Entropy generation minimization in steady heat conduction through a cylinder wall with internal heat generation

U radu je detaljno analiziran problem minimizacije entropijske produkcije za model stacionarnog provođenja topline u stijenci cilindra s toplinskim izvorom i nametnutim izotermnim rubnim uvjetima. Problem je riješen uvođenjem relevantnih bezdimenzijskih varijabli: bezdimenzijske izdašnosti toplinskog izvora, omjera vanjskog i unutrašnjeg polumjera cilindra, kao i omjera rubnih temperatura. Pomoću tih veličina i bezdimenzijskog polumjera izvedeni su analitički izrazi za temperaturno polje, te lokalnu i ukupnu entropijsku produkciju te je postavljen kriterij za postojanje minimuma entropijske produkcije. Rezultati provedene analize su obrazloženi te je prikazano područje vrijednosti omjera polumjera cilindra, te omjera rubnih temperatura, za određene vrijednosti izdašnosti toplinskog izvora, u kojem postoji minimum entropijske produkcije.Minimization of the entropy generation in steady heat conduction through a cylinder wall with an internal heat generation and isothermal boundary conditions is considered in a detail. The problem is solved analytically by introducing the relevant dimensionless variables: the dimensionless rate of internal heat generation, the ratio of the outside to the inside radius, and the ratio of the boundary temperatures. By means of these values and the dimensionless radius, the analytical expressions for the temperature distribution, and the local and total entropy generation are derived. A necessary condition for the existence of a minimum of the entropy generation is presented and the results of the analysis are explained. The field of the values of the ratio of the outside to the inside radius and the ratio of the boundary temperatures, for certain values of the internal heat generation, in which minimum of the entropy generation exists is presented

Comparison of Finned Tube and Plate-Finned Heat Exchangers in Waste Heat Recovery

The use of waste heat recovery devices on mobile units (trucks and ships) is usually limited by the available space and the application of compact heat exchangers is recom¬mended for such purposes. The performance of the heat exchanger is defined by the optimized Rankine cycle (to achieve maximum power) and it depends on the mass flow and temperature of the flue gases and selection of the working fluid in Rankine cycle. An example of selection of the preheater performance (in case of water as the working fluid) is considered here, wherein the several surface types of finned tube and plate-finned heat exchangers are used, for which there are measured data of the heat transfer coefficient and friction factor. Heat exchangers are sized according to the criteria of maximum allowed velocity of the flue gases and shapes of the heat exchanger frontal area. The sized heat exchangers were compared with respect to the heat transfer coefficient, the area of the heat exchanger surface on the finned side, the volume of the heat exchanger and the pressure drop on both sides. From the comparison of the best plate-finned and the best finned tube heat exchangers it is concluded that in the recommended range of flue gases velocity (from 4 m/s to 6 m/s) the pressure drop at the gas side are similar (in the plate-finned heat exchanger it is in the range from 53.5 to 112 Pa and in the finned tube exchanger from 53.8 to 142.8 Pa), while the plate-finned exchanger has more than 50% smaller heat transfer area, compared to the finned tube one

Zagrijavanje vode prirodnom konvekcijom pomoću horizontalno uronjenog grijača

U radu se prikazuje način zagrijavanja zadane mase vode pomoću horizontalno uronjenog cilindričnog grijača. Taj način zagrijavanja vode isključivo počiva na modelu prijenosa topline prirodnom konvekcijom. Razrađena su dva načina zagrijavanja, održavanjem konstantne površinske temperature grijača i održavanjem konstantne snage grijača. Za rješenje postavljenog nestacionarnog problema korištene su dvije metode, analitička metoda s kvazistacionarnim modelom i numerička metoda konačnih volumena u okviru FLUENT korisničkog paketa. Uspoređeni su rezultati proračuna te prikazani u odgovarajućim dijagramima

Analysis of wind influence to static stability of the eave framework

U članku je analizirana noseća konstrukcija nadstrešnice u statičkom smislu. Opterećenja uzeta u obzir su vlastita težina konstrukcije nadstrešnice, težina snijega te utjecaj vjetra. 3D model konstrukcije nadstrešnice generiran je u softveru PartSolution (Cadenas) s određenim pojednostavljenjima geometrije. Pojednostavljenja geometrije uzeta su u obzir s ciljem pojednostavljenja numeričkog modela, posebice prilikom provođenja FSI simlacije. Rezultirajuća raspodjela tlakova na geometriju konstrukcije nadstrešnice dobivena CFD simulacijom postavljena je kao ulazni rubni uvijet prilikom provođenja statičke simulacije provjere čvrstoće. Prikazana su i analizirana rješenja za ekvivalentna naprezanja te za deformacije. Nadalje, prikazana su također rješenja za tok zraka oko konstrukcije nadstrešnice u smislu analiziranja mogućih promjena geometrije u smislu smanjenja otpora zraka a samim time i smanjenja opterećenja od vjetra na konstrukciju nadstrešnice.Eave framework is analyzed in this paper from the standpoint of statics. Loads taken into account are self-weight, snow weight and wind influence. 3D model of eave framework is generated in the software PartSolution (Cadenas) with certain simplifications in geometry. Simplifications are taken into account in order to reduce costs of the numerical calculation, especially the FSI calculation. The resulting pressure distribution solution obtained from CFD calculation is set as the boundary conditions on the eave framework when performing structural analysis. Solutions for equivalent stress as well as deformation are presented and analyzed. Also, solutions for airflow prediction around the eave framework are presented in order to analyze if it is possible to perform some changes in the construction in terms of reducing the air resistance and thus reducing the wind load on the construction

Entropy generation minimization in steady heat conduction through a cylinder wall with internal heat generation

U radu je detaljno analiziran problem minimizacije entropijske produkcije za model stacionarnog provođenja topline u stijenci cilindra s toplinskim izvorom i nametnutim izotermnim rubnim uvjetima. Problem je riješen uvođenjem relevantnih bezdimenzijskih varijabli: bezdimenzijske izdašnosti toplinskog izvora, omjera vanjskog i unutrašnjeg polumjera cilindra, kao i omjera rubnih temperatura. Pomoću tih veličina i bezdimenzijskog polumjera izvedeni su analitički izrazi za temperaturno polje, te lokalnu i ukupnu entropijsku produkciju te je postavljen kriterij za postojanje minimuma entropijske produkcije. Rezultati provedene analize su obrazloženi te je prikazano područje vrijednosti omjera polumjera cilindra, te omjera rubnih temperatura, za određene vrijednosti izdašnosti toplinskog izvora, u kojem postoji minimum entropijske produkcije.Minimization of the entropy generation in steady heat conduction through a cylinder wall with an internal heat generation and isothermal boundary conditions is considered in a detail. The problem is solved analytically by introducing the relevant dimensionless variables: the dimensionless rate of internal heat generation, the ratio of the outside to the inside radius, and the ratio of the boundary temperatures. By means of these values and the dimensionless radius, the analytical expressions for the temperature distribution, and the local and total entropy generation are derived. A necessary condition for the existence of a minimum of the entropy generation is presented and the results of the analysis are explained. The field of the values of the ratio of the outside to the inside radius and the ratio of the boundary temperatures, for certain values of the internal heat generation, in which minimum of the entropy generation exists is presented

Exergy analysis of a Brayton cycle with variable physical properties and variable composition of working substance

U radu je provedena eksergijska analiza Braytonovog ciklusa. Četiri ulazne varijable, omjer tlakova na izlazu i ulazu u kompresor, omjer temperature na ulazu u turbinu i temperature na ulazu u kompresor, te izentropski stupnjevi djelovanja kompresora i turbine su uzeti u analizu. Omjer temperatura je variran tako da je temperatura zraka na ulazu u kompresor držana konstantnom, a temperatura dimnih plinova na ulazu u turbinu je varirana od 900 °C do 1200 °C. U komori za izgaranje potpuno izgara metan s pretičkom zraka koji je određen temperaturom dimnih plinova na ulazu u turbinu. Analiza nadalje uključuje promjenjivost molarnih toplinskih kapaciteta zraka i dimnih plinova s temperaturom i promjenjivost njihovih izentropskih eksponenata. Eksergijska destrukcija u komori za izgaranje, turbini i kompresoru kao i ukupna eksergijska efikasnost su uzete u analizu

Exergy analysis of a Brayton cycle with variable physical properties and variable composition of working substance

U radu je provedena eksergijska analiza Braytonovog ciklusa. Četiri ulazne varijable, omjer tlakova na izlazu i ulazu u kompresor, omjer temperature na ulazu u turbinu i temperature na ulazu u kompresor, te izentropski stupnjevi djelovanja kompresora i turbine su uzeti u analizu. Omjer temperatura je variran tako da je temperatura zraka na ulazu u kompresor držana konstantnom, a temperatura dimnih plinova na ulazu u turbinu je varirana od 900 °C do 1200 °C. U komori za izgaranje potpuno izgara metan s pretičkom zraka koji je određen temperaturom dimnih plinova na ulazu u turbinu. Analiza nadalje uključuje promjenjivost molarnih toplinskih kapaciteta zraka i dimnih plinova s temperaturom i promjenjivost njihovih izentropskih eksponenata. Eksergijska destrukcija u komori za izgaranje, turbini i kompresoru kao i ukupna eksergijska efikasnost su uzete u analizu.The exergy analysis of a Brayton cycle is performed in the paper. The four input variables: the ratio of the compressor exit and inlet pressures, the ratio of inlet temperature of gases in turbine and inlet temperature of air in compressor and the isentropic efficiencies of the compressor and turbine are analysed. The temperature ratio is varied in a way that the compressor inlet temperature of air is maintained constant, while the turbine inlet temperature of flue gases is varied from 900 to 1200 °C. In the combustion chamber methane is completely combusted with excess air ratio which is determined by the temperature of flue gases at the turbine inlet. The analysis further includes variability of the molar heat capacities of air and flue gases with temperature and variability of their heat capacity ratios. The exergy destruction in turbine, compressor and combustion chamber and also total exergy efficiency of the cycle are considered in the analysis

Retrospective evaluation of whole exome and genome mutation calls in 746 cancer samples

Funder: NCI U24CA211006Abstract: The Cancer Genome Atlas (TCGA) and International Cancer Genome Consortium (ICGC) curated consensus somatic mutation calls using whole exome sequencing (WES) and whole genome sequencing (WGS), respectively. Here, as part of the ICGC/TCGA Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes (PCAWG) Consortium, which aggregated whole genome sequencing data from 2,658 cancers across 38 tumour types, we compare WES and WGS side-by-side from 746 TCGA samples, finding that ~80% of mutations overlap in covered exonic regions. We estimate that low variant allele fraction (VAF < 15%) and clonal heterogeneity contribute up to 68% of private WGS mutations and 71% of private WES mutations. We observe that ~30% of private WGS mutations trace to mutations identified by a single variant caller in WES consensus efforts. WGS captures both ~50% more variation in exonic regions and un-observed mutations in loci with variable GC-content. Together, our analysis highlights technological divergences between two reproducible somatic variant detection efforts

Teorijska analiza optimalnog režima rada Braytonova ciklusa

U radu se analizira optimalni režim rada Braytonovog ciklusa po kriteriju maksimalnog termičkog stupnja djelovanja i po kriteriju maksimalnog neto rada. Pri tome se za varijable uzima omjer tlakova prije i nakon adijabatske kompresije u kompresoru, omjer ulazne temperature plinova u turbinu i ulazne temperature zraka u kompresor kao i izentropski stupanj djelovanja kompresora odnosno turbine. Omjer temperatura je variran na način da je držana temperatura zraka na ulazu u kompresor konstantnom i jednakom 25 °C, dok je temperatura dimnih plinova na ulazu u turbinu varirana od 800 °C do 1100 °C. U adijabatskoj komori za izgaranje potpuno izgara metan s faktorom pretička zraka koji je određen zadanom temperaturom dimnih plinova na ulazu u turbinu. Analiza nadalje obuhvaća i temperaturnu promjenljivost molarnih toplinskih kapaciteta zraka i dimnih plinova, a time i temperaturnu promjenljivost njihovih izentropskih eksponenata. Rezultati provedene analize su interpretirani i prikazani u odgovarajućim dijagramima