Različiti utjecaji latentne topline u planetarnom graničnom sloju i mikrofizičkih procesa u oblacima na tajfun Sarika (2016)

Three simulation experiments were conducted on Typhoon (TC) “Sarika” (2016) using the WRF model, different effects of the latent heat in planetary boundary layer and cloud microphysical process on the TC were investigated. The control experiment well simulated the changes in TC track and intensity. The latent heat in planetary boundary layer or cloud microphysics process can affect the TC track and moving speed. Latent heat affects the TC strength by affecting the TC structure. Compared with the CTL experiment, both the NBL experiment and the NMP experiment show weakening in dynamics and thermodynamics characteristics of TC. Without the effect of latent heat, the TC cannot develop upwards and thus weakens in its intensity and reduces in precipitation; this weakening effect appears to be more obvious in the case of closing the latent heat in planetary boundary layer. The latent heat in planetary boundary layer mainly influences the generation and development of TC during the beginning stage, whereas the latent heat in cloud microphysical process is conducive to the strengthen and maintenance of TC in the mature stage. The latent heat energy of the cloud microphysical process in the TC core region is an order of magnitude larger than the surface enthalpy. But the latent heat release of cloud microphysical processes is not the most critical factor for TC enhancement, while the energy transfer of boundary layer processes is more important.Kako bi se ispitali različiti utjecaji latentne topline u planetarnom graničnom sloju i mikrofizičkih procesa u oblacima, WRF modelom su provedena tri eksperimenta za tajfun (TC) “Sarika” (2016). Kontrolnim eksperimentom dobro su simulirane promjene intenziteta i putanja TC-a. Latentna toplina u planetarnom graničnom sloju te mikrofizički procesi u oblacima mogu utjecati na putanju TC i na brzinu njegovog gibanja. Latentna toplina utječe na jačinu TC-a putem promjene strukture TC-a. U usporedbi s CTL eksperimentom i NBL i NMP eksperiment ukazuju na slabljenje dinamike i termodinamičkih svojstava TC-a. Bez utjecaja latentne topline TC se ne može vertikalno razvijati i stoga mu intenzitet slabi, a količina oborine se reducira; to slabljenje je očitije u slučaju kada je latentna toplina ograničena na planetarni granični sloj. Latentna toplina u planetarnom graničnom sloju uglavnom utječe na stvaranje i razvoj TC-a u početnoj fazi, dok latentna toplina vezana za mikrofizičke procese u oblaku pogoduje jačanju i održavanju njegove zrele faze. Latentna toplina mikrofizičkih procesa u oblakcima u jezgri TC-a je za red veličine veća od prizemne entalpije. Međutim, oslobađanje latentne topline pri mikrofizičkim procesima u oblacima nije najvažnije za jačanje TC-a, već je za njegovo jačanje važniji transfer energije u procesima planetarnog graničnog sloja.

The application of calorimetry for the characterization of chemical and physical processes in supramolecular systems

Kalorimetrija je eksperimentalna metoda kojom je moguće izmjeriti toplinu tijekom kemijskog ili fizikalnog procesa. Cilj ovog rada je objasniti teorijsku osnovu kalorimetrijskih mjerenja te opisati najčešće korištene kalorimetrijske metode. Također, želi se pokazati opseg strukturnih i termodinamičkih karakteristika supramolekulskih i biokemijskih sustava do kojih je moguće doći na temelju eksperimentalnih podataka. Naglasak ovog rada je na praktičnoj primjeni kalorimetrijskih mjerenja u svrhu opisa procesa uzrokovanih supramolekulskim, odnosno nekovalentnim interakcijama, budući da su te interakcije osnova i većine biokemijskih procesa u kojima je bitan proces molekulskog prepoznavanja. Kalorimetrijskim metodama moguće je okarakterizirati i fizikalne procese koji se zbivaju u biološkim sustavima. Jedan od tih procesa je fazna transformacija lipidnih dvosloja, koji služe kao modelni sustavi bioloških membrana. Također, kalorimetrija je pogodna metoda za određivanje uvjeta pri kojima molekule proteina zadržavaju svoju nativnu konformaciju, odnosno za termodinamičku karakterizaciju procesa denaturacije proteina. Primjenom kalorimetrije stječe se uvid u termodinamičke karakteristike supramolekulskih veznih interakcija između makromolekula i različitih liganada, odnosno međusobnog vezanja više makromolekula kao što je to slučaj kod interakcija proteina i molekule DNA. Osim što omogućuju termodinamičku karakterizaciju, kalorimetrijska mjerenja omogućuju i razumijevanje mehanizama procesa molekulskog prepoznavanja u supramolekulskim i biokemijskim sustavima. Uz poznavanje mehanizama navedenih procesa, moguće je dizajnirati ligande s takvim strukturnim karakteristikama koje omogućuju vezanje tih molekula na željeno vezno mjesto makromolekule. Takav postupak bitan je u farmakologiji prilikom razvoja novih lijekova koji se direktno vežu na molekule koje sudjeluju u biokemijskih procesima unutar organizma

Iskorištavanje otpadne topline iz cementare sustavom ORC

U radu je okvirno razrađen potencijal ugradnje ORCa za iskorištavanje otpadne topline iz pogona cementare Holcim u Koromačnom. Opisani su principi rada cementare i organskog Rankineovog ciklusa. Postavljen je matematički model za proračun ciklusa, a korišten je program Excel. Za određivanje stanja tvari korištene su pozivne funkcije iz programa miniREFPROP. Optimizacija je provedena upotrebom Excelovog alata Solver. \Na kraju rada dani su rezultati za radne fluide R134a i R123 sa i bez upotrebe regeneratora. Kao rashladni spremnik odabrana je morska voda zbog blizine obale mora, a za posrednika između dva izvora topline i ORCa odabrano je termalno ulje Terminol 66

Kogeneracija na biomasu snage 1 MWel

Kogeneracija je postupak istovremene proizvodnje električne i korisne toplinske energije u jedinstvenom procesu. Toplina dobivena iz postrojenja je na nižoj energetskoj razini i najčešće se koristi za grijanje ili u nekim drugim proizvodnim procesima koji koriste toplinu. Kogeneracija se odlično uklapa u drvne industrije jer imaju mogućnost koristiti otpad od obrade drveta kao gorivo. U obrađenom primjeru drvne industrije, uz standardnu temperaturu tople vode za opskrbljivanje sušara i za grijanje potrebna je i topla voda na većem temperaturnom nivou za parenje bukovih proizvoda. U obzir su se uzela tri rješenja. Tri su moguće varijante kogeneracije: -Kogeneracija s parnim kotlom i kondenzacijskom turbinom s reguliranim oduzimanjem pare \Najskuplja varijanta koja uz dodatne kotlove za pokrivanje vršnih opterećenja i opterećenja za vrijeme remonta može bez problema opskrbljivati toplinom potrošače na nižem i višem temperaturnom nivou. -Kogeneracija s parnim kotlom i protutlačnom turbinom Varijanta sa najvećim stupnjem iskoristivosti jer se toplina proizvodi po potrebi i ne baca se u okoliš. Sniženjem proizvodnje topline pada i proizvodnja električne energije što doprinosi smanjenju prihoda od prodaje električne energije. -Kogeneracija s vrelouljnim kotlom i ORC (Organic Rankine Cycle) modulom Najniža investicija sa upola manjim brojem zaposlenih od ostalih varijanti zbog zakonskih propisa za posude pod tlakom. \Nemogućnost opskrbljivanja toplinskom energijom potrošače na većem temperaturnom nivou tako da je za njih potreban rezervni kotao. Izvan sezone grijanja sva toplina se baca u okoliš što rezultira najnižim stupnjem iskoristivosti od svih predloženih varijanti. Detaljnom tehno-ekonomskom analizom obrađeni su svi troškovi i prihodi za svaku varijantu kogeneracije

Toplinska analiza procesa I. Sinteza mreže izmjenjivača topline pinch-postupkom

In the last twenty-five years in the chemical process industry an important point of interest has been, how to minimize total costs, i.e. capital and operating costs expressed as annual charges. Pinch method is thermodynamically oriented method for the synthesis of heat exchanger networks with extended to combined heat and power system, separation schemes, integrated distillation columns and general process design. There have been two schools of the heat exchanger network synthesis. One relies on thermodynamic principles where the designer manually or interactively if software is available, synthesizes the network. The heat exchanger network of a nitric acid plant has been studied and it was found that it is possible to reduce requirements for cooling water and medium pressure steam. In order to enable these savings, three heat exchangers should be replaced with new ones. Energy consumption in steam power system increases slightly. However, the final result is a reduction of energy costs and a payback time of 14.5 months. The other approach relies on mathematical methods like linear and nonlinear programming. In this work thermodynamically oriented method is presented for the synthesis of heat exchanger network.Jedan od najvažnijih interesa posljednjih dvadesetak i više godina je minimaliziranje ukupnih godišnjih investicijskih i pogonskih troškova u kemijskoj procesnoj industriji. U radu je prikazana metodologija pinch-postupka na primjeru sinteze mreže izmjenjivača topline kojim se mogu postići znatne uštede energije. Pinch-postupak je termodinamički orijentirana metoda za sintezu mreže izmjenjivača topline i mreže ostalih energetski aktivnih jedinica unutar procesa. Postoje dva pristupa sinteze mreže izmjenjivača topline; jedan se temelji na termodinamičkim principima gdje korisnik pješice ili pomoću programskih sustava sintetizira mrežu i drugi koji primjenjuju matematičke metode linearnog i nelinearnog programiranja. U radu je prikazana termodinamički orijentirana metoda za sintezu mreže izmjenjivača topline

Toplinska analiza procesa I. Sinteza mreže izmjenjivača topline pinch-postupkom

In the last twenty-five years in the chemical process industry an important point of interest has been, how to minimize total costs, i.e. capital and operating costs expressed as annual charges. Pinch method is thermodynamically oriented method for the synthesis of heat exchanger networks with extended to combined heat and power system, separation schemes, integrated distillation columns and general process design. There have been two schools of the heat exchanger network synthesis. One relies on thermodynamic principles where the designer manually or interactively if software is available, synthesizes the network. The heat exchanger network of a nitric acid plant has been studied and it was found that it is possible to reduce requirements for cooling water and medium pressure steam. In order to enable these savings, three heat exchangers should be replaced with new ones. Energy consumption in steam power system increases slightly. However, the final result is a reduction of energy costs and a payback time of 14.5 months. The other approach relies on mathematical methods like linear and nonlinear programming. In this work thermodynamically oriented method is presented for the synthesis of heat exchanger network.Jedan od najvažnijih interesa posljednjih dvadesetak i više godina je minimaliziranje ukupnih godišnjih investicijskih i pogonskih troškova u kemijskoj procesnoj industriji. U radu je prikazana metodologija pinch-postupka na primjeru sinteze mreže izmjenjivača topline kojim se mogu postići znatne uštede energije. Pinch-postupak je termodinamički orijentirana metoda za sintezu mreže izmjenjivača topline i mreže ostalih energetski aktivnih jedinica unutar procesa. Postoje dva pristupa sinteze mreže izmjenjivača topline; jedan se temelji na termodinamičkim principima gdje korisnik pješice ili pomoću programskih sustava sintetizira mrežu i drugi koji primjenjuju matematičke metode linearnog i nelinearnog programiranja. U radu je prikazana termodinamički orijentirana metoda za sintezu mreže izmjenjivača topline

Demonstration experiments in physics education: Energy change

U okviru rada diskutiraju se metode izvedbe nastave fizike koje bi trebale rezultirati boljim razumijevanjem nastavnih sadržaja i stjecanjem trajnih znanja. Pri tome je ključan fizikalni pokus kao središnji element nastavnog sata fizike. Na primjeru teme o pretvorbi energije temeljene na zakonu očuvanja energije, daje se pregled odabranih demonstracijskih pokusa kojima bi se mogli postići navedeni ciljevi.In this work, methods of performing physical teaching are discussed, which should result in a better understanding of teaching content and the acquisition of persistent knowledge. The physical experiment has a key role as the central element of the physics teaching. In an example of energy-based transformation topic, an overview of selected demonstration experiments is provided to achieve these goals

ROLE OF HEAT PUMPS IN RISING THE ENERGY EFFICIENCY OF FAMILY HOUSES

Rad započinje kratkim uvodom u energetsku učinkovitost zgrada u Hrvatskoj i zakonima koji je obilježavaju. Zatim dolazi poglavlje s općenitim podacima o dizalicama topline ( princip rada, načini rada i učinkovitost toplinskih dizalica), a nakon toga slijedi kratak osvrt na sve izvore topline koje dizalica može koristiti u svome radu (tlo, voda, zrak, sunce). Sljedeće poglavlje bazirano je na primjeni dizalica topline u svrhu poboljšanja energetske učinkovitosti kuće, te nakon kratkog uvoda i stvarnog primjera analizirana je primjena dizalica topline zemlja-voda (sonda) na jednoj obiteljskoj kući u Osijeku. Nakon dobivenih rezultata napravljena je usporedba izvora topline za grijanje navedene kuće između prirodnog plina, loživog ulja i dizalice topline zemlja-voda