Strona główna

Pracownicy
Taler Dawid
Sobota Tomasz
Wrona Jan
Cieślik Tomasz
Dzierwa Piotr
Granda Mariusz
Jaremkiewicz Magdalena
Kaczmarski Karol
Marcinkowski Mateusz
Olek Małgorzata
Porzuczek Jan
Rup Kazimierz
Sacharczuk Jacek
Stypka Tomasz
Szymkiewicz Magdalena
Trojan Marcin
Węglarz Katarzyna
Osak Andrzej
Wencel Kinga

Sekretariat
Wełna Ewa

Pracownicy Emerytowani
Kandefer Stanisław
Gryglaszewski Piotr
Pilawska Małgorzata
Dzikowska Jadwiga

Dydaktyka
Studia stacjonarne
Studia niestacjonarne

Badania
Działalność naukowa
Projekty badawcze
LBPSF
Wdrożenia

Publikacje
Publikacje Pracowników
2020-2021
2017-2019
2014-2016
2008-2013
2000-2007
1995-1999
Biblioteka Katedry


Kierownik Laboratorium

Dr inż.
Jan WRONA



konsultacje:
Poniedziałek: 10:00 - 10:45
Środa: 10:30 - 11:30
pok. 118, bud. WIŚiE

tel: 12 628 28 19
email: jwrona@pk.edu.pl

Staże / Szkolenia
Publikacje
Wdrożenia / Nauka w Praktyce
Nagrody
Wykładane przedmioty

Staże / Szkolenia

STAŻE
  • Staż naukowo-techniczny w ramach projektu dofinansowanego ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego „Wzmocnienie przedsiębiorczości oraz świadomości w zakresie współpracy nauka-biznes wśród małopolskich pracowników naukowych sposobem na wzrost innowacyjności i konkurencyjności małopolskich firm".
  • Udział w projekcie „Wiedza, praktyka, współpraca – klucz do sukcesu w biznesie” w ramach Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki Priorytet VIII Regionalne kadry gospodarki.
    W okresie od 2013-08-01 do 2013-12-31 i od 2014-02-01 do 2014-02-28. „Opracowanie układu przeniesienia napędu z integralnym układem sterowania do przepustnic central klimatyzacyjnych z wymiennikami periodycznymi oraz stanowiska do ich badań”.

SZKOLENIA
  • Udział w szkoleniu „Przedsiębiorczości” (Certyfikat Nr 14/07/11) w ramach projektu „Wzmocnienie przedsiębiorczości oraz świadomości w zakresie współpracy nauka-biznes wśród małopolskich pracowników naukowych sposobem na wzrost innowacyjności i konkurencyjności małopolskich firm” oraz „Wycena i transfer technologii” organizowanym w ramach projektu ”3xP: Pomysł-Potencjał-Przedsiębiorca” współfinansowanego ze środków EFS.
  • Udział w szkoleniu „Minimalizacja osadów ściekowych – nowe technologie” Realizowane w ramach projektu „Politechnika XXI wieku – Program rozwojowy Politechniki Krakowskiej, Najwyższej jakości dydaktyka dla przyszłych inżynierów. Współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Kraków 08.12.2011.
  • Udział w szkoleniu „Procedury upowszechniania wyników badań naukowych w zintegrowanym systemie wdrażania RDW w Polsce” Realizowane w ramach projektu „Politechnika XXI wieku – Program rozwojowy Politechniki Krakowskiej, Najwyższej jakości dydaktyka dla przyszłych inżynierów. Współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Kraków 17-20.09.2012.
  • Udział w szkoleniu „Nowe systemy zagospodarowania i recyklingu odpadów stałych w dużych i średnich aglomeracjach”, Sztokholm 25-26.01.2013.
  • Udział w szkoleniu „Nowe techniki oceny i prognozowania zmian jakości wód w jeziorach”. Szwajcaria 05-05.12.2013.
  • Udział w szkoleniu „Nowoczesne metody nauczania – platforma MOODLE”, 07-21.05.2013.
    Realizowane w ramach projektu „Politechnika XXI wieku” współfinansowanego w ramach Poddziałania 4.1.1 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki: Wzmocnienie potencjału dydaktycznego uczelni.
  • Udział w szkoleniu:
    - Zapewnienie i doskonalenie jakości kształcenia w świetle Krajowych Ram Kwalifikacji.
    - Projektowanie programu zajęć dydaktycznych z wykorzystaniem efektów kształcenia.
    - Weryfikacja kształcenia, zaliczenie przedmiotu i ustalanie oceny, przykłady rozwiązań w uczelniach krajowych i zagranicznych.
    Współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. Kraków 22.03.2013.
  • Udział w szkoleniu „Metody termicznego przekształcenia odpadów komunalnych jako element nowoczesnego systemu gospodarowania odpadami”, Austria 17-21.06.2013.
góra

Publikacje

  • Berkowicz-Płatek,G., Leski,K., Żukowski,W., Wrona,J. (2022) "Processing of low-density waste in fluidized bed made out of lightweight expanded clay aggregate.", Journal of Cleaner Production, Vol.349, Spec.Iss., ss.1-15

  • Abstract: ...
    The main aim of the study is to obtain a new, innovative method for the organization of combustion processes in fluidized bed reactors. A key aspect of the change in the organization of the fluidized bed combustion process is the creation of a fluidized bed made out of lightweight expanded clay aggregate (LECA). The new fluidized bed has a density of 0.5 g/cm3, therefore, allowing for thermal processing of low-density solid and liquid industrial wastes, as well as waste biomass. Polyolefins (polyethylene, linear low-density polyethylene, high-density polyethylene, polypropylene, and polypropylene homopolymer) were selected as examples of low-density solid wastes. The use of an innovative fluidized bed for liquid waste degradation was studied on the example of glycerol combustion. Waste wood chips were chosen to represent low-density biomass. Thermal degradation of selected materials in the fluidized bed made out of LECA was carried out at a temperature range of 500–900 °C with an interval of 100 °C. Video analysis of the fluidized bed surface proved the sinking of waste materials into the bed and significant elimination of diffusion flames in the freeboard. Qualitative and quantitative flue gas analysis was carried out using the FTIR spectrometer. More than 95% conversion of the carbon contained in the polyolefins to CO2 was achieved already at 700 °C. At 500 °C, more than 30% of the polymeric carbon left the reactor as aromatic compounds. To avoid the emission of harmful aldehydes during the thermal processing of glycerol, the bed should be heated to at least 800 °C. Waste wood chips as an alternative fuel can be thermally incinerated in the fluidized bed made out of LECA. The disappearance of volatile organic compounds and CO emissions occurred at 700 °C and 800 °C.

    Artykuł on-line

  • Żukowski,W., Kowalska,A., Wrona,J. (2021) "High-temperature fluidized bed processing of waste electrical and electronic equipment (WEEE) as a way to recover raw materials.", Energies, Vol.14, Iss.18, Spec.Iss., ss.1-23

  • Abstract: ...
    This paper explores the effectiveness of metal recovery and values of gaseous emissions during thermal e-waste processing followed by magnetic separation. The thermal process of conversion of this kind of waste is difficult due to the uncertainty of the operation when compared to the processing of homogeneous materials. This is due to their complex and heterogeneous structure. The adoption of the fluidized bed reactor makes the process feasible, stabilizing it significantly and limiting emissions of harmful gases. Mobile cellphones were used as the raw input material of 450 g total mass. During the thermal transformation, the exhaust gases such as: CO, CO2, NOx, SO2, HCI, HBr, HCN, NH3, phenol, hydrocarbons, HF and COCI2 were analysed. The thermal treatment resulted in 333.6 g of solids in the fluidized bed. They were fragmented into grains smaller than 1 mm and 0.5 mm. The process of magnetic enrichment was used next on grains greater than 1 mm and smaller than 0.5 mm. The process was carried out using a neodymium magnet for particles >1 mm and a plate electromagnetic separator (powered by a three-phase current) together with a 1-disc tape-type separator, which was used for particles <1 mm. Such an approach resulted in the recovery of 81.9% of cobalt, 96.6% of iron and 99.2% of neodymium. The most efficient method of magnetic enriching (MS) proved to be the use of the electromagnetic plate separator.

    Artykuł on-line

  • Niemczewska-Wójcik,M., Gąska,A., Sładek,J., Pobędza,J., Gawlik,A., Wrona,J. (2021) "Regionalny Zespół Akredytowanych Laboratoriów Badawczych i Wzorcujących Politechniki Krakowskiej – odpowiedzią na zapotrzebowanie otoczenia społeczno-gospodarczego. Regional Group of Accredited Research and Calibration Laboratories of the Cracow University of Technology - responding to the needs of the socio-economic environment.", Stal, Metale & Nowe Technologie, Nr 5-6, ss.51-55

  • Streszczenie: ...
    Zlecanie prac badawczych akredytowanym laboratoriom stanowi podstawę w procesie podejmowania decyzji oraz przy zarządzaniu ryzykiem. Badania prowadzone przez akredytowane laboratoria zapewniają wiarygodne wyniki, otrzymane zgodnie z najlepszą praktyką, co wpływa na ograniczenie liczby wadliwych wyrobów, obniża koszty kontroli i produkcji, a także umożliwia wdrażanie innowacyjnych rozwiązań. Jakość wyrobów potwierdzona przez akredytowane laboratoria umożliwia przedsiębiorstwom dostęp do rynków zewnętrznych zgodnie z zasadą „badany lub certyfikowany raz – wszędzie akceptowany”.

    Strona Wydawnictwa

  • Wrona,J., Baron,J., Bradło,D., Żukowski,W. (2020) "Recovery of cenospheres and fine fraction from coal fly ash by a novel dry separation method.", Energies, Vol.13, Iss.14, Spec.Iss., ss.1-14

  • Abstract: ...
    Aluminosilicate microspheres are a valuable fraction of coal fly ash with diverse application due to its low density. Currently, there is no efficient and ecologically rational method of cenospheres recovery from fly ash. A combination of dry methods for the recovery of both fine ash particles and aluminosilicate microspheres from coal fly ash is presented. It is comprised of fluidised bed separation followed by screening and pneumatic separation in a free-fall air chamber. Fluidised bed separation was assisted by a mechanical activator to prevent agglomeration. This step reduced the portion of material that required further treatment by 52–55 wt.%, with the recovery of microspheres exceeding 97%. Then, the concentrates were individually subjected to pneumatic separation. The final separation product for the fly ash containing 0.64 wt.% cenospheres was a cenosphere concentrate which constituted about 17 wt.% of the initial fly ash. The recovery of cenospheres was around 81%. Usage of a combination of dry methods allowed for remaining of almost 83 wt.% of the raw material in its dry form. Furthermore, produced fly ash grain fractions could be used for different industrial purposes.

    Artykuł on-line

  • Migas,P., Żukowski,W., Baron,J., Wrona,J. (2019) "Cenospheric and sand fluidized bed as an environment for waste rubber combustion-comparisons of decomposition dynamics and flue gas emission.", Thermal Science, Vol.23, Suppl.4, ss.S1217-S1229

  • Abstract: ...
    The results of thermal recycling of rubber in the fluidised bed are presented. Two different types of the bed material were used: sand, and low density spheres (cenospheres). For two bed types, rubber decomposition time, as the mass and the bed temperature functions, were determined. Time of the samples residence time was calculated with the assumption, that reactor and the analytical block may be described with the well-stirred model. Time of samples decomposition, decrease with increasing temperature, as expected. It was also established, there are significant deviations between shirking core model, and obtained results of the residence time as a mass function. Cenospheric bed application allows to reduce of the process pressure drop, and caused shift of the gas decomposition products zone to the deeper region of the bed. Acoustic and optical effects confirmed significant differences between combustion of sand and cenospheric bed. Higher frequency of bubbles explosions and reduction of diffusive flames number were observed during incineration in cenospheric bed. The relationship between exhaust emission (VOC, CO, NOx) and type of the bed was not confirmed, the identical situation is observed for the samples combustion time. In the presented manuscript, the above physical quantity depends almost completely on sample type and bed temperature.

    Artykuł on-line

  • Berkowicz,G., Wrona,J., Żukowski,W., Bradło,D., Czupryński,P. (2019) "Catalytic oxidation of methanol in the cenospheric fluidized bed.", Thermal Science, Vol.23, Suppl.4, ss.S1231-S1240

  • Abstract: ...
    The process of oxidation of gaseous CH3OH by N2O was carried out over an Ag-Fe2O3-cenosphere catalyst whose structure can be defined as double shell-core catalyst. Preparation of the catalyst was carried out in two stages: thermal decomposition of Fe(CO)5 at above 160°C and then electroless Ag plating. The process of methanol degradation by N2O was carried out in a fluidized bed reactor. The study confirms that it is possible to achieve complete degradation of N2O and CH3OH for the obtained catalyst at above 450°C when the contact time of the reactants with the catalyst is approximately 6 second and when the substrates are used in stoichiometric ratios. More than 60% of the hydrogen contained in CH3OH can be converted to molecular hydrogen at 500°C with a ratio of N2O/CH3OH not greater than 0.6 and with a contact time of reactants with the catalyst of approx. 6 seconds.

    Artykuł on-line

  • Kozioł,S., Zborowski,A., Samborski,T., Niezgoda-Żelasko,B., Wojtas,K., Wrona,J., Prymon,M. (2019) "The design of recuperator and heat pump test systems in conformity with the "ErP" EU directive. truktura systemu badania rekuperatorów i pomp ciepła zgodnie z dyrektywą unijną „ErP”, Journal of Machine Construction and Maintenance, no 1 (112), ss.101-107

  • Streszczenie: ...
    W artykule przedstawiono strukturę systemu badawczego przeznaczonego do badania pomp ciepła o mocy grzewczej do 12 kW i rekuperatorów o strumieniu powietrza do 700 m3 /h. Struktura systemu została opracowana na podstawie odpowiednich obliczeń cieplnych i zapewnia możliwość testowania, zgodnie z obowiązującymi normami, różnych wariantów urządzeń grzewczych z pompami ciepła i rekuperatorów przeznaczonych głównie dla budownictwa jednorodzinnego. Parametry i zakładany sposób sterowania pracą układu umożliwiają realizację badań normatywnych oraz prac badawczo-rozwojowych w zakresie testowania konstrukcji i właściwości funkcjonalnych urządzeń.

    Abstract: ...
    The article presents the structure of a system designed to test heat pumps with heating power of up to 12 kW and recuperators with air streams of up to 700 m3 /h. The system’s design is based on appropriate thermal calculations and provides for testing a variety of heating equipment including heat pumps and recuperators in line with applicable standards, mainly for single-family dwellings. Parameters and the assumed method of controlling the system’s operation allow for regulatory testing and research and development to test the design and functional properties of the equipment.

    Artukuł on-line

  • Trojan,M., Taler,D., Dzierwa,P., Taler,J., Kaczmarski,K., Wrona,J. (2019) "The use of pressure hot water storage tanks to improve the energy flexibility of the steam power unit.", Energy, Vol.173, Spec.Iss., ss.926-936

  • Abstract: ...
    Existing thermal power plants must be adapted to cooperate with wind farms and other renewable energy sources by improving their flexibility. The paper analyzes the improvement of the 200MWe block's flexibility by installing hot water storage tanks. The maximum increase in the block output resulting from the shut-off of low-pressure steam bleeds is calculated. During this period, the hot water from water storage tanks is supplied to the boiler. Hot water is accumulated in pressure water tanks during the low-load period of the unit. Water with design temperature in the feed water tank flows into the water pressure tanks to reduce the electric power of the unit in the off-peak night hours. The hot water accumulated during the night in storage tanks is used to feed the boiler during the period of peak demand for electricity. The reduction in the block electric power was calculated for various volumes and charging periods of the water storage tanks. A cost analysis was carried out to demonstrate the economic profitability of installation of pressure water accumulators. It is worth mentioning that hot water tanks may also be applied to fill the boiler evaporator with hot water before the start-up of the power unit from the cold state.

    Artykuł on-line

  • Kryzia,D., Olczak,P., Wrona,J., Kopacz,M., Kryzia,K., Galica,D. (2019) "Dampening variations in wind power generation through geographical diversification.", IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, Vol.214, ss.11

  • Abstract: ...
    Wind power is currently one of the most promising energy sources, both in Europe and across-the world. In Poland, a large annual increase in the installed wind turbine capacity has been observed for many years. Power generation from wind turbines is related to wind parameters, which, in turn, result from changes in atmospheric conditions. This is why the observed wind speed has different values depending on time and place (location and altitude). This affects the amount of generated power and the continuity of its production. The authors of this article carried out an analysis of the potential of the diversification of wind energy sources in Poland. The research was conducted with the aim of assessing the variability of the potential production of electrical energy. The analysis concerned the volatility of the wind speed and the variability of available turbine power, as well as its distribution over appropriate points in the location grid - a set of combinations for every point in the location grid, aiming to present the effect of the diversification. For this purpose, the standard deviation in relation to the average power of wind turbines was selected as a comparative measure. The analyses were conducted based on historical wind measurements and data retrieved from the MERRA database. The results indicate that it is more advantageous for both the Polish power system and power plant owners (energy companies) to build smaller wind farms that are distant from each other and to group them in pairs in order to create a virtual power plant. Despite a wind-farm downtime of less than 15% for most of Poland in the analysed period, the existing power differences do not provide the possibility of ensuring continuity of energy supplies.

    Artykuł on-line

  • Olek,M., Wrona,J., Kandefer,S., Baron,J., Żukowski,W., Porzuczek,J., Stankiewicz,J. (2018) "Środowiskowe aspekty wypalania łupków przywęglowych – emisja produktów gazowych. The environmental aspects of coal shale incineration – the emission of gas products.", Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja / District Heating Heating Ventilation, T.49, Nr 11, ss.455-458

  • Streszczenie: ...
    Celem opisanych badań było określenie unosu zanieczyszczeń gazowych powstających podczas procesu wypalania łupków przywęglowych w pęcherzowym złożu fluidalnym. Łupki do badań pozyskano z zakładów wzbogacania węgla 5. górnośląskich kopalń z Rybnika, Bierunia i Łazisk Górnych. Stężenia gazów cieplarnianych CO2, N2O, CH4, wynosiły odpowiednio 8,8%-10,3%, 30,7 mg/m3-60,6 mg/m3, 63,3 mg/m3-300,3 mg/m3. Stężenia NOx oraz SO2 zmieniały się odpowiednio od 179 mg/m3 do 444 mg/m3 oraz od 450 mg/m3 do 1044 mg/m3. Termiczne przetwarzanie łupków przywęglowych powinno się odbywać w kontrolowanych warunkach, w instalacjach o rozbudowanej linii oczyszczania spalin.

    Abstract: ...
    The aim of the research was to determine the emissions of gaseous pollutants formed during coal shales incineration in a bubbling fluidized bed reactor. The coal shales were obtained from coal preparation plants of the 5th Upper Silesian mines from Rybnik, Bieruń and Łazisk Górne. The concentrations of greenhouse gases CO2, N2O, CH4 were respectively 8.8-10.3%, 30.7-60.6 mg/m3, 63.3-300.3 mg/m3. The NOx and SO2 concentrations varied from 179 to 444 mg/m3 and from 450 to 1044 mg/m3, respectively. Thermal processing of coal shales should take place under controlled conditions in installations with an extensive exhaust gas treatment line.

    Strona wydawnictwa

  • Wrona,J., Czupryński,P. (2018) "Pozyskanie mikrosfer glinkokrzemianowych z popiołów lotnych metodą suchą. Recovery of the aluminosilicate microspheres from fly ash using dry method.", OSA : Odpady, Środowisko, Atmosfera – wybrane zagadnienia, Rozdział w monografii, s.115-124

  • Wrona,J., Prymon,M. (2018) "A prototype of a small Stirling refrigeration unit. Prototyp małego urządzenia chłodniczego realiuzującego obieg Stirlinga.", Technical Transactions / Czasopismo Techniczne, Vol.115, Iss.7, ss.139-151

  • Streszczenie: ...
    Artykuł przedstawia oryginalny, opracowany przez autorów model matematyczny, który może być użyty do projektowania i optymalizacji elementów urządzeń pracujących w obiegu Stirlinga. Model został użyty do zaprojektowania prototypu chłodziarki Stirlinga. Prototyp zawiera unikalne rozwiązanie węzła kinematycznego tłok–cylinder umożliwiające pracę w warunkach tarcia technicznie suchego oraz prototypy wymiennych, opracowanych przez autorów regeneratorów ceramicznych: kulkowego oraz płytkowego. Model zakłada adiabatyczne przemiany czynnika w cylindrach, które to podejście daje bardziej realistyczne wyniki w porównaniu do izotermicznej analizy Schmidta. Cykl pracy urządzenia (jeden obrót wału) podzielono na elementarne kąty Φ, w których stan gazu rozpatrywany jest jako ustalony. W efekcie otrzymano stany gazu w poszczególnych objętościach składowych przestrzeni roboczej w danych, dyskretnych chwilach cyklu Stirlinga.

    Abstract: ...
    This paper presents original mathematical models which can be used for the size optimization of particular elements in the design process of cooling appliances using the Stirling cycle. The models were used to design a prototype of the Stirling cooling device. The project employs a unique piston–cylinder kinematic pair which enables dry fiction work. Original platelet and ball ceramic regenerators were designed. The presented model assumes adiabatic transformations of the medium in the cylinders as this approach yields more realistic results in comparison to a simple isothermal Schmidt analysis. One cycle of the device (one rotation of the shaft) is divided into elementary angles Φ, where the state of the gas is considered as constant. As a result, states of the gas in individual components of the working space are determined in any given, discrete time steps of the Stirling cycle.

    Repozytorium PK

  • Taler,J., Trojan,M., Dzierwa,P., Taler,D., Kaczmarski,K., Wrona,J. (2018) "Increasing the flexibility of a steam power unit.", 3rd South East European Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems [3rd SEE SDEWES], June 30 - July 4, 2018, Novi Sad, Serbia : book of abstracts, s.103

  • Wrona,J., Prymon,M. (2016) "Mathematical modeling of the stirling engine.", Procedia Engineering, Vol.157, ss.349-356

  • Abstract: ...
    The paper presents mathematical models which have been developed by the authors, and the results of which may be used to design an experimental refrigeration unit operating in the Stirling cycle. The systems engineered and based on Stirling cycle may be considered as an alternative to commonly employed internal combustion engines and Linde circulation cooling systems. The article presents a time discretization model assuming the cylinders as adiabatic spaces. The model enables the size optimization of all particular elements of the Stirling device such as: heat exchangers, the regenerator, the cylinders, piston motion and phase displacement. The advantage of modelling is the calculation speed when compared to modelling based on full Navier-Stokes system of equations (CFD) therefore enabling the dimensioning of the device. The results obtained using the simplified model have been verified by the other modelling type – that is the full 3D CFD, in which the whole working space including the heat exchangers and the regenerator has been modelled. Additionally, a dynamic MESH option has been applied in order to simulate the movement of the pistons in the cylinders.

    Artykuł on-line

  • Wrona,J. (2016) "Wybrane aspekty projektowania urządzeń pracujących w obiegu Stirlinga. Selected aspects of the design of Stirling cycle engines.", Rynek Instalacyjny, R.24, 5, ss.83-88

  • Streszczenie: ...
    Maszyny Stirlinga mogą stanowić realną alternatywę do stosowanych obecnie technologii silników cieplnych oraz urządzeń chłodniczych. Zapomniana, niemal dwustuletnia konstrukcja, która w chwili swojego powstania przerastała możliwości ówczesnej technologii przeżywa obecnie prawdziwy renesans. Potwierdzają to liczne wdrożenia komercyjne w różnych dziedzinach techniki od urządzeń chłodniczych po silniki przemysłowe. Perspektywiczne jest zastosowanie silników Stirlinga w kotłach dla mikrokogeneracji. W tego typu urządzeniach znajdują zastosowanie niewielkie silniki o mocy do kilku kWe. Ze względu na swoje własności silniki Stirlinga mogą stanowić tutaj doskonałą alternatywę dla silników ze spalaniem wewnętrznym oraz turbin gazowych.

    Abstract: ...
    Stirling machines can be a viable alternative to currently used technologies of heat engines and refrigeration equipment. Forgotten almost two-hundred years old construction, which in its inception surpassed the possibilities of contemporary technology is currently enjoying a renaissance. This is confirmed by the increasing number of commercial deployments in various technical fields from refrigeration to industrial heating engines. Stirling engines shall be employed in cogeneration system boilers. In such boilers only small engines of only several kWe of power may be employed. Because of many favourable attributes Stirling cycle engines possess, they represent an excellent alternative to internal combustion engines and gas turbines.

    Artykuł on-line

  • Wrona,J., Taler,D., Prymon,M. (2015) "Maszyny Stirlinga jako urządzenia do prowadzenia procesu skojarzonej produkcji energii oraz realizacji alternatywnych obiegów chłodniczych. Stirling machines working as devices for energy production in cogeneration and realization of refrigerant circuits.", Rynek Energii, Nr 5(120), ss.42-52

  • Streszczenie: ...
    Maszyny Stirlinga mogą stanowić realną alternatywę do stosowanych obecnie technologii silników cieplnych oraz urządzeń chłodniczych. Zapomniana, niemal dwustuletnia konstrukcja, która w chwili swojego powstania przerastała możliwości ówczesnej technologii przeżywa obecnie prawdziwy renesans. Potwierdza to coraz większa liczba wdrożeń komercyjnych w różnych dziedzinach techniki od urządzeń chłodniczych po silniki przemysłowe. Postęp w dziedzinie inżynierii materiałowej, szczególnie od drugiej połowy XX wieku oraz rozwój techniki komputerowej, i co za tym idzie możliwość stosowania numerycznych metod obliczeniowych spowodował, że większość problemów technicznych sprzed ponad wieku ma obecnie charakter historyczny. W artykule przedstawiono opracowane przez autorów wybrane rozwiązania konstrukcyjne agregatu kogeneracyjnego oraz chłodziarki opartych na obiegu Stirlinga. W celu wyznaczenia wymiarów poszczególnych elementów urządzeń opracowano model matematyczny z dyskretyzacją czasu korzystając z analizy Schmidt'a.

    Strona wydawnictwa

  • Wrona,J. (2014) "Cogeneration unit ACSS1 with Stirling engines as an alternative for generators-powered by internal combustion engines. Agregat kogeneracyjny ACSS1 z silnikiem stirlinga jako alternatywa dla agregatów napędzanych silnikami ze spalaniem wewnętrznym.", Przegląd Naukowo-Metodyczny : edukacja dla bezpieczeństwa, R.7, Nr 3(24), ss.544-556

  • Streszczenie: ...
    W artykule przedstawiono agregat kogeneracyjny napędzany silnikiem Stirlinga, jako alternatywę dla agregatów napędzanych silnikami ze spalaniem wewnętrznym. Mimo iż od zbudowania pierwszej maszyny Stirlinga upłynęło 200 lat, nie jest on konstrukcją tak znaną i powszechną jak silniki oparte na obiegu Diesla czy Otto. Głównymi powodami takiego stanu rzeczy były do niedawna przede wszystkim trudności materiałowe i skomplikowany opis termodynamiczny. Postęp w inżynierii materiałowej umożliwił rozwiązanie większości problemów związanych z materiałami a opracowywane modele matematyczne pozwalają na dokładne opisy zjawisk zachodzących podczas pracy urządzenia. Maszyny Stirlinga pierwotnie zostały zbudowane jako silniki, jednakże podczas rozwoju tej technologii pojawiły się urządzenia chłodnicze oraz pompy ciepła. Ze względu na wysoką sprawność energetyczną, cichsza pracę, oraz stosunkowo niski poziom emisji zanieczyszczeń silniki Stirlinga znajdują dziś coraz szersze zastosowania min. w kogeneracji, w okrętach podwodnych oraz są obiecującym rozwiązaniem dla napędów hybrydowych. Perspektywiczne jest zastosowanie silników Stirlinga w kotłach dla mikrokogeneracji. W tego typu kotłach znajdują zastosowanie niewielkie silniki o mocy do kilku kWe. Ze względu na swoje własności silniki Stirlinga mogą stanowić tutaj doskonałą alternatywę dla silników ze spalaniem wewnętrznym.

    Abstract: ...
    The article portrays a cogeneration unit powered by Stirling cycle engine as an alternative to units powered by internal combustion engines. Despite the fact that 200 hundred years have past since the construction of the first Stirling engine, it is still not as popular and known as the Diesel cycle engine. The main reasons for the stagnation until recently were material shortcomings and complicated thermodynamic description. The progress in material engineering brings solution to most problems associated with the material imperfections and the mathematical models developed, allow for exact description of the processes occurring during the cycle of the working machine. Initially, Stirling cycle machines were designed as engines but as the technology was being developed, cooling devices and heat pumps appeared. Because of their high energy output, quietness and relatively low pollution emission levels, Stirling engines find wide applications in our time, most likely in cogeneration, in submarines, and they are most promising in hybrid propulsion. In perspective, Stirling engines shall be employed in cogeneration system boilers. In such boilers only small engines of only several kWe may be employed. Stirling cycle engines because of the many favourable attributes they possess, represent an excellent alternative to internal combustion engines.

  • Wrona,J. (2014) "Stirling machines selected design issues and problem solutions based on the cooling appliance design example.", Aktualne zagadnienia energetyki: praca zbiorowa. T. 3, ss.359-372

  • Abstract: ...
    Cooling systems based on Stirling cycle are an excellent alternative to commonly used cooling systems employing Linde cycle. The article touches on problems manifesting themselves in the designing process of cooling appliances using Strling cycle and the methods of resolving the problems. Until the first half of the 20th century the main obstacle in the design of such systems were the shortcomings in composite materials necessary to engineer the systems and also a very complicated thermodynamic description. Scientists and engineers are presently rediscovering the concept of a Stirling cycle because of the positive attributes it possesses. Its high energy efficiency, relatively simple and compact design, power source flexibility or inoffensive working medium are ideal attributes in contemporary conditions. The advancement in material technology makes it possible for the almost 200 years old idea of Stirling cycle to be revived in our times. Thermodynamic mathematical model has been compiled with an inclusion of the discretiza-tion during the designing process to be able to designate the size of all individual elements like: the heat exchanger, the regenerator, cylinders, the piston stroke or phase shift. Schmidt's analysis for Stirling engines is the primary and simple tool for the initial size assessment. More realistic results can be obtained assuming that an adiabatic change takes place in the cylinders. An innovative design of a kinematic pair; piston- cylinder has been shown working in technically dry friction conditions.

    Artykuł on-line

  • Wrona,J. (2014) "An introduction to an installation for the production of alternative fuels from waste polyolefin. Instalacja do produkcji wysokoenergetycznego alternatywnego paliwa z odpadowych poliolefin.", Czasopismo Techniczne. Środowisko, Ś-1, ss.65-72

  • Streszczenie: ...
    Odpady z tworzyw sztucznych to materiał, który może być nie tylko wielokrotnie przetwarzany na inne produkty, ale również poprzez spalanie można odzyskać zawartą w nim energię. W artykule przedstawiono instalację do termicznej utylizacji odpadów z tworzyw sztucznych (poliolefin). Umożliwia ona wytworzenie dwóch wysokoenergetycznych produktów karbonizatu oraz regeneratu.

    Abstract: ...
    Plastic waste is material that can not only be repeatedly processed into other products, but also the energy contained within it can be recovered through burning. This article presents an installation for thermal utilization of waste plastics. The installation allows the production of high energy fuel from waste polyolefin.

    Artykuł on-line

  • Prymon,M., Wrona,J. (2012) "Obieg Stirlinga jako alternatywa w budowie urządzeń chłodniczych", Czasopismo Techniczne, Nr 4-Ś/2013, ss.157-165

  • Streszczenie: ...
    W artykule opisano podstawy teoretyczne działania urządzeń chłodniczych opartych na obiegu Stirlinga. Urządzenia tego typu mogą być alternatywą do stosowanych obecnie powszechnie chłodziarek realizujących obieg Linde. Przedstawiono zastosowanie analizy Schmidt'a wykorzystywanej w celu wstępnego wymiarowania tego typu urządzeń. Podano podstawowe zależności oraz opisano algorytm modelowania obiegu termodynamicznego Stirlinga. Analizę termodynamiczną obiegu chłodniczego Stirlinga uzyskaną z analizy Schmidta, gdzie cylindry traktowane są jako przestrzenie izotermiczne, porównano z wynikami otrzymanymi dla tego samego urządzenia przy założeniu, że cylindry stanowią przestrzenie adiabatyczne.

    Abstract: ...
    The paper presents the theoretical basis of refrigeration equipment based on the Stirling cycle. Devices of this type may be an alternative to the now commonly used in refrigerating realizing circulation of Linde. The authors presents of analysis of Schmidt, which was used for the initial sizing of refrigerator devices. Dependencies and provides basic modeling algorithm described Stirling thermodynamic cycle. Thermodynamic analysis of the Stirling refrigeration cycle obtained from the analysis of Schmidt, where the cylinders are treated as isothermal spaces compared with the results obtained for the same device, assuming that the cylinders are spaces adiabatic.

    Artykuł on-line

  • Prymon,M., Wrona,J., Zborowski,A. (2012) "Symulacja opromieniowanego wymiennika ciepła do zastosowań w aparacie do badań zużycia erozyjnego", Zeszyty Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - PIB: Maintenance Problems, Nr 2, ss.133-144

  • Streszczenie: ...
    W artykule przedstawiono obliczenia modelowe opromieniowanego wymiennika ciepła przeznaczonego do podgrzewania powietrza zasilającego dysze aparatu, służącego do badania odporności na ścieranie materiałów konstrukcyjnych w podwyższonych temperaturach. Przedstawiono uproszczony model wymiennika, którego wyniki porównano z symulacją numeryczną 3D uwzględniającą zarówno wymianę ciepła przez promieniowanie, jak i konwekcję swobodną. Wyniki otrzymane z obliczeń modelowych stanowiły podstawę do zaprojektowania instalacji wyposażonej w odpowiedni wymiennik ciepła, który będzie podgrzewał powietrze do 650°C.

    Abstract: ...
    The article presents the model calculation of the radiated heat exchanger intended for the heating of the air supplied to the jets of an apparatus used for testing the resistance of construction materials to scrubbing in the increased temperature. The simplified model of the exchanger is presented, and the outcomes of the calculations are compared to the 3D numeric simulation considering the heat exchange by both radiation and free convection. The results from the computer calculations were a basis for the design of the plant with a proper exchanger that will heat the air up to the 650°C.

  • Kozioł,S., Zborowski,A., Wojtas,K., Wrona,J. (2012) "Koncepcja systemu do badania sprawności i bezpieczeństwa wentylacyjnych układów odzysku ciepła / The concept of the system for testing the efficiency and safety of the ventilation systems for heat recuperation", Problemy eksploatacji - Zeszyty Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - PIB: Maintenance Problems, Nr 1, ss.57-68

  • Streszczenie: ...
    W artykule przedstawiono koncepcję systemu do badania wymienników stosowanych do odzysku ciepła w układach wentylacji i klimatyzacji budynków. Składa się on z dwóch klimatyzowanych komór odtwarzających parametry atmosfery znajdującej się na zewnątrz budynku i wewnątrz oraz odpowiednich układów sterujących i pomiarowych. Służy do wyznaczania sprawności temperaturowej i wilgotnościowej rekuperatorów w różnych warunkach pracy oraz charakterystyk przepływowych i szczelności.

    Abstract: ...
    The article presents the concept of the system for testing the recuperators used for recuperation of heat in the ventilation and air-conditioning systems of buildings. It consists of two air-conditioned chambers that recreate the parameters of the atmosphere in and out of the building and of relevant systems for control and measurement. It is used for estimation of the temperature and humidity efficiency of the recuperators in different work conditions and for calculation of the flow and tightness characteristics.

    Artykuł on-line

  • Prymon,M., Wrona,J. (2011) "Analiza ekonomiczna wykorzystania agregatu kogeneracyjnego zbudowanego z wykorzystaniem silnika Sterlinga / Economic Analysis of the Use of Co-Generation Unit with Sterling Engine", Ciepłownictwo Ogrzewnictwo Wentylacja, Nr 5/Vol.42, ss.190-193

  • Streszczenie: ...
    Przedstawiono analizę efektywności zastosowania źródła wytwarzającego w skojarzeniu energię elektryczną i ciepłą wodę użytkową na potrzeby obiektu hotelowego.

    Abstract: ...
    An analysis of the effectiveness of an energy source application is presented. The source can produce a combination of electricity and hot water for the hotel building.

    Strona Wydawnictwa

  • Prymon,M., Wrona,J. (2011) "Współczesne zastosowania maszyn Stirlinga", Rynek Instalacyjny, Nr 12, ss.29-32

  • Streszczenie: ...
    Maszyny Stirlinga zostały pierwotnie zbudowane jako silniki, a wraz z rozwojem tej technologii stosowane są również jako chłodziarki i pompy ciepła. Liczne zalety tego rozwiązania sprawiają, że staje się ono realną alternatywą dla stosowanych obecnie klasycznych technologii. Artykuł przedstawia historię maszyn Stirlinga, teoretyczne podstawy ich działania oraz zastosowaniach dawniej, obecnie i w niedalekiej perspektywie.

    Strona Wydawnictwa

  • Kandefer,S., Bulewicz,E.M., Pilawska,M., Baron,J., Żukowski,W., Wrona,J., Porzuczek,J., Olek,M., Chrupek,S., Dzikowska,J. (2007) "Sludge for Heat - European Project Presentation", Proceedings of Polish-Swedish seminars, Cracow March 17-18, 2005. Integration and optimisation of urban sanitation systems. E.Plaza, E.Levlin, (Editors) TRITA-LWR.REPORT 3018, eport No 13, pp.61-70

  • Baron J., Chrupek,S., Kandefer,S., Olek,M., Pilawska,M., Porzuczek,J., Wrona,J., Żukowski,W. (2005) "Small Scale Incinerator for Biomass, with a Bubbling Fluidized Bed. I. Combustion of Sewage Sludge", Development in Production and Use of New Agrochemicals, Chemistry for Agriculture, Vol.6, pp.756-764

  • Abstract: ...
    Results are presented, obtained when sewage sludge was burned in a purpose-designed industrial installation, comprising a 1.5 MW bubbling fluidised bed combustor. Dried sewage sludge was used in the tests. The combustion process was stable, and since the moisture content of the dried sludge was low, no auxiliary fuel was required. Analysis of the flue gases has shown that the concentrations of SO2 and NOx are somewhat elevated, on account of rather high combined S and N content in the sludge. The results have confirmed that the technological solutions used were correct and that they can be used for economically effective and ecologically safe local disposal of wastes by thermal utilisation.

    Artykuł on-line

  • Kandefer,S., Bulewicz,E.M., Pilawska,M., Baron,J., Żukowski,W., Wrona,J., Porzuczek,J., Olek,M., Chrupek,S. (2005) "Sewage Sludge Incineration in an Atmospheric Fluidized Bed Combustor", The 8th International Conference on Circulating Fluidized Beds, Hangzhou, China, May 10-13


  • Baron,J., Bulewicz,E.M., Chrupek,S., Kandefer,S., Olek,M., Pilawska,M., Porzuczek,J., Wrona,J., Żukowski,W. (2005) "Sludge for Heat - CO-Combustion of Sewage Sludge with Biomass Wastes in an Atmospheric Bubbling FBC", Eighth International Conference on Energy for a Clean Environment, CleanAir, 27-30 June, 2005, Calouste Gulbenkian Foundation, Lisbon-Portugal, Book of Abstracts, p.116

  • Abstract: ...
    Some of the very damp sludge can be partly replaced by the second waste fuel, irrespective of its physical state (solid, liquid or gaseous). Candidate supporting fuels are, e.g., the biomass by-products of the maintenance of vegetation within the city (street trees, parks, etc.), partly segregated municipal solid waste (MSW), or even animal waste. A pilot installation, 1 Mw, was designed, with some of the heat produced employed in the gas cleaning system and for heating the premises used by the technical staff and for providing hot water. The combustor is equipped with feed systems for the sewage sludge and for the supporting fuels. An automatic process control system was developed. The effect of bed temperature and air excess on the flue gas composition and the degree of mineralisation of the sewage sludge was assessed. The flue gas concentrations monitored were: O2, CO, NO, NO2, and SO2 (using ECOM®-SG Plus instrument, with electrochemical sensors), VOCs (JUM® working on the FID principle). The mean flue gas concentrations of CO and VOC were 200 ppm and 124 mg/cu m respectively. The presence of SO2 and NOx was due to the presence of combined sulfur and nitrogen in the fuel, most likely in organic form. This is an abstract of a paper presented at the 30th International Symposium on Combustion (Chicago, IL 7/25-30/2004).

  • Schnotale,J., Wrona,J., Gołąb,A. (2003) "Wyniki kompleksowych badań bezolejowej sprężarki ziębniczej", Chłodnictwo, Nr 4, ss.16-22

  • Streszczenie: ...
    Praca zawiera wyniki kompleksowych badań energetycznych i tribologicznych prototypowej bezolejowej sprężarki tłokowej, wyposażonej w unikalne skojarzenie ślizgowe tłok-cylinder, umożliwiające pracę w warunkach tarcia technicznie suchego. Badania energetyczne zostały przeprowadzone z czynnikiem R134a. Z kolei badania tribologiczne pozwoliły ocenić zaproponowaną technologię otrzymywania powłok gładzi cylindra o odpowiednich parametrach tribologicznych, mającą duży wpływ na trwałość nowego skojarzenia tłok-cylinder. W nowym rozwiązaniu konstrukcyjnym węzła kinematycznego cylinder-pierścienie tłokowe, gładź cylindra wykonano ze stopu aluminium pokrytym warstwą A12O3 a pierścienie tłokowe z kompozytu na bazie PTFE.

    Abstract: ...
    This paper presents results of the energetical and tribological experimental investiga-tion of the non-lubricated reciprocating compressor. The oil-free compressor has been tested on a laboratory test ring with a series of ecological refrigerants including R134a. The non-lubricated sliding couples consist of the cylinder, which was made from aluminium oxide and rings made of the PTFE composite.

    BazTech

  • Schnotale,J., Wrona,J., Gołąb,A. (2002) "Wyniki badań sprężarki tłokowej bezolejowej / Investigation of a non-lubricated reciprocating compressor", X Międzynarodowa Konferencja AIR Conditioning Protection & District Heating, Wrocław-Szklarska Poręba, ss.509-514


  • Rup,K., Wrona,J. (1999) "Pomiar przewodności cieplnej rurek z tworzyw sztucznych", XVII Zjazd Termodynamików: Materiały konferencyjne, T.3 , Zakopane, ss.1167-1176


  • Rup,K., Wrona,J. (1999) "Sposób pośredniego pomiaru przewodności cieplnej rurek z tworzyw sztucznych", II Ogólnopolska Konferencja Naukowa: Problemy jakości stymulatorem rozwoju technologii bezodpadowych


  • Borelowski,M., Wołek,M., Wrona,J. (1998) "Badania właściwości bezsmarowych skojarzeń ślizgowych dla sprężarek chłodniczych", Monografia 225: Wybrane zagadnienia ochrony powietrza w inżynierii cieplnej, Nr 225, ss.41-55


  • Rup,K., Wrona,J. (1996) "Pomiary lokalnego współczynnika przenikania cieplnej przez ściankę rurki wymiennika", Czasopismo Techniczne Seria Mechanika, Z.2


  • Rup,K., Wrona,J., Wais,P. (1996) "Wyznaczanie przewodności cieplnej ortotropowej ścianki rurki", Konferencja Naukowa - Janowice Wydawnictwo Jubileuszowe Politechniki Krakowskiej


  • Rup,K., Wrona,J. (1995) "Pomiar czułości przepływomierza cieplnego", VI Konferencja Naukowo-Techniczna: Metrologia w Technikach Wytwarzania, Rzeszów


  • Rup,K., Wrona,J. (1995) "Sposób wyznaczania współczynnika wnikania ciepła na powierzchni rurek wymiennika", Materiały IX Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy, T.II, Komitet Termodynamiki i Spalania Polskiej Akademii Nauk, Augustów

góra

Wdrożenia / Nauka w Praktyce

STUDIA PODYPLOMOWE
  • Studia podyplomowe „Zarządzanie Środowiskowe – ISO 14000” Centrum Szkolenia i Organizacji Systemów Jakości PK
CERTYFIKATY:
  • Certyfikat ASYSTENTA SYSTEMU ZARZĄDZANIA ŚRODOWISKOWEGO nr 53/Środ. wydany przez Polskie Centrum Badań i Certyfikacji.
  • Autodest Certificate of Completion nr 2105260 – Modelowanie 3D w programach: AutoCAD R14, 2000 lub 2000i wydany przez Altkom Akademia S.A. (Autodesk Authorized Training Center).
  • Zaświadczenie Nr 20/DA/PC07-04/Z16/99 o uczestniczeniu w szkoleniu:
    "Budowa i utrzymanie systemu zapewnienia jakości w laboratorium – akredytacja laboratoriów badawczych wg EN 45001" wydane przez Polskie Centrum Badań i Certyfikacji (organizowane i przeprowadzone przez kierownika Systemu Jakości w Federalnym Instytucie Badań i Rozwoju Materiałów EMPA – Szwajcaria).
  • Certyfikat ASYSTENTA JAKOŚCI Nr 3811 wydany przez Polskie Centrum Badań i Certyfikacji.
UDZIAŁ W PROJEKTACH BADAWCZYCH:
  • Projekt badawczy nr PB752/T10/97/12, „Opracowanie metody pomiaru pośredniego przewodności cieplnej rurek z tworzyw sztucznych”, nr umowy 8T10B02812, lata realizacji 1997-1999, główny wykonawca.
  • Projekt badawczy 7S 201 063 05. „Nowe materiały skojarzeń ślizgowych umożliwiające ograniczenie emisji ozonodestrukcyjnych dla jonosfery freonów”, Nr umowy PB0771/S2/93/05, Politechnika Krakowska Kraków.
  • Projekt badawczy nr PB434/T10/96/11, „Nowa generacja zaworów roboczych sprężarek na czynniki ziębnicze ekologiczne”, nr umowy 8T10B04411, 1996-2000.
  • Program Ramowy NNE5/2001/468, Sludge for Heat, lata realizacji 2003-2005.
  • Projekt badawczy PB KBN Ś5/116/SPB/2003 „Osady na ciepło”.
  • N R14 0010 04, Optymalizacja instalacji i technologii spalania osadów ściekowych, wykonawca, 2008-2011.
  • Udział w realizacji projektu Ś-4/349/DS-M/2011 „Małe urządzenie chłodnicze realizujące obieg Stirlinga”.
  • Udział w realizacji projektu Ś-4/255/DS/2011 „Energetyczne wykorzystanie biomasy i odpadów”.
WYBRANE PRACE DLA PRZEMYSŁU:
  • Dokumentacja Prototypu turbiny wiatrowej, Thesla Green Sp. z o.o. - 2013;
  • Dokumentacja rurociągów kotła parowego, projekt WALLSUM – RAFAKO Racibórz (dla HITACHI POWER ENGINEERING) – 2007, 2008;
  • Dokumentacja kotłów fluidalnych: Gołcza, Olecko, Gołdap;
  • Dokumentacja instalacji do termicznej utylizacji poliolefin – Żołynia 2004;
  • Dokumentacja kotła parowego, projekt IVM Ecklo (ekonomizer) – SEFAKO Sędziszów – 2003 (dla Babcok Wilcox Volund);
  • Badania cieplne kolektorów słonecznych, zleceniodawca: firma F.P.H.U. Solar Polska, Produkcja i Montaż Kolektorów Słonecznych, Grzegorz i Eugeniusz Byczek, 38-304 Kryg 272, umowa z PK: Ś-5/312/2003;
  • Badania cieplne prototypu kolektora słonecznego, zleceniodawca: firma „PROREM” sp. z o.o. Tarnów ul. Kwiatkowskiego 8, zlecenie nr PR000787/00, umowa z PK: Ś-5/590/2000.
góra

Nagrody

  • Zespołowa Nagroda Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego za współautorstwo opracowania technologii, konstrukcji i wdrożenia spalarni osadów ściekowych dla małych i średnich aglomeracji miejskich - 2007
  • Nagroda Rektora PK Zespołowa III stopnia za przygotowanie E-kursu: Podstawy technologii przemysłowych - 2013
góra

Wykładane przedmioty



góra