The Mathematical Model for the Secondary Breakup of Dropping Liquid

Investigating characteristics for the secondary breakup of dropping liquid is a fundamental scientific and practical problem in multiphase flow. For its solving, it is necessary to consider the features of both the main hydrodynamic and secondary processes during spray granulation and vibration separation of heterogeneous systems. A significant difficulty in modeling the secondary breakup process is that in most technological processes, the breakup of droplets and bubbles occurs through the simultaneous action of several dispersion mechanisms. In this case, the existing mathematical models based on criterion equations do not allow establishing the change over time of the process’s main characteristics. Therefore, the present article aims to solve an urgent scientific and practical problem of studying the nonstationary process of the secondary breakup of liquid droplets under the condition of the vibrational impact of oscillatory elements. Methods of mathematical modeling were used to achieve this goal. This modeling allows obtaining analytical expressions to describe the breakup characteristics. As a result of modeling, the droplet size’s critical value was evaluated depending on the oscillation frequency. Additionally, the analytical expression for the critical frequency was obtained. The proposed methodology was derived for a range of droplet diameters of 1.6–2.6 mm. The critical value of the diameter for unstable droplets was also determined, and the dependence for breakup time was established. Notably, for the critical diameter in a range of 1.90–2.05 mm, the breakup time was about 0.017 s. The reliability of the proposed methodology was confirmed experimentally by the dependencies between the Ohnesorge and Reynolds numbers for different prilling process modes

Survey of multi-roller grinding of minerals

Omówiono zagadnienie rozdrabniania walcowego. Zbadano wpływ materiału rozdrabnianego (serpentynit) na parametry użytkowe procesu rozdrabniania: moc, prędkość obrotową oraz stopień rozdrobnienia w młynie 6-walcowym. Oceniono możliwości zastosowania rozdrabniania walcowego do mielenia minerałów. Uzyskane wyniki wskazują, że zastosowany młyn z powodzeniem może służyć do rozdrabniania materiałów mineralnych.The cylindrical grinding process is discussed in the paper. The influence of grinded material (serpentinite) on operational parameters of grinding process: power, speed and degree of fragmentation in the 6-cylinder mill was investigated. Applicability of cylindrical grinding in minerals grinding was evaluated. The obtained results indicate that the tested mill can be successfully used in grinding of mineral materials

Contact angle assessment of wood-polymer composites treated with activated sludge

Kompozyty polimerowo-drzewne (WPC), ze względu na swoje unikatowe właściwości, mogą być wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, w tym także jako wypełnienie/nośnik w technologii oczyszczania ścieków z zastosowaniem złoża ruchomego (MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor). Przedstawiono wyniki badań zmiany zwilżalności kompozytów WPC poddanych działaniu osadu czynnego w ciągu 6 lub 12 miesięcy. Stwierdzono, że zwilżalność w istotnym stopniu wpływa na stopień absorpcji i agregacji na materiale – cechy zależne głównie od energii powierzchniowej, determinującej m.in. szybkość i stopień tworzenia biofilmu (narastającego na powierzchni elementu z tworzywa zanurzonego w bioreaktorze) oraz wodochłonność danego materiału. Stwierdzono bezpośrednią zależność wartości kąta zwilżania od składu kompozytu WPC i czasu jego przebywania w bioreaktorze z osadem czynnym. Próbki referencyjne niepoddane działaniu osadu czynnego wykazywały porównywalną i niezależną od składu zwilżalność. Zaobserwowano, że wydłużenie czasu ekspozycji do 12 miesięcy wyraźnie pogorszyło zwilżalność kompozytów.Due to their unique properties, wood-polymer composites (WPC) can be successfully used in many branches of industry including fillings/carriers in wastewater treatment technology based on moving bed biofilm reactor (MBBR). The changes in wettability of WPC composites treated by activated sludge for 6 or 12 months were investigated. Wettability is a property that significantly influences the degree of absorption and aggregation of the material. They mainly depend on the surface energy, the value of which determines, among others, the rate and degree of biofilm aggregation as well as water absorbability of a given material. Research has shown a direct effect of the composition of WPC material (including filler content and particle size) and the residence time of WPC in the active sludge bioreactor on the value of the contact angle. The wettability values of reference samples, not exposed to the activated sludge, were comparable and independent from the composition. After extending the exposure time to 12 months the wettability of composites was significantly worsened, because the structure of the composites have been colonized in a permanent manner

Ocena destrukcyjności polimerowych łopat elektrowni wiatrowych

The study resulted in testing and assessment procedure for destructiveness of Gamesa G90 wind power rotor plastics blades of their life cycle. The achieved goal embraced ergonomic, functional, ecological and technological destructiveness. The life cycle comprises stages from design to disposal. The best results connected with ergonomic, functional, ecological and technological destructiveness of the disposal model in the form of recycling were obtained for the life processes of plastics related to fossil fuel extraction (-2.56 • 105 MJ).Zaproponowano procedurę badań i oceny destrukcyjności łopat wirnika elektrowni wiatrowej Gamesa G90. Przyjęto cztery przestrzenie destrukcyjnego oddziaływania: stanowisko pracy operatorów – destrukcyjność ergonomiczna, dokładność realizacji funkcji siłowni – funkcjonalna, środowisko organizmów żywych – ekologiczna, urządzenia, maszyny, instalacje – technologiczna. Analizowany cykl życia obejmował etapy od wykonania projektu do zagospodarowania poużytkowego łopat wykonanych z tworzyw polimerowych. Najwyraźniejsze zmniejszenie poziomu destrukcyjnego oddziaływania podczas wytwarzania, eksploatacji i recyklingu łopat wirnika elektrowni wiatrowej stwierdzono w odniesieniu do procesów związanych z wydobyciem paliw kopalnych (-2,56 • 105 MJ)

CFD simulations of solid-liquid separation process in modified swirl settling tanks

Przedstawiono wyniki symulacji komputerowych procesu separacji układu ciało stałe-ciecz w nowych konstrukcyjnie osadnikach wirowych. Wykorzystano model burzliwości k-ε i model DPM oprogramowania ASNYS Fluent 19.0. Badania przeprowadzono dla osadników wirowych posiadających króciec wlotowy zanurzony na różnej głębokości oraz przegrodę, której położenie zmieniano. Badania doświadczalne potwierdziły słuszność zastosowania wymienionych modeli. Przedstawiono trajektorie cząstek uzyskane podczas symulacji, które potwierdziły powstawanie ruchu wirowego i prezentowały czas przebywania cząstek ciała stałego wewnątrz osadnika. Konstrukcja o najwyższym stopniu separacji posiadała przegrodę ulokowaną pośrodku między ujściem z króćca wlotowego i wylotowego w osi aparatu.The results of computer simulations of solid-liquid separation in constructional new swirl settling tanks are shown in the paper. The k-e model and DPM models of ANSYS Fluent software 19.0 were used. The studies were carried out for the swirl settling tanks which were characterized by the submerged inlet port situated in a different immersion depth and the baffle with different location inside the tank. Experimental studies confirmed models validity. The particles trajectories obtained in simulations are presented. They confirm the presence of swirl movement and show the residence time of solid particles inside the settling tank. The construction with highest separation efficiency was characterized by the baffle located in tank’s axis and in the middle of inlet and outlet ports

Analysis of energy benefits from energy carriers grinding

Przedstawiono identyfikację oraz analizę korzyści i nakładów dla wybranych rozdrabnianych materiałów: węgla, zrębków drzewnych oraz tworzyw polipropylenowych na podstawie autorskiego wskaźnika efektywności energetycznej. Przeprowadzono analizę porównawczą ich wykorzystania przyjmując jako kryterium użyteczność energetyczną. Stwierdzono, że najwyższymi korzyściami i nakładami energetycznymi spośród omawianych materiałów charakteryzowały się tworzywa polipropylenowe, a najlepszy stosunek korzyści do nakładów wykazał węgiel.Identification and analysis of benefits and expenditures of grinded materials: coal, wood chips and polypropylene products based on the author's energy efficiency index are presented in the paper. A comparative analysis of the use of selected materials was conducted as a criterion assuming their energetic utility. On the basis of comparative analysis carried out in this paper it was found that polypropylene materials characterized with the highest benefits and energy inputs while the best benefits to inputs ratio was found for coal

Odor and microbiological nuisance of the sewage treatment plant – a case study

Emisja uciążliwych zapachów (odorów) i bioaerozoli do powietrza stanowi poważny problem związany z oddziaływaniem obiektów gospodarki komunalnej na pracowników, mieszkańców pobliskich terenów oraz środowisko naturalne. W pracy przedstawiono metody oceny i możliwości ograniczenia uciążliwości zapachowej i mikrobiologicznej Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Koziegłowach (obok Poznania) na terenie i wokół tej oczyszczalni. W szczególności przedstawiono wyniki badań liczebności bakterii mezofilnych i psychrofilnych, gronkowców mannitolododatnich i mannitoloujemnych, bakterii Pseudomonas fluorescens (w temperaturze 4oC i 26oC), promieniowców, bakterii grupy coli oraz grzybów mikroskopowych w próbkach powietrza pobieranych we wszystkich porach roku na ośmiu stanowiskach pomiarowych. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono, że na terenie oczyszczalni znajdują się obiekty związane z potencjalną emisją odorów i drobnoustrojów do otaczającego powietrza, w tym hala krat i piaskownik. Badania wykazały, że hermetyzacja obiektów technologicznych oczyszczalni przyczyniła się znacznie do skutecznego zmniejszenia emisji drobnoustrojów do otaczającego środowiska. Wyniki badań dowiodły, że na terenie i wokół obiektów komunalnych (oczyszczalnie ścieków, zakłady przeróbki odpadów i podobne) konieczne jest maksymalne ograniczanie emisji odorów i bioaerozoli do atmosfery, co można uzyskać przez hermetyzację najbardziej uciążliwych obiektów. Dodatkowo powinna być także przestrzegana prawidłowa eksploatacja urządzeń i higiena pracy, a wiedza o zagrożeniach zdrowotnych musi być stale uzupełniana.Air emissions of nuisance odors and bioaerosols are a serious problem related to an impact of municipal facilities on their employees, nearby residents and the natural environment. The article presents an overview of odor and microbiological nuisance assessment and elimination methods at the Central Sewage Treatment Plant Kozieglowy near Poznan. In particular, research results were presented on numbers of mesophilic and psychrophilic bacteria, mannitol-positive and mannitol-negative Staphylococcus, Pseudomonas fluorescens (4oC and 26oC), actinobacteria, coliform and microscopic fungi from the air samples collected in all seasons at the eight sampling stations. Based on the research results it was established that in the area of the treatment plant there were facilities potentially emitting odors and microorganisms into the air, including the bar-screen building and grit chamber. The research confirmed that hermetization of the plant technological facilities significantly contributed to effective reduction of microorganism emission into the environment. It was confirmed that in the territory and around the municipal facilities (sewage treatment plants, waste processing sites, etc.) a maximal odor and bioaerosol emission reduction was required, which might be achieved via hermetization of the most nuisance facilities. Additionally, an appropriate equipment exploitation and safety at work regulations should be obeyed, while knowledge on health risks must be regularly refreshed

RHEOLOGICAL AND STRUCTUREINVESTIGATION OF SHEAR-INDUCED CRYSTALLIZATION OF ISOTACTIC POLYPROPYLENE

In the present work, the influence of well-defined simple shear flow histories on the isothermal crystallization of an isotactic polypropylene (i-PP) has been investigated. At first, the research of the flow conditions in terms of temperature, shear rate and shear strain has been performed by means of the rheological technique. The continuous shearing analysis enabled us to build the flow curve at 144°C showing a Newtonian region as well as a shear-thinning zone. Indeed, for a shear rate above a critical value, the molecular orientation occurring during flow provides a kinetic promotion of the crystallization process. In the rheological step-shear flow analysis, an increase of the flow sensitivity parameter, kS/kQ, with increasing the shear rate at a constant strain ( strain = 150) is observed. The structure of the crystallized samples has been investigated by differential scanning calorimetry (DSC) and wide angle X-ray scattering (WAXS) methods. In agreement with the DSC, the WAXS results show that crystals with a certain bimodal distribution are generated in the samples crystallized under step-shear flow conditions. A small orientation of the (110) plane of the i-PP -phase crystals is also detected. POLYM. ENG. SCI., 45:153–162, 2005. © 2005 Society of Plastics Engineer

Contact angle assessment of wood-polymer composites treated with activated sludge

Kompozyty polimerowo-drzewne (WPC), ze względu na swoje unikatowe właściwości, mogą być wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, w tym także jako wypełnienie/nośnik w technologii oczyszczania ścieków z zastosowaniem złoża ruchomego (MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor). Przedstawiono wyniki badań zmiany zwilżalności kompozytów WPC poddanych działaniu osadu czynnego w ciągu 6 lub 12 miesięcy. Stwierdzono, że zwilżalność w istotnym stopniu wpływa na stopień absorpcji i agregacji na materiale – cechy zależne głównie od energii powierzchniowej, determinującej m.in. szybkość i stopień tworzenia biofilmu (narastającego na powierzchni elementu z tworzywa zanurzonego w bioreaktorze) oraz wodochłonność danego materiału. Stwierdzono bezpośrednią zależność wartości kąta zwilżania od składu kompozytu WPC i czasu jego przebywania w bioreaktorze z osadem czynnym. Próbki referencyjne niepoddane działaniu osadu czynnego wykazywały porównywalną i niezależną od składu zwilżalność. Zaobserwowano, że wydłużenie czasu ekspozycji do 12 miesięcy wyraźnie pogorszyło zwilżalność kompozytów.Due to their unique properties, wood-polymer composites (WPC) can be successfully used in many branches of industry including fillings/carriers in wastewater treatment technology based on moving bed biofilm reactor (MBBR). The changes in wettability of WPC composites treated by activated sludge for 6 or 12 months were investigated. Wettability is a property that significantly influences the degree of absorption and aggregation of the material. They mainly depend on the surface energy, the value of which determines, among others, the rate and degree of biofilm aggregation as well as water absorbability of a given material. Research has shown a direct effect of the composition of WPC material (including filler content and particle size) and the residence time of WPC in the active sludge bioreactor on the value of the contact angle. The wettability values of reference samples, not exposed to the activated sludge, were comparable and independent from the composition. After extending the exposure time to 12 months the wettability of composites was significantly worsened, because the structure of the composites have been colonized in a permanent manner