels is also regulated by fuel filters in vehicles,
which are usually designed to capture particles larger than 4 µm. Problems can arise with the
number density (quantity) of particles in synthetic fuels compared to that in fossil fuels. The present
work is a numerical study of how particle size and number density (quantity) influence cavitation
phenomena and cavitation erosion (abrasion) in common-rail diesel injectors. The results provide
more information on whether pyrolysis oil (synthetic fuel) from plastic waste can be used as a
substitute for fossil fuels and whether their use can contribute to more sustainable plastic waste
treatments. The results indicate that the particle size and number density slightly influence cavitation
phenomena in diesel injectors and significantly influence abrasion. Keywords: plastic waste, synthetic fuels, pyrolytic oil, common rail, cavitation, erosion, particles Published in DKUM: 05.07.2024; Views: 113; Downloads: 7 Full text (3,06 MB) This document has many files! More... |
3. Obtaining the synthetic fuels from waste plastic and their effect on cavitation formation in a common-rail diesel injectorLuka Kevorkijan, Amalia Palomar-Torres, Eloisa Torres Jiménez, Carmen Mata, Ignacijo Biluš, Luka Lešnik, 2023, original scientific article Abstract: The presented paper addresses two significant issues of the present time. In general, the studies of the effect of synthetic fuels on cavitation formation and cavitation erosion prediction in the nozzle tip of common-rail diesel injectors were addressed. The first problem is plastic waste, which can have a significant negative environmental impact if not treated properly. Most plastic waste has high energy value, so it represents valuable material that can be used in resource recovery to produce various materials. One possible product is synthetic fuel, which can be produced using thermal and catalytic pyrolysis processes. The first issue addressed in the presented paper is the determination of fuel properties since they highly influence the fuel injection process, spray development, combustion, etc. The second is the prediction of cavitation development and cavitation erosion in a common-rail diesel injector when using pyrolytic oils from waste plastic. At first, pyrolytic oils from waste high- and low-density polyethylene were obtained using thermal and catalytic pyrolysis processes. Then, the obtained oils were further characterised. Finally, the properties of the obtained oils were implemented in the ANSYS FLUENT computational program and used in the study of the cavitation phenomena inside an injection nozzle hole. The cavitating flow in FLUENT was calculated using the Mixture Model and Zwart-Gerber-Belamri cavitation model. For the modelling of turbulence, a realisable k–ε model with Enhanced Wall Treatment was used, and an erosion risk indicator was chosen to compare predicted locations of cavitation erosion. The results indicate that the properties of the obtained pyrolytic oils have slightly lower density, surface tension and kinematic viscosity compared to conventional diesel fuel, but these minor differences influence the cavitation phenomenon inside the injection hole. The occurrence of cavitation is advanced when pyrolytic oils are used, and the length of cavitation structures is greater. This further influences the shift of the area of cavitation erosion prediction closer to the nozzle exit and increases its magnitude up to 26% compared to diesel fuel. All these differences have the potential to further influence the spray break-up process, combustion process and emission formation inside the combustion chamber. Keywords: plastic waste, synthetic fuels, pyrolytic oils, common-rail, cavitation, erosion, transient simulation Published in DKUM: 18.03.2024; Views: 280; Downloads: 14 Full text (4,55 MB) This document has many files! More... |
4. 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: 404; Downloads: 46 Full text (1,98 MB) |
5. Prediction of cavitation and particle erosion in a radial divergent test sectionLuka Kevorkijan, Luka Lešnik, Ignacijo Biluš, 2022, original scientific article Abstract: The 3D unsteady, cavitating, particle-laden flow through a radial divergent test section was simulated with the homogeneous mixture model and Discrete Phase Model (DPM) within the commercial CFD code ANSYS Fluent. For turbulence, a RANS approach was adopted with the Reboud’s correction of turbulent viscosity in the k-ω SST model. Cavitation erosion was predicted with the Schenke-Melissaris-Terwisga (SMT) model, while particle erosion was predicted with the Det Norske Veritas (DNV) model. Two distinct erosion zones were identified, one for pure cavitation erosion and one for pure particle erosion. The occurrence of the pure particle erosion zone downstream of the cavitation erosion zone was analysed. By observing the streamlines downstream of the cavitation structures, it was found that vortices form in the flow and redirect the particles towards the wall, causing a pure particle erosion zone on the wall. Particles under consideration in this study were not found to alter the flow to the extent that the cavitation erosion zone would be significantly altered compared with the results without solid particles which are reported in the literature. Keywords: cavitation, Particles ANSYS Fluent, erosion, CFD, modelling, DPM Published in DKUM: 30.10.2023; Views: 282; Downloads: 8 Full text (2,04 MB) This document has many files! More... |
6. Primerjava vpliva na okolje pri uporabi dizelskega motorja ali plinske turbine za proizvodnjo električne energije v TE Brestanica : magistrsko deloNataša Klavžar, 2023, master's thesis Abstract: V sodobnem svetu je proizvodnja električne energije nujna zaradi bolj množične uporabe električnih naprav in vse večjega povpraševanja po energiji. Podnebne spremembe se lahko štejejo za enega najbolj perečih problemov, s katerimi se trenutno sooča svet. Nekatere metode pridobivanja električne energije s premogom, nafto, zemeljskim plinom povzročajo neizogibne emisije toplogrednih plinov in številne negativne učinke na okolje. Temperatura narašča, dviga se morska gladina in še ena težava, ki je povezana s podnebnimi spremembami, je izčrpavanje fosilnih goriv. Vsem proizvodnjam je pomembno, da svojo energijo proizvajajo na učinkovit način in poskušajo zmanjšati njen vpliv na okolje.
V magistrskem delu smo analizirali in primerjali uporabo različnih pogonov v Termoelektrarni Brestanica. Želeli smo ugotoviti, kakšen vpliv ima uporaba dizelskega motorja v proizvodnji; to smo primerjali s trenutnimi pogoni, ki jih imajo plinski bloki v Brestanici. Ugotovili smo, da ima dizelski motor krajši odzivni čas pri zagonu, zato lahko posledično tudi zmanjšamo emisijske vplive na okolje. Keywords: Termoelektrarna Brestanica, plinska turbina, dizelski motor, emisijski vplivi na okolje, krajši odzivni čas, zagon, elektroenergetsko omrežje Published in DKUM: 17.10.2023; Views: 385; Downloads: 0 Full text (2,30 MB) |
7. Katalitična piroliza LDPE : diplomsko deloBlaž Kozjek, 2023, undergraduate thesis Abstract: V okviru diplomskega dela se je izvedla katalitična piroliza LDPE – polietilena nizke gostote – v eksperimentalnem šaržnem reaktorju, v šaržah po 100 g. Izvedene so bile tri meritve brez dodatka katalizatorja, tri meritve z dodatkom 5 g katalizatorja in tri meritve z dodatkom 10 g katalizatorja. Kot katalizator se je uporabljal zeolit ZAP USY. Dodatek katalizatorja je pričakovano povišal delež plinskega produkta. Prav tako se je znižala temperatura ob prvih kapljicah kondezata. Pirolizno olje se je zbiralo v frakcijah po 9 g, saj smo želeli ugotoviti vpliv časa zadrževanja. Pri pirolizi brez katalizatorja so najtežje frakcije nastale ob najdaljših zadrževalnih časih. Ob dodatku katalizatorja pa so bile najtežje prve frakcije Keywords: katalitična piroliza, zeolit ZAP USY Published in DKUM: 09.10.2023; Views: 440; Downloads: 33 Full text (6,34 MB) |
8. 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: 305; Downloads: 25 Full text (4,03 MB) |
9. Preračun tehnoloških instalacij za tiskarski stroj : diplomsko deloJovana Bilbija, 2023, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi je zajet izračun tehnoloških strojnih instalacij, potrebnih za delovanje
tiskarskega stroja. Izveden je izračun hladilne vode, plinske instalacije, izkoriščanje odpadne
toplote, odvod dimnih plinov, mehke tehnološke vode, komprimiranega zraka in odsesavanja
papirnih in prašnih delcev. Preverjeno je tudi obstoječe prezračevanje hale, predvsem zaradi
zračne bilance. Na podlagi izračunov narisane so ustrezno dimenzionirane vse potrebne strojne
instalacije. Rezultat pravilne analize zahtev tiskarskega stroja je predstavljen skozi obratovanje
brez velikih izgub, minimalni stroški in visoka stopnja učinkovitosti. Keywords: tehnološke instalacije, izračun tehnoloških instalacij, tiskarski stroj Published in DKUM: 05.10.2023; Views: 373; Downloads: 29 Full text (4,05 MB) |
10. Analiza, izboljšava in preizkus prirobnice zalogovnikov vode : diplomsko deloLuka Lešnik, 2023, undergraduate thesis Abstract: V diplomski nalogi smo se ukvarjali z izboljšavo prirobnice za zalogovnike vode, sej je bila obstoječa konstrukcijsko nedovršena. Najprej smo analizirali obstoječo prirobnico z uporabo simulacij programskega paketa PrePoMax v1.3.5. Nato smo s programom Solidworks ustvarili novo prirobnico in na njej opravili simulacijo. Na zadnje smo opravili še eksperiment, s katerim smo ugotovili, ali prirobnica dejansko zdrži predvideno obremenitev. Ugotovili smo, da se prirobnica ne deformira in je pripravljena za na trg. Izboljšana prirobnica je izdelana z manj materiala, tako da smo privarčevali na ceni. Keywords: prirobnica, simulacija, eksperiment, izboljšava Published in DKUM: 04.10.2023; Views: 286; Downloads: 33 Full text (4,57 MB) |