Załacznik 2

Autoreferatw jezyku polskim

Autoreferat

1. Imie i nazwisko: Adam Fryderyk Klimanek

2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe/artystyczne:

a) Doktor nauk technicznych, Budowa i Eksploatacja MaszynWydział Inzynierii Srodowiska i Energetyki Politechniki Slaskiej, Gliwice 2010, z wy-róznieniemTytuł rozprawy doktorskiej: Numerical Modelling of Heat, Mass and Momentum

Transfer in Natural Draft Wet-cooling Tower

Promotor: prof. dr hab. inz. Ryszard Białecki

b) Magister inzynier, Inzynieria i Ochrona SrodowiskaWydział Inzynierii Srodowiska i Energetyki Politechniki Slaskiej, Gliwice 2004, z wy-róznieniemTemat pracy dyplomowej magisterskiej: High Temperature Air/Steam Gasification –

Experimental Facility Construction, and Numerical Modeling of Cellulose Gasifica-

tion , praca zrealizowana na University of Maryland, College Park, USA.Promotorzy: prof. dr hab. inz. Andrzej J. Nowak, dr Ashwani K. Gupta, Prof. Mech.Eng.

3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych/ artystycznych

2013–2018 Adiunkt, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Slaska2010–2013 Adiunkt, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Slaska,

zatrudnienie w projekcie RECENT (7FP of EU)2009–2010 Asystent, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Slaska, 4 m-ce2006–2007 Research Fellow, CFD Centre, University of Leeds, Wielka Brytania, 9 m-cy2004–2010 Doktorant, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Slaska

4. Wskazanie osiagniecia wynikajacego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. ostopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U.2016 r. poz. 882 ze zm. w Dz. U. z 2016 r. poz. 1311.)

a) Tytuł osiagniecia naukowego/artystycznego:Modelowanie przepływów wielofazowych z reakcjami z zastosowaniem do układów

spalania i zgazowania paliw w złozach fluidalnych

b) Jednotematyczny cykl publikacji - wykaz prac:

[ak1] W.P. Adamczyk, A. Klimanek, R.A. Białecki, G. Wecel, P. Kozołub, T. Czakiert,Comparison of the standard Euler–Euler and hybrid Euler–Lagrange approachesfor modeling particle transport in a pilot-scale circulating fluidized bed, Particu-ology, 15, 2014, pp. 129–137. /IF(5-Year)=2.707, 30 pkt. MNiSW/

[ak2] W.P. Adamczyk, P. Kozołub, G. Wecel, A. Klimanek, R.A. Białecki, T. Czakiert,Modeling oxy-fuel combustion in a 3D circulating fluidized bed using the hy-brid Euler-Lagrange approach, Applied Thermal Engineering, 71(1), 2014, pp.266–275. /IF(5-Year)=3.634, 40 pkt. MNiSW/

[ak3] W.P. Adamczyk, G. Wecel, M. Klajny, P. Kozołub, A. Klimanek, R.A. Białecki,Modeling of particle transport and combustion phenomena in a large-scale circu-lating fluidized bed boiler using a hybrid Euler–Lagrange approach, Particuology,16, 2014, pp. 29–40. /IF(5-Year)=2.707, 30 pkt. MNiSW/

2

[ak4] A. Klimanek, W. Adamczyk, A. Katelbach-Wozniak, G. Wecel, A. Szlek, To-wards a hybrid Eulerian–Lagrangian CFD modeling of coal gasification in a cir-culating fluidized bed reactor, Fuel, 152, 2015, pp. 131–137. /IF(5-Year)=4.726,40 pkt. MNiSW/

[ak5] W.P. Adamczyk, P. Kozołub, A. Klimanek, R.A. Białecki, M. Andrzejczyk, M.Klajny, Numerical simulations of the industrial circulating fluidized bed boilerunder air- and oxy-fuel combustion, Applied Thermal Engineering, 87, 2015, pp.127-136. /IF(5-Year)=3.634, 40 pkt. MNiSW/

[ak6] A. Klimanek, W. Adamczyk, S. Kallio, P. Kozołub, G. Wecel, A. Szlek, Expe-rimental and numerical study of pseudo-2D circulating fluidized beds, Particu-ology, 29, 2016, pp. 48–59. /IF(5-Year)=2.707, 30 pkt. MNiSW/

[ak7] W.P. Adamczyk, P. Kozołub, G. Kruczek, M. Pilorz, A. Klimanek, T. Czakiert,G. Wecel, Numerical approach for modeling particle transport phenomena in aclose loop of the circulating fluidized bed, Particuology, 29, 2016, pp. 69-79./IF(5-Year)=2.707, 30 pkt. MNiSW/

[ak8] P. Kozołub, A. Klimanek, R.A. Białecki, W.P. Adamczyk, Numerical simulationof a dense solid particle flow inside a cyclone separator using the hybrid Eu-ler–Lagrange approach, Particuology 31, 2017, pp. 170-180, /IF(5-Year)=2.707,30 pkt. MNiSW/

[ak9] W.P. Adamczyk, K. Myohanen, E.U. Hartge, J. Ritvanen, A. Klimanek, T. Hyp-panen, R.A. Białecki, Generation of data sets for semi-empirical models of circu-lated fluidized bed boilers using hybrid Euler-Lagrange technique, Energy, 143,2018, pp. 219-240. /IF(5-Year)=5.182, 45 pkt. MNiSW/

[ak10] A. Klimanek, J. Bigda, CFD modelling of CO2 enhanced gasification of coal ina pressurized circulating fluidized bed reactor, Energy, 160, 2018, pp. 710-719./IF(5-Year)=5.182, 45 pkt. MNiSW/

[ak11] A. Klimanek, W. Adamczyk, A. Szlek, R. Białecki, Mezoskalowe modele prze-pływów wielofazowych w złozach fluidalnych, Karbo, 59 (4), 2014, pp. 196-201./5 pkt. MNiSW/

c) Omówienie celu naukowego/artystycznego ww. pracy/prac i osiagnietych wynikówwraz z omówieniem ich ewentualnego wykorzystania

4c.1 WPROWADZENIE

Osiagniecie habilitacyjne zostało przedstawione w postaci cyklu publikacji powiaza-nych tematycznie, które zestawiono w Tabeli 1. W skład cyklu wchodzi 11 artykułów,w tym 10 opublikowanych w czasopismach z listy A wykazu MNiSW (lista JournalCitation Reports (JCR)) oraz 1 artykuł opublikowany w czasopismie z listy B wy-kazu MNiSW. Sumaryczny impact factor wymienionych prac wynosi 35.89, a liczbapunktów ministerialnych wynosi 360. Zgodnie z oswiadczeniami współautorów do-łaczonymi do wniosku udział habilitanta w poszczególnych pracach wieloautorskichmiesci sie w zakresie od 15% do 70%, a udział sredni wynosi 52.4%.

Uzasadnienie merytoryczne udziału habilitanta w poszczególnych publikacjachzawarto w Tabeli 2.

3

Tabela 1: Zestawienie prac składajacych sie na cykl publikacji

Rok Udział Impact Punkty Liczbawydania (%) Factor MNiSW cytowan∗

(1)

[ak1] 2014 33.3 2.11 30 16 (22)[ak2] 2014 25 2.739 40 19 (20)[ak3] 2014 40 2.11 30 26 (35)[ak4] 2014 70 3.611 40 16 (17)[ak5] 2015 50 3.043 40 15 (16)[ak6] 2016 63.4 2.621 30 1 (1)[ak7] 2016 50 2.621 30 2 (3)[ak8] 2017 15 2.785 30 0 (2)[ak9] 2018 45 4.968∗∗ 45 0 (0)[ak10] 2018 60 4.968∗∗ 45 - (-)

(2) [ak11] 2014 75 — 5 - (-)(1) — czasopisma z listy A wykazu czasopism MNiSW(2) — czasopisma z listy B wykazu czasopism MNiSW( )∗ — wg bazy Web of Science (w nawiasie Scopus)( )∗∗ — Impact Factor dla roku 2017

Przedstawiony cykl publikacji dotyczy zastosowania narzedzi numerycznego mo-delowania wielofazowych przepływów z reakcjami do układów spalania i zgazowaniapaliw w złozach fluidalnych. Prowadzone badania dotyczyły dwóch grup metod obli-czeniowych przepływów wielofazowych: metody typu Euler-Euler (EE) i typu Euler-Lagrange (EL). Celem naukowym badan była budowa modeli słuzacych do symulacjiwieloskalowych przepływów wielofazowych z reakcjami. Cel ten wiazał sie równiez zocena stosowanych metod obliczeniowych poprzez ich zastosowanie w układach małejskali (laboratoryjnej i pilotowej) i w układach w skali przemysłowej. Rezultatem prze-prowadzonych prac jest wiedza na temat metodyki prowadzenia obliczen z wykorzy-staniem omawianych metod. We wszystkich badaniach numerycznych habilitant wy-korzystywał komercyjne oprogramowanie ANSYS Fluent, którego standardowe funk-cje rozszerzano na potrzeby budowanych modeli, wykorzystujac mechanizm funkcjiuzytkownika User Defined Functions (UDF). Wyniki obliczen porównywano z wyni-kami eksperymentów przeprowadzonych przez habilitanta wraz zespołem badawczymlub pozyskanych od partnerów z krajowych i zagranicznych osrodków badawczych iprzemysłowych. W wyniku przeprowadzonych badan powstały modele numeryczneumozliwiajace symulacje procesów spalania i zgazowania paliw w złozach fluidal-nych, zarówno w skali laboratoryjnej jak i przemysłowej. Zbudowane modele mogabyc wykorzystane zarówno na etapie projektowania instalacji jak i do prowadzeniaobliczen sprawdzajacych juz zbudowanych układów.

W niniejszym opracowaniu przedstawiono główne cele i osiagniecia badawcze, wy-brane elementy metodyki budowy modeli i prowadzenia obliczen oraz wybrane wy-niki. Omówiono równiez wkład habilitanta w powstanie prac stanowiacych cykl pu-blikacji. Pełna dokumentacja przeprowadzonych badan zawarta jest w tekstach publi-kacji.

4c.2 CHARAKTERYSTYKA PRAC I OMÓWIENIE WYBRANYCH WYNIKÓW

Wszystkie prace przedstawione w ramach cyklu publikacji dotycza modelowania złózfluidalnych z wykorzystaniem narzedzi komputerowej mechaniki płynów. Prace [ak1],[ak2], [ak4], [ak6], [ak7], [ak8] oraz [ak10] dotycza modelowania małych układów, w

4

Tabela 2: Merytoryczny wkład habilitanta w prace składajace sie na cykl publikacji

[ak1] Udział w budowie modelu komputerowego złoza fluidalnego, wyborze modeli czast-kowych słuzacych do opisu dynamiki złoza (interakcji miedzyfazowych i miedzyziar-nowych), opracowaniu metodologii prowadzenia obliczen (wielkosci siatki, wielkosciparceli (grup ziaren), analizie kroku czasu, ustawien solvera) oraz przygotowaniu wa-runków brzegowych na podstawie pomiarów. Wkład habilitanta polegał równiez naanalizie wyników i redakcji tekstu publikacji.

[ak2] Udział w budowie modelu numerycznego, a w szczególnosci na przygotowaniu danychbrzegowych, wyborze modeli czastkowych (modele odgazowania, spalania i promie-niowania) oraz analizie wyników obliczen.

[ak3] Udział w budowie modelu komputerowego, opracowaniu metodyki prowadzenia obli-czen (doborze wielkosci siatek, rozmiarów parceli, doborze kroku czasu w przypad-kach bez i ze spalaniem), doborze parametrów modeli czastkowych (modele odgazowa-nia, spalania i promieniowania) oraz przygotowaniu danych do warunków brzegowych.Wkład habilitanta polegał równiez na redakcji tekstu publikacji.

[ak4] Zestawienie i opracowanie danych wejsciowych do obliczen, opracowanie modeli czast-kowych konwersji paliwa podczas zgazowania, dobór parametrów modeli (w tym mo-deli interakcji miedzyziarnowych i miedzyfazowych), implementacja funkcji definio-wanych przez uzytkownika UDF, budowa geometrii modelu i generacja siatki podziałunumerycznego, opracowanie metodologii i przeprowadzenie obliczen oraz porównaniewyników obliczen z wynikami eksperymentu. Habilitant ma równiez wkład w przygo-towanie tekstu publikacji.

[ak5] Budowa modelu komputerowego (wybór modeli czastkowych), przygotowanie danychdo modeli, przygotowanie warunków brzegowych, opracowanie koncepcji prowadze-nia obliczen, przeprowadzenie obliczen oraz analiza i opracowanie wyników symulacji.Wkład habilitanta polegał równiez na przygotowaniu rysunków i redakcji tekstu publi-kacji.

[ak6] Udział w planowaniu i projektowaniu stanowiska pomiarowego, planowaniu i przepro-wadzeniu eksperymentów. Ponadto habilitant zbudował modele numeryczne (2D i 3D),napisał pomocnicze funkcje uzytkownika (UDF) słuzace do recyrkulacji masy w mo-delach, przeprowadził wszystkie obliczenia numeryczne i porównał wyniki obliczen zwynikami eksperymentu. Wkład habilitanta polegał równiez na współudziale w przy-gotowaniu i redakcji tekstu publikacji.

[ak7] Przygotowanie danych do obliczen, opracowanie procedury obliczeniowej, dobór para-metrów modeli czastkowych, przeprowadzenie symulacji numerycznych oraz redakcjatekstu publikacji.

[ak8] Wsparcie merytoryczne nad prowadzonymi pracami oraz redakcja tekstu publikacji.

[ak9] Przygotowanie danych do obliczen, opracowanie procedury obliczeniowej, dobór para-metrów modeli czastkowych, przeprowadzenie symulacji numerycznych oraz redakcjatekstu publikacji.

[ak10] Opracowanie koncepcji, załozen i metod modelowania, a takze przeprowadzeniewszystkich badan z wykorzystaniem modelu zbudowanego w programie ANSYS Flu-ent. Wkład habilitanta polegał równiez na współudziale w opracowaniu manuskryptu.

[ak11] Przeprowadzenie studium literatury, analiza i omówienie mezoskalowych metod (typuEuler-Euler i Euler-Lagrange) obliczeniowych do modelowania przepływów wielofa-zowych oraz redakcja tekstu publikacji.

5

skali laboratoryjnej lub pilotowej, natomiast prace [ak3], [ak5] oraz [ak9] dotycza mo-delowania kotłów fluidalnych w skali przemysłowej. Ponadto publikacje [ak1], [ak6],[ak7] i [ak8], dotycza modelowania dynamiki złóz, bez uwzgledniania transportu ener-gii oraz reakcji chemicznych. Stanowia one wazny etap przygotowawczy do modelo-wania bardziej złozonych procesów zachodzacych w układach z reakcjami. W przed-stawionych pracach, wykorzystywano modele typu Euler-Euler ([ak1], [ak6] i cze-sciowo w [ak3]) jak i typu Euler-Lagrange ([ak1]-[ak5], [ak7]-[ak10]). Na poczatkurealizacji omawianych prac, tj. w roku 2010, wykorzystywane podejscie typu Euler-Lagrange, nazywane w wykorzystywanym oprogramowaniu ANSYS Fluent modelemDense Discrete Phase Model (DDPM), stanowiło swoiste novum, którego mozliwoscii wady nie były dobrze poznane. Dlatego w poczatkowych pracach wykorzystywanoznane wczesniej modele typu Euler-Euler ([ak1],[ak6]). W pracach pózniejszych wy-korzystywano obydwa podejscia, natomiast po uzyskaniu pewnosci co do przewidy-wan modelu DDPM, jak i swobody w jego wykorzystaniu, do modelowania układóww duzej skali stosowano tylko podejscie EL lub obydwa podejscia w celach porów-nawczych, z naciskiem jednak na model DDPM. Nalezy równiez podkreslic, ze rozwójmodelu DDPM jest silnie zwiazany z podejsciem Euler-Euler, gdyz uwzglednienie in-terakcji miedzy ziarnami w modelu DDPM, realizuje sie z wykorzystaniem modeliczastkowych znanych z podejscia Euler-Euler. Dlatego czesto, równiez w tym doku-mencie, model DDPM nazywany jest modelem hybrydowym.

W pierwszej pracy z cyklu publikacji [ak11] omówiono problem modelowania złózfluidalnych i przedstawiono mozliwosci wykorzystania znanych podejsc do reprezen-tacji zjawisk zachodzacych w róznych skalach przestrzennych i czasowych procesufluidyzacji. Na Rys. 1 przedstawiono najczesciej spotykane typy modeli i skale zja-wisk, które te podejscia obejmuja. Biorac pod uwage wymagania stawiane współcze-

Rysunek 1: Skale zjawisk w modelowaniu przepływów wielofazowych (na podst. [1])

snym modelom dotyczace szczegółowosci reprezentacji analizowanych zjawisk orazuwzgledniajac ograniczenia zwiazane głównie z czasem obliczen, w pracy wyszcze-gólniono dwa główne mezoskalowe podejscia do modelowania złóz fluidalnych. Sato wspomniane wyzej modele typu Euler-Euler i Euler-Lagrange, które zaznaczonona Rys. 1 czerwona obwiednia. Z punktu widzenia wykorzystania wyników obliczen

6

w procesie projektowania nowych jak i weryfikacji działania istniejacych układów,modele te charakteryzuja sie wystarczajaca szczegółowoscia analizowanych proce-sów. Ponadto zakres czasowych i przestrzennych skal zjawisk, które ujmuja, pozwalana wykonanie obliczen w trójwymiarowych geometriach nawet duzych układów wrealnym czasie z wykorzystaniem współczesnych komputerów. Nalezy podkreslicrówniez, ze prostsze metody półempiryczne, do przeprowadzenia obliczen wymagajawprowadzenia czesto nieznanych a priori rozkładów zmiennych przepływowych, jaknp. rozkłady udziału objetosciowego fazy stałej wzdłuz wysokosci komory fluidy-zacyjnej. Podejscia EL i EE pozwalaja na wyznaczenie tych rozkładów. Nie majazatem tych ograniczen. Podejscia EE i EL nie pozwalaja jednak na tak szczegółowareprezentacje zjawisk zachodzacych w małych skalach (skale charakterystyczne dlapojedynczych ziaren i mniejsze) jak to ma miejsce w przypadku modeli opartych obezposrednia numeryczna symulacje turbulencji (Direct Numerical Simulation) wrazze szczegółowa reprezentacja interakcji miedzyfazowych i miedzyziarnowych (jak np.w Discrete Element Method (DEM)). Podejscia te, mimo swoich zalet, nie maja dzisiajpraktycznego zastosowania do symulacji rzeczywistych układów w skali przemysło-wej. Ich rola obecnie ograniczona jest do modelowania układów bardzo małej skalioraz do rozwijania modeli czastkowych, z których budowane sa modele wykorzysty-wane do symulacji układów duzej skali. W pracy [ak11] omówiono równiez równa-nia transportu jak i najwazniejszych modeli czastkowych wykorzystywane w podej-sciach Euler-Euler i Euler-Lagrange. Wyszczególniono równiez główne wady i zaletyobydwu podejsc z punktu widzenia wykorzystania do modelowania złóz fluidalnych.Wskazano, ze najistotniejszymi zaletami podejscia EL (DDPM) sa:

– mozliwosc sledzenia grup ziaren (parcels),

– mozliwosc łatwego uwzglednienia rozkładu srednic ziaren.

Pierwsza z wymienionych zalet jest istotna z punktu widzenia czasu obliczen. Druganatomiast jest niezwykle wazna, poniewaz wiekszosc praktycznych przepływów wie-lofazowych z ziarnami fazy stałej dotyczy ziaren polidyspersyjnych, o róznych sredni-cach, ale takze o róznych własciwosciach. Ze wzgledu na sposób traktowania dyskret-nych faz w podejsciu EE, uwzglednianie rozkładu srednic ziaren jest utrudnione i albosprowadza sie do liczenia wielu faz o pojedynczych srednicach, co skutkuje koniecz-noscia rozwiazania znacznie wiekszej liczby równan, albo stosowania innych metodtakich jak kwadraturowe metody momentów (QMOM, DQMOM). Metody momen-tów wymagaja wprowadzenia dodatkowych modeli czastkowych. Do wad modeluDDPM nalezy zaliczyc fakt, ze interakcje miedzyfazowe i miedzyziarnowe wyzna-czane sa dla sredniej srednicy i gestosci fazy rozproszonej.

Wkład habilitanta w powstanie pracy zgodnie z deklaracjami współautorów wynosi75% i polegał na przeprowadzenie studium literatury, analizie i omówieniu mezoska-lowych metod (EE i EL) obliczeniowych do modelowania przepływów wielofazowychoraz redakcji tekstu publikacji.

Druga praca z cyklu [ak6] dotyczy badan eksperymentalnych i modelowania pseudo-dwuwymiarowego cyrkulacyjnego złoza fluidalnego. Stanowisko pomiarowe zostałozbudowane przez habilitanta wraz z zespołem, w Instytucie Techniki Cieplnej, Poli-techniki Slaskiej. Stanowisko zbudowano w ramach projektu uzyskanego przez ha-bilitanta, finansowanego ze srodków statutowych dla młodych naukowców (BKM)Wydziału Inzynierii Srodowiska i Energetyki. Ideowy schemat stanowiska przedsta-wiono na Rys. 2 a zdjecia stanowiska wykonane w trakcie fluidyzacji kulek szklanychprzedstawiono na Rys. 3.

7

Rysunek 2: Schemat stanowiska pomiarowego

Rysunek 3: Komora fluidyzacyjna w trakcie pracy, zamkniecie syfonowe oraz aparatura pomia-rowa

Zbudowane stanowisko składa sie z wentylatora boczno-kanałowego, cyrkulacyj-nego złoza fluidalnego z separatorem i aparatury do pomiaru strumienia, cisnienia itemperatury powietrza. Komora fluidyzacyjna zbudowana została z dwóch przezro-czystych płyt poliweglanowych oddalonych od siebie o 17 mm, tworzacych waskaszczeline. Taka konstrukcja pozwala na uzyskanie przepływu zblizonego do prze-pływu dwuwymiarowego [2], co z kolei umozliwia przeprowadzenie wielowarianto-wych obliczen z wykorzystaniem dwuwymiarowych modeli, w stosunkowo krótkimczasie. Celem budowy stanowiska i przeprowadzenia pomiarów było uzyskanie da-nych do porównania wyników pomiarów z wynikami obliczen. W pracy tej fluidy-zowano kulki szklane o srednicach z zakresu 150-1000 µm, nalezace do grup B i Dwg klasyfikacji Geldart’a [5]. W celu wyznaczenia maksymalnego upakowania ziarenporowatosc złóz usypanych mierzono porozymetrem Boyle’a. Dla kulek o zmiennych

8

srednicach, ich rozkłady wyznaczano przez analize sitowa. W wyniku przeprowadzo-nych pomiarów uzyskano rozkłady cisnienia wzdłuz wysokosci złoza fluidalnego jak iinne dane brzegowe, wazne z punktu widzenia prowadzenia obliczen. Obliczenia pro-wadzono metoda Euler-Euler dla ziaren o sredniej srednicy Sautera. Zbudowany mo-del walidowano w oparciu o pomiary własne jak i pomiary pozyskane z literatury [3].W pracy wykonano analizy:

– niezaleznosci rozwiazania od gestosci siatki - potwierdzajace zaleznosci znane zliteratury,

– wpływu przyjmowania stałej srednicy dla ziaren o zmiennej srednicy - potwier-dzajac zaleznosci znane z literatury,

– wpływu wykorzystania pełnego równania rózniczkowego i uproszczonego równa-nia algebraicznego do modelowania transportu temperatury granularnej - zgodniez wiedza autorów wpływ ten nie był badany wczesniej w literaturze,

– analiza wpływu przyjetego załozenia ze geometria modelu moze byc traktowanajako dwuwymiarowa - potwierdzajace zaleznosci znane z literatury.

Zgodnie z deklaracjami współautorów wkład habilitanta wynosi 63.4%. Wkładten polegał na udziale w planowaniu i projektowaniu stanowiska pomiarowego, za-planowaniu i przeprowadzeniu eksperymentów. Ponadto habilitant zbudował modelenumeryczne (2D i 3D), napisał pomocnicze funkcje uzytkownika (UDF) słuzace dorecyrkulacji masy w modelach oraz przeprowadził wszystkie obliczenia numeryczne.Porównanie wyników obliczen z wynikami eksperymentu zostało równiez wykonaneprzez habilitanta. Wkład habilitanta polegał równiez na współudziale w przygotowa-niu i redakcji tekstu publikacji.

Trzecia praca [ak1] stanowiaca wkład do cyklu publikacji dotyczyła modelowaniadynamiki cyrkulacyjnego złoza fluidalnego z wykorzystaniem wymienionego wyzejhybrydowego modelu DDPM. Do walidacji modelu w pracy wykorzystano wynikieksperymentów przeprowadzonych na pilotowej instalacji zbudowanej w PolitechniceCzestochowskiej. Instalacja, umozliwia przeprowadzenie badan spalania w złozu flu-idalnym, jednak w tej pracy analizowany był przepływ bez reakcji chemicznych. Danete pozyskano dzieki współpracy z naukowcami z Instytutu Zaawansowanych Techno-logii Energetycznych. Oprócz danych eksperymentalnych, w celach porównawczych,obliczenia prowadzono równiez z wykorzystaniem modelu typu Euler-Euler. Głów-nym celem pracy była ocena mozliwosci wykorzystania stosunkowo nowego w owymczasie modelu DDPM do zastosowan praktycznych (małej i duzej skali). Oceny tejdokonano poprzez porównanie uzyskiwanych wyników obliczen z wynikami ekspery-mentu oraz z wynikami obliczen metoda EE. Ze wzgledu na długie czasy obliczen wukładach duzej skali, weryfikowano równiez mozliwosc upraszczania geometrii mo-delu tylko do obszaru głównego przepływu (komory spalania), pozostała czesc geo-metrii zastepujac odpowiednimi funkcjami uzytkownika (UDF), pozwalajacymi na za-chowanie masy i rozkładu ziaren w układzie przepływowym. Przeprowadzone symu-lacje pracy złoza fluidalnego wykazały dobra zgodnosc wyników obliczen metodamiEE i EL z wynikami eksperymentu, potwierdzajac mozliwosc wykorzystania modeluDDPM do modelowania dynamiki złóz fluidalnych. Przedstawiona praca [ak1] była,zgodnie z najlepsza wiedza habilitanta, pierwsza tego typu analiza w literaturze, copotwierdza znaczna liczba cytowan tej publikacji.

Zgodnie z deklaracjami współautorów wkład habilitanta wynosi 33.3% i polegał naudziale w budowie modelu komputerowego złoza fluidalnego, wyborze modeli czast-kowych słuzacych do opisu dynamiki złoza (interakcji miedzyfazowych i miedzyziar-

9

nowych), opracowaniu metodologii prowadzenia obliczen (wielkosci siatki, wielkosciparceli (grup ziaren), analizie kroku czasu, ustawien solvera) oraz przygotowaniu wa-runków brzegowych na podstawie pomiarów. Wkład habilitanta polegał równiez naanalizie wyników i redakcji tekstu publikacji.

Czwarta praca z cyklu [ak2] dotyczyła wykorzystania modelu DDPM do modelowa-nia spalania. Analizowanym systemem spalania była przedstawiona wczesniej instala-cja z cyrkulacyjnym złozem fluidalnym, zbudowana w Politechnice Czestochowskiej.Spalanie prowadzono w warunkach tlenowych. Publikacja [ak2] jest zatem rozsze-rzeniem artykułu [ak1] do przypadku wielofazowego przepływu z reakcjami chemicz-nymi. Z punktu widzenia modelowania, konieczne było rozszerzenie modelu o równa-nia transportu zwiazków chemicznych i energii, a takze szeregu dodatkowych modeliczastkowych. W pracy omówiono zastosowany model DDPM rozszerzony o modelkonwersji paliwa (nagrzewanie, suszenie, odgazowanie, spalanie heterogeniczne i ho-mogeniczne). Wykorzystano kinetyczno-dyfuzyjny model spalania heterogenicznegoz jednokrokowa reakcja utleniania. W celu uwzglednienia interakcji turbulencji i re-akcji chemicznych w fazie gazowej wykorzystano model Eddy Dissipation. Przed-stawiono równiez istotne z punktu widzenia oxy-spalania, a takze spalania w ogóle,aspekty zwiazane z modelowaniem promieniowania cieplnego. Analizowano przy-padki spalania dla róznych stosunków O2/CO2 i róznych stosunków nadmiaru utle-niacza (przy zachowaniu stałego strumienia gazu i zmniejszeniu strumienia paliwa).Wyniki obliczen porównano z wynikami eksperymentów poprzez zestawienie przewi-dywanych przez model i zmierzonych rozkładów temperatury wzdłuz wysokosci ko-mory spalania. Przewidywane temperatury były zawyzone. Róznice miedzy obliczo-nymi i zmierzonymi temperaturami wzdłuz wysokosci złoza nie przekraczały jednak40 K. Jako główne przyczyny niezgodnosci uznano nieuwzglednienie endotermicz-nych reakcji Boudouarda i gazu wodnego w kinetyczno-dyfuzyjnym modelu heteroge-nicznego spalania, przyjete załozenia dotyczace warunków brzegowych oraz przyjetepodejscie w modelowaniu promieniowania cieplnego. Analizowano wpływ uwzgled-nienia promieniowania oraz wpływ sposobu obliczania współczynnika absorpcji gazuna uzyskiwane rozkłady temperatury. Pokazano ostatecznie, ze uwzglednienie pro-mieniowania oraz własciwe obliczanie współczynnika absorpcji gazu (wazona sumagazów szarych) powoduje obnizenie temperatury w złozu i zblizenie wyników obli-czen do wyników pomiarów. Wpływ ten nie był jednak duzy, ze wzgledu na małewymiary komory i stosunkowo duze udziały objetosciowe fazy stałej, wpływajace nadługosc drogi oddziaływania promieniowania cieplnego. Zgodnie z najlepsza wiedzahabilitanta wykorzystanie modelu DDPM do modelowania spalania nie było wczesniejpublikowane w literaturze.

Zgodnie z deklaracjami współautorów wkład habilitanta w powstanie pracy [ak2]wynosi 25% i polegał na udziale w budowie modelu numerycznego, a w szczegól-nosci na przygotowaniu danych brzegowych, wyborze modeli czastkowych (modeleodgazowania, spalania i promieniowania) oraz analizie wyników obliczen.

Piata praca z cyklu publikacji [ak4] dotyczyła modelowania zgazowania wegla wcyrkulacyjnym reaktorze fluidalnym małej skali. Analizowany reaktor został zbudo-wany w Instytucie Chemicznej Przeróbki Wegla (IChPW) w Zabrzu. Wyniki ekspe-rymentów jak i dokumentacje wymagana do budowy modelu reaktora zostały przeka-zane przez Zespół z IChPW podczas realizacji Czesci Tematu Badawczego 5.2, pro-jektu strategicznego Opracowanie technologii zgazowania wegla dla wysokoefektyw-

nej produkcji paliw i energii, finansowanego przez Narodowe Centrum Badan i Roz-woju. Czesc Tematu Badawczego 5.2 była realizowana w Instytucie Techniki Cieplnej

10

w Gliwicach. Habilitant był członkiem zespołu wykonawców projektu. W pracy [ak4]przedstawiono model numeryczny reaktora oraz wyniki obliczen, w postaci składuprodukowanego gazu syntezowego, które porównywano z wynikami eksperymentów.W pracy wykorzystano model DDPM, jak w poprzednich pracach przedstawionychw autoreferacie. Na uwage zasługuje znacznie rozwinieta czesc dot. modelowaniaprocesu odgazowania i reakcji chemicznych. W pierwszej kolejnosci rozszerzonosposób modelowania procesu odgazowania wegla. Wprowadzono sztuczne zwiazkichemiczne o nazwie VOL i TAR reprezentujace odpowiednio odgazowujace czescilotne oraz smoły. Zwiazek VOL po uwolnieniu rozpadał sie do innych zwiazków wszybkiej reakcji rozpadu. Skład czesci lotnych był znany z rozszerzonej analizy tech-nicznej i na tej podstawie dobrano stechiometrie reakcji rozpadu. Zwiazek TAR repre-zentował wyzsze weglowodory, siarkowodór i amoniak, których sumaryczny udziałwynosił 15.4% (vol.). Mechanizm reakcji oparto na 4 heterogenicznych reakcjach za-chodzacych na powierzchni ziarna paliwa stałego oraz 5 homogenicznych reakcjachw fazie gazowej. Parametry kinetyczne dla reakcji dobierano z literatury. Ze wzgleduna niestandardowa postac formuły reprezentujacej szybkosc reakcji heterogenicznych,szybkosci te obliczano poprzez mechanizm funkcji uzytkownika UDF. Poniewaz wy-stepowały ograniczenia zwiazane z modelowaniem przepływów wielofazowych, douwzglednienia interakcji reakcji chemicznych i turbulencji wykorzystano kombino-wany model Finite rate/Eddy Dissipation Model. W pracy wykorzystano równiez mo-del Discrete Ordinates do uwzglednienia promieniowania cieplnego. Uwzglednionotakze znany z pomiarów rozkład srednicy ziaren paliwa. Analizowany reaktor jest re-aktorem pracujacym pod cisnieniem zblizonym do atmosferycznego. W pracy rozwa-zono dwa przypadki zgazowania, w których czynnikiem zgazowujacym było powie-trze oraz mieszanina powietrza i pary wodnej. Obliczenia prowadzono w stanie nie-ustalonym a wyniki usredniano. Złozonosc zbudowanego modelu wymaga uwzgled-nienia jednoczesnego zachodzenia zjawisk fizycznych i procesów chemicznych. Wtrakcie obliczen zidentyfikowano wazny problem sprzezenia skal czasowych modelo-wanych zjawisk, który wpływał na proces obliczeniowy. Ze wzgledu na bardzo długieczasy obliczen, liczone w tygodniach, wystapiła potrzeba wydłuzania kroku czasu. Zdrugiej jednak strony zmiennosc modelowanych procesów na to nie pozwalała. Wwyniku przeprowadzonych analiz wprowadzono procedure obnizajaca szybkosc naj-szybszej reakcji heterogenicznej (wegla z tlenem) w celu umozliwienia zachowaniastosunkowo długiego kroku czasu (∆t = 0.02s). Nie wprowadzenie tej procedury,przy zachowaniu stałego kroku czasu, skutkowało nadprodukcja CO i w efekcie nie-zbilansowaniem pozostałych zwiazków. Uwidaczniało sie to równiez ubytkiem inert-nego azotu. Nalezy podkreslic, ze ograniczenia szybkosci reakcji zachodziło w dolnejczesci reaktora, co skutkowało nieznacznym zwiekszeniem objetosci strefy utleniania.Omawiana procedura została zaimplementowana za pomoca funkcji UDF. Ponadtozidentyfikowano problem wynikajacy ze znanego ograniczenia modelu interakcji tur-bulencji i reakcji chemicznych Finite rate/Eddy Dissipation Model. Ograniczenie towymagało wprowadzenia sztucznej korekty szybkosci reakcji konwersji tlenku weglapara wodna (WGS) w celu uzyskania składu produkowanego gazu zgodnego z wy-nikami eksperymentu. Istnieja modele interakcji turbulencji i reakcji chemicznych(jak np. model Eddy Dissipation Concept), które najprawdopodobniej lepiej przewi-działyby skład gazu na wylocie. Model ten nie był dostepny w uzywanym oprogra-mowaniu ANSYS Fluent w kombinacji z modelami z grupy Euler-Euler i modelemDDPM. Na Rys. 4 przedstawiono geometrie analizowanego reaktora i przykładowewyniki: chwilowe połozenie ziaren wegla kolorowane wg srednicy ziaren oraz usred-niony udział objetosciowy fazy stałej. Z kolei na Rys. 5 i 6 przedstawiono obliczony i

11

zmierzony skład gazu na wylocie z reaktora. Rysunek 5 przedstawia wyniki dla zgazo-wania powietrznego, gdzie pokazano równiez wynik bez modyfikacji reakcji WGS, aRys. 6 dla zgazowania powietrzno-parowego. Zgodnie z najlepsza wiedza habilitantapraca ta, w momencie publikacji, była pierwsza w swiecie praca dotyczaca modelowa-nia zgazowania w cyrkulacyjnym złozu fluidalnym z wykorzystaniem modelu DDPM.

Rysunek 4: Geometria analizowanego reaktora (wymiary w [m]), chwilowe połozenie ziaren we-gla kolorowane wg srednicy (m) i usredniony udział objetosciowy fazy stałej.

Rysunek 5: Obliczony i zmierzony skład syngazu na wylocie z reaktora podczas zgazowaniapowietrznego

Zgodnie z deklaracjami współautorów wkład habilitanta w powstanie pracy [ak4]wynosi 70% i polegał na zestawieniu i opracowaniu danych wejsciowych do obliczen,opracowaniu modeli czastkowych konwersji paliwa podczas zgazowania, doborze pa-rametrów modeli (w tym modeli interakcji miedzyziarnowych i miedzyfazowych), im-plementacja funkcji definiowanych przez uzytkownika UDF, budowie geometrii mo-delu i generacji siatki podziału numerycznego, opracowaniu metodologii i przepro-

12

Rysunek 6: Obliczony i zmierzony skład syngazu na wylocie z reaktora podczas zgazowaniapowietrzno-parowego

wadzenie obliczen oraz na porównaniu wyników obliczen z wynikami eksperymentu.Habilitant ma równiez wkład w przygotowanie tekstu publikacji.

Szósta praca z cyklu publikacji [ak10] dotyczyła modelowania zgazowania weglaw cyrkulacyjnym reaktorze fluidalnym z wykorzystaniem czynnika zgazowujacego za-wierajacego CO2. Podobnie jak w poprzednim przypadku, analizowany reaktor zostałzbudowany w Instytucie Chemicznej Przeróbki Wegla (IChPW) w Zabrzu, przy czymw tym przypadku analizowany reaktor jest reaktorem cisnieniowym o maksymalnymcisnieniu pracy 1.5 MPa, temperaturze 1000 ◦C i nadawie wegla 100 kg/h. Kon-cepcja wykorzystania CO2 jako czynnika zgazowujacego nie jest nowa, a zaintereso-wanie tym zagadnieniem bierze sie z potencjalnego zwiekszenia zimnej sprawnosciprocesu zgazowania poprzez uzyskanie podwyzszonej entalpii chemicznej produko-wanego syngazu, a takze zmniejszenia zapotrzebowania na tlen i redukcji wzglednejemisji CO2 [4]. W pracy zbudowano i porównano dwa modele numeryczne reak-tora. Pierwszy jest rozszerzeniem modelu przedstawionego w pracy [ak4]. Modelten został zbudowany i zastosowany przez habilitanta. Drugi model zbudowany zo-stał przez współautorke publikacji dr inz. Joanne Bigde z wykorzystaniem oprogra-mowania CPFD Barracuda. Podobnie jak model DDPM, wykorzystany w programieCPFD Barracuda model bazuje na metodzie typu Euler-Lagrange znanej jako multi-phase particle-in-cell (MP-PIC) method. Istotna róznica w porównaniu z modelemDDPM jest reprezentacja i sposób sledzenia ziaren fazy rozproszonej, a takze sposóbobliczania interakcji miedzyziarnowych [6,7]. Głównym celem pracy była weryfikacjamozliwosci przewidywania procesu zgazowania w cyrkulacyjnym złozu fluidalnym zwykorzystaniem czynnika zgazowujacego zawierajacego CO2 oraz porównanie wyni-ków uzyskiwanych obydwoma metodami. Na Rys. 7 przedstawiono geometrie anali-zowanego cisnieniowego reaktora zgazowania. Jak to jest widoczne, kształt reaktorazblizony jest do poprzednio analizowanego reaktora. Jak wspomniano wyzej, modelzbudowany w programie ANSYS Fluent jest poprawiona wersja poprzedniego podej-scia [ak4]. Wprowadzone zmiany dotyczyły:

– Wykorzystania modelu Chemical Percolation Devolatilization (CPD) do przewi-dywania składu i ilosci czesci lotnych. Ponadto szczegółowe informacje kine-

13

Rysunek 7: Geometria cisnieniowego reaktora zgazowania

tyczne procesu odgazowania wykorzystano do kalibracji prostego modelu linio-wego.

– Wykorzystania cztero-krokowego mechanizmu Lindstedt’a-Jones’a [8] wsród re-akcji homogenicznych.

Spodziewanymi efektami wprowadzenia tych zmian były dokładniejsze reprezentacjeprocesu odgazowania (zarówno składu produktów odgazowania jak i ilosci czesci lot-nych) oraz kinetyki homogenicznych reakcji chemicznych, co powinno przyniesc po-prawe w przewidywaniu procesów konwersji paliwa i finalnie składu produkowanegogazu. W pracy wykorzystano wyniki pomiarów wykonanych przez zespół z IChPWdla trzech przypadków rózniacych sie strumieniami i składami czynnika zgazowuja-cego. Na Rys. 8 przedstawiono przykładowe usrednione w czasie udziały masowewodoru i tlenku wegla, wskazujace na lokalnie znaczne róznice miedzy wynikamiuzyskanymi obydwoma programami. Stwierdzono równiez róznice w przewidzianejmasy fazy rozproszonej w komorze reaktora. W przypadku kodu Barracuda masa tabyła w zaleznosci od przypadku 20-30% wyzsza niz przewidziana przez kod Fluent.Jak pokazano na Rys. 9 obliczone srednie składy syngazu na wylocie nie róznia siejednak znacznie, co wiecej, sa one zblizone do składu zmierzonego.

Na Rys. 10 przedstawiono rozkład srednich temperatur wzdłuz wysokosci reaktorapotwierdzajac zgodnosc wyników uzyskanych z symulacji programem Fluent z wy-nikami eksperymentu. Zgodnie z najlepsza wiedza habilitanta omawiana praca jestpierwszym porównaniem kodów CPFD Barracuda i ANSYS Fluent pod katem mode-lowania zgazowania. Praca ta jest równiez pierwsza praca traktujaca o modelowaniuzgazowania wspomaganego ditlenkiem wegla z wykorzystaniem modeli typu EL.

Zgodnie z deklaracjami współautorów wkład habilitanta w powstanie pracy [ak10]

14

Rysunek 8: Porównanie srednich pól udziału masowego H2 (rys. lewy) i CO (rys. prawy)

Rysunek 9: Obliczony i zmierzony skład syngazu na wylocie z reaktora

wynosi 60%. Wkład ten polegał na opracowaniu koncepcji, załozen i metod modelo-wania, a takze przeprowadzeniu wszystkich badan z wykorzystaniem oprogramowaniaANSYS Fluent. Wkład habilitanta polegał równiez na współudziale w opracowaniumanuskryptu.

Siódma praca nalezaca do cyklu publikacji [ak3] dotyczyła modelowania spalania wzłozu fluidalnym duzej skali. Analizowanym obiektem była komora spalania kotła flu-idalnego pracujacego w Elektrowni Łagisza. W czasie realizacji tej pracy analizowanykocioł był najwiekszym kotłem fluidalnym na parametry nadkrytyczne na swiecie.

15

Rysunek 10: Porównanie rozkładów temperatury wzdłuz wysokosci reaktora otrzymanych z obli-czen z wynikami eksperymentu

Wysokosc komory spalania przekracza 48 m a jej przekrój poprzeczny ma wymiary27.6 m x 10.6 m. Dlatego waznym wyzwaniem stało sie zbudowanie modelu umozli-wiajacego przeprowadzenie obliczen w realnym czasie przy jednoczesnym zachowa-niu wystarczajacej szczegółowosci analizowanych zjawisk. Dlatego geometrie kotłaograniczono do samej komory spalania (bez separatorów) oraz symulowano połowekotła. W celu utrzymania rzeczywistej ilosci materiału fazy stałej w kotle, materiałopuszczajacy kocioł recyrkulowano za pomoca funkcji uzytkownika UDF. W pracy wpierwszej kolejnosci przeprowadzono obliczenia standardowym modelem Euler-Euleroraz Euler-Lagrange (DDPM), bez uwzglednienia procesu spalania. W tym przypadkuprzyjeto, ze przepływajacy gaz ma parametry (skład, temperatura) zblizone do rzeczy-wiscie panujacych, a znanych z pomiarów. Poniewaz cecha charakterystyczna kotłówz cyrkulacyjna warstwa fluidalna jest wyrównany rozkład temperatury wzdłuz wyso-kosci kotła, przyjete załozenie nie odbiegało znacznie od rzeczywistosci. W kolej-nym etapie pracy przeprowadzono obliczenia ze spalaniem z wykorzystaniem modeluDDPM. Analizowane przypadki bez spalania, oprócz porównania z wynikami eks-perymentów (porównano rozkład gestosci złoza fluidalnego), posłuzyły równiez doprzeprowadzenia analizy wrazliwosci rozwiazania na gestosc siatki. Rozwazono dwiegestosci siatki o srednich rozmiarach odpowiednio 0.2 m (1.3 miliona elementów) oraz0.1 m (2.4 miliona elementów). Dla przypadków bez spalania czasy obliczen wynio-sły dla siatki rzadszej ok 1 miesiac (model DDPM) i ok. 2 miesiace (model EE). Dlasiatki o wiekszej gestosci czasy obliczen wydłuzyły sie dwukrotnie. Ze wzgledu nadługie czasy obliczen dla przypadku ze spalaniem obliczenia prowadzono na siatcerzadszej (0.2 m). Wyniki obliczen porównywano z wynikami eksperymentów. Z po-miarów znane były spadki cisnienia oraz temperatury wzdłuz wysokosci komory spa-lania. Spadki cisnienia wykorzystano do wyznaczenia gestosci złoza fluidalnego, któreporównywano z wynikami obliczen, uzyskujac tym samym miare niezgodnosci prze-widywan dwóch modeli dla dwóch siatek. Na Rys. 11 przedstawiono chwilowe (rys.lewy) oraz usrednione w czasie 60 s (rys. prawy) udziały objetosciowe fazy stałej.Udziały przedstawiono na zewnetrznych scianach komory spalania. Na Rys. 12 przed-stawiono uzyskane rozkłady gestosci złoza fluidalnego dla modeli EE oraz DDPM dladwóch analizowanych gestosci siatek.

16

Rysunek 11: Chwilowe (rys. lewy) i usrednione w czasie (60 s) (rys. prawy) udziały objetosciowefazy stałej

Rysunek 12: Porównanie rozkładów gestosci złoza fluidalnego wzdłuz wysokosci komory spala-nia uzyskanych z obliczen i pomiarów.

Uzyskane wyniki potwierdziły, znana z literatury [9], wieksza zaleznosc przewi-dywan modelu EE od gestosci siatki niz ma to miejsce dla modelu DDPM. Ponadtoobliczenia z wykorzystaniem modelu EE trwały znacznie dłuzej. Nalezy równiez pod-kreslic, ze obliczenia modelem EE prowadzono dla sredniej srednicy ziaren. Uwzgled-nienie rozkładu srednic dodatkowo wydłuzyłoby czas obliczen. W przypadku obliczenmodelem DDPM z uwzglednieniem spalania, porównano rozkłady znormalizowanejtemperatury wzdłuz wysokosci komory spalania. Porównanie wykazało nieznaczniewyzsze temperatury przewidywane przez model, a takze fluktuacje temperatury (sred-niej) w dolnej czesci komory spalania. Przeprowadzone obliczenia wykazały przy-datnosc modelu EL (DDPM) do modelowania złóz fluidalnych w duzej skali. Wyniki

17

obliczen, z uwzglednieniem rozkładu srednic, uzyskano w znacznie krótszym czasie imozna uznac ze w znacznej mierze były zgodne z wynikami eksperymentów. Zgod-nie z najlepsza wiedza habilitanta, przedstawione w pracy porównania modeli EE iDDPM, a takze wykorzystanie modelu DDPM do modelowania spalania w układzietak duzej skali nie było wczesniej prezentowane w literaturze.

Zgodnie z deklaracjami współautorów udział habilitanta w powstanie pracy [ak3]wyniósł 40% i polegał na udziale w budowie modelu komputerowego, opracowaniumetodyki prowadzenia obliczen (doborze wielkosci siatek, rozmiarów parceli, doborzekroku czasu w przypadkach bez i ze spalaniem), doborze parametrów modeli czastko-wych (modele odgazowania, spalania i promieniowania) oraz przygotowaniu danychdo warunków brzegowych. Wkład habilitanta polegał równiez na redakcji tekstu pu-blikacji.

Ósma praca z cyklu publikacji [ak5] dotyczy modelowania cyrkulacyjnego kotłafluidalnego pracujacego w Elektrowni Turów (nr stacyjny 4). Przeprowadzone badaniarózniły sie od badan przeprowadzonych w pracy [ak3] w nastepujacych aspektach:

– analizowanym paliwem był wegiel brunatny (w pracy [ak3] paliwem był wegielkamienny),

– uwzgledniono zarówno uproszczona (jak w pracy [ak3]) jak i pełna geometriekotła,

– analizowano proces spalania powietrznego i tlenowego,

– analizowano wpływ modelowania promieniowania na uzyskiwane wyniki.

W pierwszym etapie badano wpływ promieniowania cieplnego na rozkład tempe-ratury w kotle. W celu przyspieszenia obliczen, przeprowadzono je dla uproszczonejgeometrii. Tak jak w poprzedniej pracy, do modelowania promieniowania cieplnegowykorzystano model Discrete Ordinates (DO). Po przeprowadzonych obliczeniach,porównano wyniki obliczen dla przypadków z właczonym i wyłaczonym (bez modelo-wania promieniowania) modelem DO. Wyniki obliczen potwierdziły nieznaczny tylkowpływ promieniowania na rozkład temperatury w kotle CFB, który wynika zarównoze stosunkowo niskiej temperatury w kotłach fluidalnych a takze z duzej gestosci fazyrozproszonej, która absorbuje promieniowanie. Nalezy podkreslic, ze uwzglednieniepromieniowania wpływa zarówno na stabilnosc jak i czas obliczen. Dlatego waznakonkluzja z przeprowadzonych badan jest stwierdzenie, ze kotły z cyrkulacyjna war-stwa fluidalna moga byc modelowane z pominieciem promieniowania cieplnego bezznacznej utraty dokładnosci. W drugim etapie badano wpływ uproszczenia geome-trii modelu kotła na wyniki obliczen. Jednoczesnie uzyskane wyniki zestawiono zwynikami eksperymentu. Obliczenia wykazały, w przypadku uwzglednienia pełnejgeometrii kotła, obliczenia były trudne do ustabilizowania ze wzgledu uproszczeniawprowadzone w geometrii zewnetrznych przegrzewaczy pary. Wpływało to na aku-mulacje masy w obrebie komory spalania, co z kolei rzutowało na rozkład cisnienia itemperatury w kotle. Dla geometrii uproszczonej, podobnie jak w poprzedniej pracy,zastosowano procedure recyrkulacyjna dla materiału fazy stałej, stabilizujaca procesobliczeniowy. Na Rys. 13 przedstawiono porównanie rozkładów znormalizowanejtemperatury w kotle dla modeli z pełna i uproszczona geometria kotła.

Porównanie to zestawiono z danymi znanymi z pomiarów dla przypadków spala-nia powietrznego a takze z wynikami obliczen dla spalania tlenowego (32% (vol.)O2, 62% (vol.) CO2, 2% (vol.) H2O, 4% (vol.) N2). Jak mozna zaobserwowacna Rys. 13, w przypadku uproszczonej geometrii uzyskane wyniki lepiej odwzorowy-wały rozkłady zmierzone zarówno dla przypadku spalania powietrznego jak i tleno-

18

Rysunek 13: Porównanie rozkładów znormalizowanej temperatury w kotle dla modeli z pełna(comp. Geo.) i uproszczona (Simp. Geo.) geometria kotła oraz z wynikami pomiarów (Measureddata) dla przypadków spalania powietrznego oraz tlenowego

wego. Jednoczesnie zauwazalny jest niewielki tylko wpływ zmiany trybu spalania zpowietrznego na tlenowy i jest on obserwowalny tylko dla uproszczonej geometrii. Wcelu dalszego zbadania tego efektu, w trzecim etapie pracy analizowano wpływ składuutleniacza podczas spalania tlenowego na uzyskiwane rozkłady temperatury. Wpływten badano dla stosunkowo waskiego zakresu udziału tlenu (27-32% vol.), a takze dlaróznych udziałów recyrkulowanej ze spalin pary wodnej w utleniaczu (1.9-8.2% vol.).Znaczny wpływ na rozkład temperatury podczas spalania tlenowego zaobserwowano

Rysunek 14: Porównanie rozkładów znormalizowanej temperatury w kotle dla róznych składówutleniacza podczas spalania tlenowego

tylko w dolnej czesci kotła i jest on istotny w przypadkach ze znaczna iloscia pary

19

wodnej i/lub ditlenku wegla w utleniaczu (przypadki Oxy 3 i Oxy 4). Przeprowadzoneobliczenia były bardzo czasochłonne. Symulowano 350 s pracy kotła co odpowiadałoczasowi obliczen ok. 3 miesiecy dla pełnej geometrii kotła i 1 miesiaca dla geometriiuproszczonej. Mozna zatem stwierdzic ze obliczenia tego typu obecnie nie moga bycz łatwoscia stosowane w praktyce inzynierskiej.

Zgodnie z deklaracjami współautorów udział habilitanta w pracy [ak5] wynosi 50%i polegał na budowie modelu komputerowego (wyborze modeli czastkowych), przy-gotowaniu danych dla modeli, przygotowaniu warunków brzegowych, opracowaniukoncepcji prowadzenia obliczen, przeprowadzeniu obliczen oraz na analizie i opra-cowaniu wyników symulacji. Wkład habilitanta polegał równiez na przygotowaniurysunków i redakcji tekstu publikacji.

Dziewiata praca z cyklu publikacji [ak8] dotyczy modelowania przepływu wielo-fazowego w cyklonowym separatorze czastek stałych. Separatory tego typu znajdujazastosowanie w wielu branzach przemysłu, jednak w pracy analizowano separator pra-cujacy w warunkach wysokiego obciazenia masowego faza stała, jak ma to miejscew separatorach ziaren układów z cyrkulacyjnym złozem fluidalnym. Ze wzgledu naduze udziały masowe fazy rozproszonej, istotnym jest uwzglednienie wielokierunko-wego sprzezenia interakcji miedzyfazowych i miedzyziarnowych. Opublikowane w li-teraturze modele separatorów budowane były za pomoca modeli EE lub kosztownychobliczeniowo modeli typu EL DEM, uwzgledniajacych interakcje miedzyziarnowe napoziomie pojedynczych ziaren. W pracy [ak8] wykorzystywano hybrydowy modelEL (DDPM) umozliwiajacy prowadzenie obliczen z uwzglednieniem rozkładu srednicziaren i interakcji miedzyziarnowych w znacznie krótszym czasie. Cecha charaktery-styczna przepływów w separatorach cyklonowych jest wystepowanie silnej anizotro-pii turbulencji. W celu uwzglednienia tego zjawiska wykorzystano model turbulencjiReynolds Stress Model. Praca obejmuje swoim zakresem badania eksperymentalne, wktórych wyznaczano spadki cisnienia w funkcji predkosci gazu i obciazenia faza stałaoraz symulacje przepływów jedno i wielofazowych. Porównanie wyników obliczen zwynikami eksperymentów wskazało jakosciowa tylko zgodnosc przewidywan modeluz wynikami pomiarów, mimo ze charakterystyczne cechy przepływu, takie jak pasmaziaren (strands) obserwowane w eksperymencie, zostały odwzorowane. Na Rys. 15przedstawiono połozenie ziaren fazy stałej w separatorze dla trzech róznych strumienifazy stałej (predkosc gazu 9.49 m/s). Widoczne sa równiez charakterystyczne pasmaziaren. Natomiast na Rys. 16 przedstawiono zmierzone i obliczone spadki cisnienia wseparatorze dla róznych strumieni fazy stałej (predkosc gazu 9.49 m/s). Spadki cisnie-nia mierzono w króccu dolotowym i wylotowym. Niezgodnosci przewidywan modelupróbowano przypisac intuicyjnie zaleznosci rozwiazania od współczynnika restytucji,wystepujacego w członach modeli opisujacych interakcje miedzyziarnowe i ziarno-sciana. Analiza wrazliwosci na ten parametr wykazała jednak jego nieznaczny wpływna uzyskiwane zanizone spadki cisnienia.

Zgodnie z deklaracjami współautorów wkład habilitanta w powstanie pracy [ak8]wynosi 15% i polegał na wsparcie merytorycznym habilitanta nad prowadzonymi pra-cami oraz na redakcji tekstu publikacji.

Dziesiata praca z cyklu publikacji [ak7] powstała w wyniku zaobserwowanych wewczesniejszych pracach trudnosciach podczas modelowania pełnych układów cyrku-lacyjnych złóz fluidalnych. W poczatkowych pracach geometrie modeli obejmowałytylko elementy układów, jak np. rure wznosna czy reaktor podczas spalania i zgazo-wania, czy sam separator ziaren fazy stałej. Dzieki takiemu podejsciu opracowanometodologie prowadzenia obliczen w sposób stabilny. Trudnoscia pojawiajaca sie w

20

Rysunek 15: Chwilowe połozenie ziaren fazy stałej w separatorze dla trzech róznych strumienifazy stałej i predkosc gazu 9.49 m/s. Ziarna kolorowano wg srednicy (skala w m).

Rysunek 16: Obliczone i zmierzone spadki cisnienia w separatorze dla róznych obciazen maso-wych faza stała (predkosc gazu 9.49 m/s)

takich analizach jest znajomosc warunków brzegowych, które sa równiez zmiennew czasie. Dlatego naturalne jest dazenie do modelowania całych układów, dla któ-rych warunki na granicy elementów układu nie musza byc znane. Jak pokazano wpracy [ak5], modelowanie pełnego układu skutkowało trudnosciami ze stabilizacjarozwiazania i uzyskiwaniem własciwego rozdziału masy fazy rozproszonej w elemen-tach układu, co w dalszej kolejnosci wpływało na pozostałe zmienne przepływowe.Na podstawie tych obserwacji podjeto próbe wprowadzenia iteracyjnej procedury ob-

21

liczeniowej polegajacej na prowadzeniu obliczen pełnego układu, poprzez równoległerozwiazywanie mniejszych zadan obejmujacych pojedyncze elementy układu. Pro-cedura ta pozwala na iteracyjne uaktualnianie warunków brzegowych w kazdym zzadan elementarnych, poprzez przekazywanie wyników jako warunków brzegowychdo kolejnych elementów układu. W pracy [ak7] przedstawiono procedure oblicze-niowa zastosowana do cyrkulacyjnego złoza fluidalnego zbudowanego w PolitechniceCzestochowskiej, a omawianego wczesniej w pracach [ak1] oraz [ak2]. Na Rys. 17przedstawiono schemat działania procedury obliczeniowej z wyszczególnionymi ele-mentami układu (Cyclone, Riser, Drain section) symulowanymi oddzielnie oraz roz-dzielonymi etapami inicjalizacji obliczen oraz własciwej iteracyjnej procedury obli-czeniowej. Punkty przekazywania danych pomiedzy elementami układu pokazanona Rys. 18. Procedura obliczeniowa została zaimplementowana do kodu kontroluja-cego proces obliczeniowy i przekazywanie danych do wszystkich elementów układu.Kazdy z elementów rozwiazywany jest w osobnej symulacji CFD, a dane do prze-kazania do kolejnego elementu układu pobierane sa za pomoca funkcji uzytkownikaUDF. Danymi tymi były strumienie masowe gazu, a takze masy ziaren, zakres srednici liczba ziaren w danym zakresie srednic fazy stałej. W pracy [ak7] dane te usrednianow czasie 1 s. Na Rys. 19 przedstawiono zbieznosc strumienia masy fazy rozproszo-nej w poszczególnych elementach układu podczas działania procedury obliczeniowej.Zastosowanie zaproponowanej procedury obliczeniowej pozwala na:

– prowadzenie obliczen kazdego elementu niezaleznie,

– obliczenia moga byc prowadzone z róznym krokiem czasu w kazdym elemen-cie co zwieksza elastycznosc prowadzenia obliczen i moze znacznie skrócic czasobliczen,

– prowadzenie obliczen w elementach róznymi metodami EE czy EL,

– wykorzystanie w poszczególnych elementach róznych modeli czastkowych (mo-deli turbulencji, modeli interakcji miedzyfazowych i miedzyziarnowych, itp.).

Wada zaproponowanej procedury obliczeniowej jest długi czas potrzebny do uzyska-nia zbieznosci pomiedzy elementami układu.

Zgodnie z deklaracjami współautorów udział habilitanta w powstanie pracy wy-nosi 50% i polegał na przygotowaniu danych do obliczen, opracowaniu proceduryobliczeniowej, doborze parametrów modeli czastkowych, przeprowadzeniu symulacjinumerycznych oraz redakcji tekstu publikacji.

Ostatnia praca stanowiaca wkład do cyklu publikacji [ak9] dotyczy generacji da-nych wejsciowych do półempirycznych modeli kotłów fluidalnych z wykorzystaniemhybrydowego modelu Euler-Lagrange (DDPM). Jak wspomniano w pracach [ak3] i[ak5], obliczenia CFD duzych kotłów fluidalnych metodami typu EE lub EL, z wy-korzystaniem współczesnych komputerów, jest bardzo czasochłonne. Obliczenia temoga trwac nawet kilkanascie tygodni. Uniemozliwia to obecnie wykorzystanie tegotypu modeli do optymalizacji geometrii i istotnych parametrów eksploatacyjnych ko-tłów. Jednoczesnie prostsze modele półempiryczne do przeprowadzenia obliczen wy-magaja wprowadzenia danych bedacych rozkładami pól zmiennych przepływowych,np. rozkład udziału objetosciowego fazy stałej wzdłuz wysokosci kotła. Dane ta-kie mozna pozyskac z pomiarów. Jest to jednak niemozliwe na etapie projektowaniakotła. Utrudnieniem jest takze przeprowadzenie pomiarów w głebi komór spalaniaduzych kotłów, z dala od portów pomiarowych oraz na wielu wysokosciach. Oblicze-nia z wykorzystaniem modeli półempirycznych mozna jednak przeprowadzic znacznieszybciej, w kilka godzin, wiec takie modele moga słuzyc do przeprowadzenia opty-

22

Rysunek 17: Schemat działania procedury obliczeniowej pozwalajacej na wymiane danych po-miedzy elementami układu

Rysunek 18: Punkty przekazywania danych pomiedzy elementami układu cyrkulacyjnego złozafluidalnego

23

Rysunek 19: Zbieznosc strumienia masy fazy rozproszonej w poszczególnych elementach układupodczas działania procedury obliczeniowej

malizacji kotłów. W pracy [ak9] przedstawiono sposób wykorzystania wyników ob-liczen, przeprowadzonych z wykorzystaniem hybrydowego modelu typu EL, jako da-nych wejsciowych do półempirycznego kodu o nazwie CFD3D. Kod ten jest od latrozwijany przez naukowców z Technicznego Uniwersytetu w Lappeenrancie. Istot-nym elementem wykorzystania danych z modelu EL jest ich wiarygodnosc. Dlategow pracy tej duza uwage poswiecono walidacji modelu. Obliczenia prowadzono dlakotła pracujacego w Elektrowni Tu rów o numerze stacyjnym 3, dla którego znanebyły wyniki pomiarów. Walidacje prowadzono dwuetapowo. W pierwszej kolejnosciprzeprowadzono obliczenia samej hydrodynamiki, bez reakcji chemicznych, zgodniez załozeniami omówionymi wczesniej w pracy [ak3]. W kolejnym kroku walidowanomodel uwzgledniajacy spalanie. Obydwa porównania dały satysfakcjonujace wyniki.Na Rys. 20 przedstawiono porównanie zmierzonych i obliczonych (usrednionych wczasie) rozkładów cisnienia i udziałów objetosciowych wzdłuz wysokosci kotła, a naRys. 20 przedstawiono kontury usrednionych w czasie udziałów objetosciowych fazystałej na zewnetrznych scianach kotła dla przypadków bez reakcji i z uwzglednie-niem spalania. Główne niezgodnosci przewidywan modelu dotyczyły przewidywan

Rysunek 20: Porównanie zmierzonych i obliczonych (usrednionych w czasie) rozkładów cisnienia(rys. lewy) i udziałów objetosciowych (rys. prawy) wzdłuz wysokosci kotła

rozkładu predkosci fazy stałej przy scianach. Wykazano, ze nawet obliczenia bez

24

Rysunek 21: Usrednione w czasie udziały objetosciowe fazy stałej na zewnetrznych scianach kotładla przypadków bez reakcji chemicznych (rys. lewy) oraz ze spalaniem (rys. prawy)

spalania pozwalaja na przewidywanie wystarczajaco dokładnych rozkładów udziałuobjetosciowego wzdłuz wysokosci kotła, aby mogły byc one wykorzystane jako danewejsciowe do modelu półempirycznego. Obserwacja ta pozwala na skrócenie czasuobliczen i generacji danych poprzez symulacje pracy kotła bez reakcji chemicznych.W pracy nie przedstawiono wyników obliczen z wykorzystaniem półempirycznegokodu CFD3D. Porównanie to stanowi plan na wspólne dalsze badania zespołów z Po-litechniki Slaskiej i z Technicznego Uniwersytetu w Lappeenrancie.

Zgodnie z deklaracjami autorów udział habilitanta w powstanie pracy wynosi 45%i polegał na budowie modelu numerycznego, przygotowaniu danych do modelu, do-borze parametrów modeli czastkowych, analizie wyników, a takze na przygotowaniu iedycji tekstu publikacji.

4c.3 PODSUMOWANIE CYKLU

Przedstawiony cykl publikacji [ak1]–[ak11] łaczy tematyka modelowania złóz fluidal-nych mezoskalowymi metodami typu Euler-Euler i Euler-Lagrange. Metody te za-stosowano w pierwszej kolejnosci do modelowania wielofazowych przepływów bezreakcji, a nastepnie rozszerzano je do przypadków z reakcjami. Rozszerzanie to po-legało na wykorzystaniu istniejacych badz implementacji autorskich rozwiazan za po-moca funkcji uzytkownika UDF. Omawiane metody zastosowano do układów spalaniai zgazowania paliw, zarówno w skali laboratoryjnej jak i przemysłowej. W przedsta-wionym skrócie opisano główne osiagniecia. Wskazano takze elementy publikacji sta-nowiace wkład habilitanta w ich powstanie. Omówiono równiez elementy nowe, którezgodnie z najlepsza wiedza habilitanta nie były wczesniej publikowane. W zakresieprzedstawionych badan wyróznic mozna nastepujace elementy stanowiace osiagnieciehabilitanta:

i. Identyfikacja metod obliczeniowych umozliwiajacych modelowanie przepływówwielofazowych w złozach fluidalnych z reakcjami [ak11].

25

ii. Projekt i budowa stanowiska pomiarowego oraz przeprowadzenie pomiarów [ak6].

iii. Model numeryczny typu EE 2D i 3D do symulacji dynamiki złóz wraz z autor-skimi funkcjami kontrolujacymi przebieg obliczen i recyrkulacje fazy stałej [ak6].

iv. Model numeryczny typu EL do symulacji dynamiki złóz fluidalnych [ak1].

v. Model numeryczny typu EL do symulacji procesu spalania paliw w złozach flu-idalnych w warunkach tlenowych [ak2].

vi. Model numeryczny typu EL do symulacji procesu zgazowania paliw w złozachfluidalnych wraz z autorskimi programami do implementacji kinetyki reakcji che-micznych i kontroli procesu obliczeniowego [ak4].

vii. Procedura obliczeniowa do kontroli szybkosci reakcji w celu przyspieszenia ob-liczen poprzez utrzymanie stałego kroku czasu [ak4].

viii. Model numeryczny typu EL do symulacji procesu cisnieniowego zgazowania pa-liw w złozach fluidalnych z wykorzystaniem czynnika zgazowujacego zawieraja-cego CO2 [ak10].

ix. Sposób wykorzystania szczegółowego modelu odgazowania paliw (Chemical Per-colation Devolatilization) do kalibracji prostego modelu liniowego [ak10].

x. Wykorzystanie globalnego mechanizmu reakcji Lindstedt’a-Jones’a do symulacjiprocesu zgazowania [ak10].

xi. Modele numeryczne typu EL do symulacji procesów spalania w warunkach po-wietrznych i tlenowych w kotłach fluidalnych duzej skali [ak3], [ak5], [ak9].

xii. Procedura obliczeniowa do symulacji pełnych układów z cyrkulacyjna warstwafluidalna [ak7].

xiii. Sposób generacji danych do modeli półempirycznych z wykorzystaniem mezo-skalowego modelu typu EL [ak9].

Czastkowe wyniki prac zwiazanych z rozpatrywana tematyka opublikowano takzena konferencjach krajowych (prace [c1], [c25]-[c27], [c35]) i miedzynarodowych (prace[c16]-[c18], [c28]-[c33], [c38],[c39],[c41],[c42],[c47],[c48]).

Doswiadczenie zdobyte podczas realizacji prac z zakresu modelowania kotłów flu-idalnych duzej skali zaowocowało równiez dwoma projektami naukowo-badawczymi,których habilitant był kierownikiem. Prace te zrealizowano na zlecenie partnera prze-mysłowego TAURON Wytwarzanie S.A., a zestawiono je w punkcie 5b).

Literatura

[–] Lista zawiera tylko pozycje bezposrednio wykorzystane w tekscie autoreferatu.

[1] Myöhänen K, Hyppänen T. A three-dimensional model frame for modelling combu-stion and gasification in circulating fluidized bed furnaces, International Journal OfChemical Reactor Engineering, 9, A25, 2011

[2] Shah S, Ritvanen J, Hyppänen T, Kallio S. Space averaging on a gas-soliddrag modelfor numerical simulations of a CFB riser. Powder Technology, 2012, 218:131–139.

[3] Kallio S, Airaksinen J, Gulden M, Hermanson A, Peltola J, Ritvanen J, Seppälä M,Shah S, Taivassalo V, Experimental and numerical study of hydrodynamics in a circu-lating fluidized bed. Proceedings of Finnish–Swedish flame days, 2009 (wersja elek-troniczna).

[4] Chmielniak T, Popowicz J, Fluidised bed gasification of coal with CO2 for the produc-tion of synthesis gas. Chemik 2013 67(5):415–422.

26

[5] Geldart D, Types of gas fluidization. Powder Technology 1973 7(5):285–292.

[6] Snider DM, An incompressible three-dimensional multiphase particle-in-cell modelfor dense particle flows. Journal of Computational Physics 2001 170:523–549.

[7] O’Rourke PJ, Snider DM, Inclusion of collisional return-to-isotropy in the MP-PICmethod. Chem Eng Sci 2012 80:39–54.

[8] Jones WP, Lindstedt RP, Global reaction schemes for hydrocarbon combustion. Com-bust Flame 1988 73:233–2349.

[9] Cloete S, Johansen S, Braun M, Popoff B, Amini S, Evaluation of a Lagrangian Di-screte Phase Modeling Approach for Resolving cluster Fromation in CFB Risers. In:7th International Conference on Multiphase Flow, 2010, Tampa, FL, USA

5. Omówienie pozostałych osiagniec naukowo - badawczych niestanowiacych osiagniecia ha-bilitacyjnego

a) Osiagniecia naukowePoza pracami opisanymi w przedstawionym cyklu publikacji, badania realizowaneprzez habilitanta dotyczyły nastepujacych zagadnien:

(i) modelowanie mokrych chłodni kominowych i wentylatorowych,(ii) modelowanie spalania w technologii MILD-OXY i badania kinetyki reakcji utle-

niania koksiku,(iii) projekt termogeneratora opalanego gazem ziemnym,(iv) badania nad rozwojem elementów baterii koksowniczych.

Krótki opis tych prac przedstawiono w kolejnych punktach autoreferatu, natomiast wpunkcie 5a.6 przedstawiono liste prac, które nie weszły w skład cyklu przedstawio-nego w punkcie 4b. Nalezy zwrócic uwage, ze lista ta zawiera równiez 5 prac opu-blikowanych w czasopismach przed uzyskaniem stopnia doktora. Prace te w Tabeli 3wyrózniono i nie zostały one omówione w autoreferacie.

5a.1 MODELOWANIE MOKRYCH CHŁODNI KOMINOWYCH I WENTY-LATOROWYCH

Publikacje dotyczace modelowania mokrych chłodni sa powiazane z tematyka dokto-ratu habilitanta.

Praca [b3] dotyczy optymalizacji połozenia łopat kierowniczych powietrza usytu-owanych w kanale dolotowym do mokrej chłodni wentylatorowej. Celem pracy byłowyrównanie rozkładu predkosci powietrza napływajacego na wypełnienie zraszalnikachłodni, umozliwiajace poprawe jakosci chłodzenia wody i zmniejszenie spadków ci-snienia w chłodni. Funkcje celu zdefiniowano jako odchylenie standardowe wartoscisredniej predkosci, która wyznaczano poprzez symulacje CFD przepływu powietrzaprzez chłodnie. Ze wzgledu na znaczna liczbe zmiennych decyzyjnych (9 zmiennychdefiniujacych połozenie łopat kierownic) oraz długi czas obliczania funkcji celu (sy-mulacja CFD), do optymalizacji wykorzystano metode powierzchni odpowiedzi wy-znaczanej w punktach definiowanych planem eksperymentu (plan centralny kompozy-cyjny). Znalezione optymalne rozwiazanie na powierzchni odpowiedzi walidowano woparciu o obliczenia CFD. Ostatecznie podejscie to pozwoliło na zmniejszenie warto-sci funkcji celu o 45% w stosunku do wartosci poczatkowej.

Wkład habilitanta w powstanie pracy polegał na opracowaniu koncepcji badan iudziale w budowie modelu. Habilitant przeprowadził równiez czesc obliczen i napisałcałosc artykułu.

27

Praca [a8] jest przegladowym artykułem dotyczacym modelowania mokrych chłodnikominowych o ciagu naturalnym i, oprócz szerokiego przegladu literatury, stanowinieznacznie rozszerzone podsumowanie prac, realizowanych w trakcie doktoratu ha-bilitanta. W tej obszernej pracy przedstawiono szczegółowo modele wymiany ciepła,masy i pedu w chłodniach kominowych wraz z przykładami obliczeniowymi i zasto-sowanie własciwej dekompozycji ortogonalnej (POD-RBF) do reprezentacji wymianyciepła i masy. Szczegółowo omówiono równiez budowe modeli CFD (2D, 3D) chłodnikominowej. Cała praca jest autorstwa habilitanta.

Praca [a7] dotyczy modelowania chłodni kominowej z odprowadzeniem spalin.Takie rozwiazanie jest czesto stosowane we współczesnych blokach energetycznych,a jego zaleta jest brak koniecznosci budowy komina. Celem pracy było sprawdzeniewpływu wprowadzenia spalin na jakosc chłodzenia wody oraz na potencjalne wysta-pienie korozji powłoki chłodni powodowane kontaktem ze spalinami. Zbudowanymodel zwalidowano w oparciu o dane eksperymentalne. Wykazano, ze ze wzgleduna niski strumien masowy spalin, wprowadzenie spalin skutkuje nieistotnym obni-zeniem temperatury wody ochłodzonej. Pokazano równiez, ze nawet przy niskichpredkosciach wiatru (3 m/s) spaliny zmieszane z powietrzem moga omywac powłokechłodni, dlatego wymagane jest stosowanie powłok antykorozyjnych. Wkład habili-tanta polegał na opracowaniu koncepcji badan, przygotowaniu danych do obliczen ido walidacji modelu, udziale w budowie modelu i przeprowadzeniu czesci obliczen, atakze na napisaniu całosci artykułu.

Wyniki prac z zakresu modelowania mokrych chłodni prezentowano równiez nakonferencjach krajowych ([c21],[c46], [c50]) i miedzynarodowych ([c49],[c51]).

5a.2 MODELOWANIE SPALANIA W TECHNOLOGII MILD-OXY I BA-DANIA KINETYKI REAKCJI UTLENIANIA KOKSIKU

W latach 2014-2017 habilitant brał udział w realizacji projektu pt. Mild Oxy Combu-stion for Climate and Air o akronimie MOCCA, finansowanym przez Narodowe Cen-trum Badan i Rozwoju w ramach Polsko-Norweskiej Współpracy Badawczej. Projektrealizowany był w Instytucie Techniki Cieplnej w Gliwicach i w SINTEF Energi AS wTrondheim. W ramach projektu zademonstrowano zalety nowej technologii spalaniawegla, bedacej kombinacja technologii MILD (Moderate or Intense Low Oxygen Dilu-tion) i spalania tlenowego, umozliwiajacej sekwestracje CO2. Wykorzystanie obydwutechnik spalania pozwoliło na znaczne ograniczenie zewnetrznej recyrkulacji spalin iobnizenie stosunku nadmiaru powietrza w stosunku do standardowej technologii oxy-spalania wegla. Wielkosci te pozytywnie przekładaja sie na sprawnosc procesu. Spo-dziewanymi efektami były równiez wieksza elastycznosc paliwowa oraz ograniczenieemisji substancji szkodliwych (NO i CO), charakterystyczne dla technologii MILD. Wprojekcie zbudowane zostało równiez nowatorskie stanowisko pomiarowe słuzace dowyznaczania kinetyki reakcji utleniania koksiku na podstawie obserwacji trajektoriiziaren reagujacego paliwa. Interesujace badania dotyczace nowych modeli turbulent-nego spalania ziaren paliwa stałego, a nieopisywanych w tym autoreferacie, zostałoprzeprowadzonych przez partnera projektu SINTEF ENERGI AS.

Podczas realizacji projektu brał udział w projektowaniu stanowiska pomiarowego.Informacje na temat zastosowanych metod pomiarowych, zbudowanego stanowiska iwstepne wyniki pomiarów opublikowano w pracach [a6] i [a3]. Wkład habilitanta wpowstanie tych prac polegał na opisie zaproponowanego modelu słuzacego do odtwa-rzania kinetyki reakcji, przeprowadzeniu obliczen i prezentacji wyników.

28

Znacznym udziałem habilitanta cechuje sie praca [a1], w której szczegółowo przed-stawiono zastosowane metody do odtwarzania kinetyki reakcji spalania koksiku z za-obserwowanych trajektorii ruchu ziaren reagujacego paliwa, globalna analize wrazli-wosci danych wejsciowych zastosowanego modelu i kwantyfikacje niepewnosci uzy-skiwanych wyników. Odtworzone dane kinetyczne oraz dane z literatury wykorzy-stano do wyznaczenia parametrów kinetyczno-dyfuzyjnego modelu spalania ziarnapaliwa, który moze byc wykorzystany do symulacji CFD spalania wegla w warun-kach tlenowych. Wkład habilitanta w powstanie pracy polegał opracowaniu modelumatematycznego i numerycznego ruchu reagujacego ziarna w przepływie laminarnym,metody odwrotnej, a takze na napisaniu oprogramowania i przeprowadzeniu obliczenodtwarzania kinetyki reakcji. Ponadto habilitant przeprowadził globalna analize wraz-liwosci i kwantyfikacje niepewnosci oraz wyznaczył parametry modelu kinetyczno-dyfuzyjnego. Wkład ten polegał równiez na przygotowaniu tekstu publikacji.

Z kolei praca [a2] dotyczy modelowania CFD oraz analizy termodynamicznejkotła pracujacego w technologii MILD-OXY. W pracy tej przedstawiono zbudowanymodel oraz wyniki symulacji pracy kotła. Przeprowadzono analize wpływu wybra-nych parametrów pracy (współczynnika nadmiaru powietrza i krotnosci recyrkulacjispalin) na maksymalna i wylotowa temperature spalin, stopien konwersji paliwa, moci sprawnosc cieplna komory spalania. Z przeprowadzonych analiz wynika ze zastoso-wanie technologii MILD-OXY pozwala na wzrost sprawnosci kotła o ponad 3 punktyprocentowe w stosunku do analogicznej technologii oxy-spalania. Ze wzgledu na za-stosowany uproszczony model interakcji turbulencji i reakcji chemicznych w pracy nieprzewidywano emisji CO, która dla niskich stosunków nadmiaru powietrza moze bycznaczna. Nie analizowano równiez emisji NO. Wkład habilitanta w powstanie pracypolegał na przeprowadzeniu czesci obliczen CFD, opracowaniu wyników a takze nanapisaniu znacznej czesci artykułu.

Wyniki prac z omawianej tematyki prezentowano równiez na konferencjach mie-dzynarodowych ([c2]-[c5], [c8],[c9],[c14],[c15],[c19]).

5a.3 PROJEKT TERMOGENERATORA OPALANEGO GAZEM ZIEMNYM

W latach 2014-2016 habilitant brał udział w realizacji projektu badawczo-rozwojowegopt. Urzadzenie do produkcji elektrycznosci na potrzeby autonomicznego zasilaniastacji pomiarowych w oparciu o zjawisko Seebecka. Projekt finansowany był przezNarodowe Centrum Badan i Rozwoju oraz Narodowy Fundusz Ochrony Srodowiskai Gospodarki Wodnej. W ramach projektu opracowywany został prototyp urzadze-nia do produkcji energii elektrycznej (termogeneratora elektrycznego) z wykorzysta-niem modułów Seebecka. Zródłem ciepła były spaliny ze spalania gazu ziemnego.Termogenerator chłodzony był powietrzem z otoczenia. Celem realizacji projektubyło zapewnienie zasilania stacji gazowych i innych obiektów infrastruktury gazo-wej pozbawionych zasilania w celu ich właczenia do systemu opomiarowania dys-pozytorskiego. Ponadto w projekcie analizowano mozliwosc wykorzystania ciepłaodpadowego do ogrzewania pomieszczenia stacji w sezonie zimowym. Jeden z eta-pów realizacji projektu dotyczył budowy modelu komory spalania i układu odprowa-dzania ciepła. W pierwszej kolejnosci zbudowano model analityczny jednowymia-rowy przepływu ciepła uzupełniony o równania bilansu masy i energii, w którym wy-znaczono podstawowe zaleznosci pomiedzy predkoscia przepływu spalin (czynnikagrzewczego), powietrza (czynnika chłodzacego) oraz wymiarami scianek, modułówSeebecka i ozebrowaniem. Model ten zbudowany został w oparciu o charakterystykimodułów Seebecka i zaimplementowany do srodowiska MATLAB przez habilitanta.

29

Model stanowił program obliczeniowy pozwalajacy na przewidywanie istotnych pa-rametrów projektowych i operacyjnych układu. Wyniki tych obliczen oraz koncepcjeprojektu przedstawiono w artykule [a5].

Rozszerzeniem poprzednich analiz była praca [a4], w której przedstawiono mo-del CFD całego urzadzenia do produkcji energii elektrycznej. Model wykorzystanodo optymalizacji geometrii urzadzenia. Funkcja celu była róznica temperatur po go-racej i zimnej stronie ogniw, przekładajaca sie wprost na moc produkowanej ener-gii elektrycznej. Zmiennymi decyzyjnymi były kluczowe wymiary geometryczne,liczba zeber i moc palnika. Optymalizacje prowadzono z wykorzystaniem metodypowierzchni odpowiedzi wyznaczanej na podstawie punktów definiowanych planemeksperymentu (plan centralny kompozycyjny). W celu przyspieszenia obliczen wy-korzystano uproszczony model reprezentacji spalania zaproponowany przez habili-tanta. W wyniku przeprowadzonych obliczen znaleziono trzy wektory zmiennych de-cyzyjnych charakteryzujace punkty potencjalnie optymalne (maksymalizujace funk-cje celu). Wkład habilitanta w powstanie pracy polegał opracowaniu modelu spalania,udziale w powstanie całego modelu i analizie wyników obliczen.

Wyniki prac z omawianej tematyki prezentowano równiez na konferencjach kra-jowych ([c6], [c7], [c11] [c20]) i miedzynarodowej ([c10]).

5a.4 BADANIA NAD ROZWOJEM ELEMENTÓW BATERII KOKSOWNICZYCH

W latach 2008-2013 habilitant brał udział w realizacji pieciu prac naukowo-badawczychdotyczacych badan nad rozwojem elementów baterii koksowniczych. Prace te wyko-nano na zlecenie partnera przemysłowego Koksoprojekt sp. z o.o. i dotyczyły modelo-wania spalania w komorach grzewczych baterii koksowniczej, modelowania spalaniapod katem redukcji NOx poprzez stopniowanie powietrza, obliczen cieplnych i prze-pływowych regeneratora baterii koksowniczej oraz obliczen CFD przepływu powie-trza wtórnego w kanałach powietrza i w regeneratorze, pod katem własciwej regulacjirozpływu powietrza. Projekty z tej grupy, wykonane po uzyskaniu stopnia doktora,zestawiono w punkcie 5b). Wyniki tylko dwóch z powyzszych prac zostały opubli-kowane w czasopismach [b2] i [b1]. W pracy [b2] przedstawiono sposób opalaniascian grzewczych baterii koksowniczej jako system wielostopniowego podawania po-wietrza, pozwalajacy na wydłuzenie strefy reakcji (płomienia), obnizenie maksymal-nej temperatury i w efekcie znaczne zmniejszeniem emisji tlenków azotu. Całkowitailosc powietrza jest taka sama jak w rozwiazaniu konwencjonalnym. W celu dobra-nia najkorzystniejszego rozdziału oraz geometrii wylotów powietrza przeprowadzonoszereg symulacji CFD procesu spalania w komorach grzewczych, które prowadzonodla róznych geometrii układu doprowadzenia powietrza oraz róznych strumieni po-wietrza pierwotnego i wtórnego. Wkład habilitanta w powstanie pracy polegał nazbudowaniu modeli i przeprowadzeniu obliczen CFD. W pracy [b1] omówiono opra-cowane nowe sposoby regulacji ilosci powietrza doprowadzanego do kanałów grzew-czych baterii koksowniczych, ze szczególnym uwzglednieniem baterii o wielostop-niowym doprowadzeniu powietrza. Rozwiazanie to umozliwia regulacje powietrzado kanałów grzewczych poprzez tzw. płyte dyszowa baterii. Wczesniej regulacja wposzczególnych kanałach odbywała sie za pomoca kształtek ceramicznych, którychzmiana po rozgrzaniu baterii była utrudniona. Ponadto przeprowadzono szereg symu-lacji komputerowych, dla róznych geometrii układu doprowadzenia powietrza i przyzmiennych parametrach na kolejnych etapach opracowywania nowej technologii. Ob-liczenia potwierdziły, ze technologia ta pozwala na znaczne ograniczenie emisji NOX

oraz wyrównanie temperatury sciany grzewczej wzdłuz wysokosci. Wkład habilitanta

30

w powstanie pracy polegał na udziale w budowie modeli i wykonaniu czesci obliczenukładu doprowadzenia powietrza.

Wyniki prac dotyczacych omawianej wyzej tematyki prezentowano równiez nakonferencjach krajowych ([c22],[c43],[c44]) i miedzynarodowej ([c40]).

5a.5 PODSUMOWANIE CAŁOSCI DOROBKU

Tabela 3: Zestawienie publikacji spoza cyklu. Nie ujeto publikacji konferencyjnychprzed uzyskaniem stopnia doktora.

Rok Impact Punkty Liczbawydania Factor MNiSW cytowana

(1)

[a1] 2018 4.908d 40b 0 (0)[a2] 2017 4.968 45b 5 (5)[a3] 2017 3.956 35b 1 (1)[a4] 2017 6.377 45b 2 (2)[a5] 2016 1.093 20 2 (2)[a6] 2016 2.942 35 3 (4)[a7] 2015 3.043 40 7 (14)[a8] 2013 4.136 45 11 (13)[a9]c 2010 1.183 32 10 (12)[a10]c 2009 1.189 20 28 (37)[a11]c 2006 0.37 20 23 (39)

(2)

[b1] 2015 – 5 - (-)[b2] 2012 – 5 - (-)[b3] 2011 – 7 - (0)[b4]c 2009 – 6 - (4)[b5]c 2008 – 4 - (5)

(3) [c1]-[c51] 2010-2017 – – –(1) — czasopisma z listy A wykazu czasopism MNiSW(2) — czasopisma z listy B wykazu czasopism MNiSW(3) — publikacje konferencyjne( )a — wg bazy Web of Science (w nawiasie Scopus)( )b — Liczba punktów dla roku 2016( )c — przed uzyskaniem stopnia doktora( )d — IF dla roku 2017

Po uzyskaniu stopnia naukowego doktora habilitant był autorem badz współauto-rem 18 publikacji w czasopismach z czesci A wykazu MNiSW, 4 publikacji z czesciB wykazu MNiSW oraz 51 publikacji konferencyjnych. W skład cyklu nie weszło 8publikacji z czesci A i 3 publikacje z czesci B wykazu MNiSW. Prace które nie we-szły w skład cyklu, jak i wazniejsze publikacje przed uzyskaniem stopnia naukowegodoktora zestawiono w punkcie 5a.6, a ich podsumowanie przedstawiono w Tabeli 3.

Publikowane prace realizowano w róznych zespołach zwiazanych z realizacjabadan własnych, projektów finansowanych przez Narodowe Centrum Badan i Roz-woju (Projekt strategiczny Opracowanie technologii zgazowania wegla dla wysoko-

efektywnej produkcji paliw i energii elektrycznej, CzTB 5.2, Projekt ELSE-GAZ GE-KON1/02/214051/6/2014), badz w ramach badan statutowych prowadzonych w In-stytucie Techniki Cieplnej, Politechniki Slaskiej (Projekty BK-369/RIE-6/2011, BK-279/RIE-6/2017), a takze w ramach realizacji projektów ze srodków zagranicznych(RECENT Grant no. 245819, MOCCA Pol-Nor/232738/101/2014) i w wyniku reali-zacji prac wykonanych na zlecenie partnerów przemysłowych.

31

Tabela 4: Dane bibliometryczne według róznych baz danych

Liczba Liczba cytowan Indekspublikacji wszystkie bez autocytowan Hirscha

Web of Science 22 188 163 9Scopus 29 258 216 10Google Scholar 40 354 10

Dane bibliometryczne zawarte w bazach Web of Science oraz Scopus przedsta-wione zostały w Tabeli 4. Sumaryczny Impact Factor czasopism dla wszystkich pu-blikacji habilitanta wynosi 65.741 (dla publikacji z roku 2018 przyjeto IF dla roku2017). Impact Factor artykułów opublikowanych po uzyskaniu stopnia doktora wy-nosi 62.999, natomiast sumaryczna liczba punktów MNiSW – 769 (687 po uzyskaniustopnia doktora). Łaczna liczba prac indeksowanych przez baze Web of Science wy-nosi 22, a przez baze Scopus – 29. Wyniki prowadzonych badan habilitant prezentowałtakze na 31 konferencjach (20 po uzyskaniu stopnia doktora), z których 11 było kon-ferencjami krajowymi a 20 miedzynarodowymi.

Rysunek 22: Rozkład liczby cytowan wg lat (baza Web of Science)

32

5a.6 LISTA PUBLIKACJI SPOZA CYKLU

– Publikacje w czasopismach z listy A wykazu MNiSW

[a1] W.P. Adamczyk, R.A. Białecki, M. Ditaranto, N.E.L. Haugen, A. Katelbach-Wozniak, A. Klimanek, S. Sładek, A. Szlek, G. Wecel, A method for retrie-ving char oxidation kinetic data from reacting particle trajectories in a noveltest facility, Fuel, 212, 2018, pp. 240–255

[a2] W.P. Adamczyk, R.A. Bialecki, M. Ditaranto, P. Gladysz, N.E.L. Haugen,A. Katelbach-Wozniak, A. Klimanek, S. Sladek, A. Szlek, G. Wecel, CFDmodeling and thermodynamic analysis of a concept of a MILD-OXY combu-stion large scale pulverized coal boiler, Energy, 140, 1, 2017, pp. 1305-1315

[a3] W.P. Adamczyk, A. Szlek, A. Klimanek, R.A. Białecki, G. Wecel, A. Katelbach-Wozniak, S. Sładek, M. Ditaranto, N.E.L. Haugen, Ø. Langørgen, Design ofthe experimental rig for retrieving kinetic data of char particles, Fuel Proces-sing Technology, 156, 2017, pp. 178–184

[a4] P. Bargiel, W. Kostowski, A. Klimanek, K. Górny, Design and optimization ofa natural gas-fired thermoelectric generator by computational fluid dynamicsmodeling, Energy Conversion and Management, 149, 2017, pp. 1037-1047

[a5] A. Klimanek, W.J. Kostowski, G. Burda, P. Bargiel, A. Szlek, K. Górny, Preli-minary design and modelling of a gas-fired thermoelectric generator, ThermalScience, 20 (4), 2016, pp. 1233-1244

[a6] W.P. Adamczyk, A. Szlek, A. Klimanek, R.A. Białecki, G. Wecel, A. Katelbach-Wozniak, S. Sladek, M. Ditaranto, N.E.L. Haugen, Visualization system forthe measurement of size and sphericity of char particles under combustionconditions, Powder Technology, 301, 2016, pp. 141-152

[a7] A. Klimanek, M. Cedzich, R. Białecki, 3D CFD modeling of natural draftwet-cooling tower with flue gas injection, Applied Thermal Engineering, 91,2015, pp. 824-833

[a8] A. Klimanek, Numerical modelling of natural draft wet-cooling towers, Arch.Comput. Methods Eng., 20(1), 2013, pp. 61-109

[a9] A. Klimanek, R.A. Białecki, Z. Ostrowski, CFD two-scale model of a wetnatural draft cooling tower, Numerical Heat Transfer, Part A: Applications,57 (2), 2010, pp. 119-137

[a10] A. Klimanek, R.A. Białecki, Solution of heat and mass transfer in counter-flow wet-cooling tower fills, International Communications in Heat and MassTransfer, 36 (6), 2009, pp. 547-553

[a11] W. Jangsawang, A. Klimanek, A. K. Gupta, Enhanced yield of hydrogen fromwastes using high temperature steam gasification, Journal of Energy Resour-ces Technology, Transactions of the ASME 128 (3), 2006, pp. 179-185

– Publikacje w czasopismach z listy B wykazu MNiSW

[b1] W. Hummer, G. Wojciechowski, A. Ziółkowska, D. Zych, W. Adamczyk, A.Klimanek, A. Szlek, Nowoczesne metody regulacji wielostopniowego dopro-wadzenia powietrza do kanału grzewczego, na przykładzie rozwiazan zasto-sowanych w nowoprojektowanej baterii nr 4 dla Koksowni Przyjazn w Da-browie Górniczej, Karbo, 60 (2), 2015, pp. 42-46

[b2] A. Klimanek, A. Szlek, W. Hummer, G. Wojciechowski, A. Ziółkowska-Talar, Modelowanie niskoemisyjnej baterii koksowniczej, Karbo, 57 (4), 2012,pp. 222-226

33

[b3] A. Klimanek, T. Musioł, A. Stechman, Optimization of guide vane positionsin bended inflow of mechanical draft wet-cooling tower, Archives of Ther-modynamics, 32 (3), 2011, pp. 263-272

[b4] A. Klimanek, R.A. Białecki, A 3D CFD model of a natural draft wet-coolingtower, Archives of Thermodynamics, 30 (4), 2009, pp. 119-132

[b5] A. Klimanek, R.A. Białecki, On a Numerical Model of a Natural DraughtWet-cooling Tower, Archives of Thermodynamics, 29 (4), 2008, pp. 63-72

– Publikacje konferencyjne

[c1] A. Klimanek, J. Bigda, CFD modelling of CO2 enhanced gasification of coalin a pressurized circulating fluidized bed reactor, Współczesne problemy ter-modynamiki, Praca zbiorowa pod redakcja T. Burego i A. Szleka, Wydaw-nictwo Instytutu Techniki Cieplnej, Gliwice, 2017, pp. 687-695, (ISBN: 978-83-61506-41-6)

[c2] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Katelbach-Wozniak, A. Klimanek, S. Sładek,A. Szlek, G. Wecel, A method for retrieving char oxidation kinetic data fromreacting particle trajectories, Digital proceedings of the 8th European Com-bustion Meeting 2017, 18-21 April, Dubrovnik, Croatia, ECM2017.0618, pp.2621-2624

[c3] W. Adamczyk, R.A. Białecki, M. Ditaranto, N.E.L. Haugen, A. Katelbach-Wozniak, A. Klimanek, Ø. Langørgen, S. Sładek, A. Szlek, G. Wecel, A no-vel approach to solid fuel oxidation kinetics determination: experiments andnumerical analysis, 36th International Symposium on Combustion, 31.07-05.08.2016, Seoul, Korea, 2016, (poster)

[c4] W.P. Adamczyk, R.A. Bialecki, A. Klimanek, A. Szlek, G. Wecel, A. Katelbach-Wozniak, S. Sladek, M. Ditaranto, N. Erland L. Haugen, Experimental rig forgathering kinetic data of reacting particles under MILD combustion, CoalTechnologies Associates, The 39th International Technical Conference onClean Coal & Fuel Systems, Clearwater, USA, 2016

[c5] W. Adamczyk, R.A. Białecki, M. Ditaranto, N.E.L Haugen, A. Katelbach-Wozniak, A. Klimanek, S. Sładek, A. Szlek, G. Wecel, A method of retrie-ving char oxidation kinetic data from reacting particle trajectories in a noveltest facility under oxy combustion conditions, Coal Technologies Associates,The 39th International Technical Conference on Clean Coal & Fuel Systems,Clearwater, USA, 2016

[c6] P. Bargiel, A. Klimanek, W. Kostowski, A. Szlek, K. Górny, Model nume-ryczny i optymalizacja parametrów projektowych termogeneratora elektrycz-nego, Konferencja ’Symulacja 2016’, Serock 13-15 kwietnia 2016

[c7] W. Kostowski, A. Klimanek, P. Bargiel, Projekt i optymalizacja generatoratermoelektrycznego opalanego gazem ziemnym przy uzyciu modelowaniaCFD, Energetyka gazowa 2016. Materiały VI konferencji naukowo-technicznej,Zawiercie, 20-22 kwietnia 2016, Praca zbiorowa pod red. Ł. Barteli, J. Ka-liny, J. Kotowicza i J. Skorka, Gliwice : Wydaw. Instytutu Techniki Cieplnej,2016, s. 389-407

[c8] R.A. Białecki, W.P. Adamczyk, A. Katelbach-Wozniak, S. Sładek, A. Klima-nek, A. Szlek, G. Wecel, M. Ditaranto, N. Erland L. Haugen, Development ofthe numerical model of the pulverized coal boiler operated under mild combu-stion process, 7th European Thermal-Sciences Conference, 19-23 June, Kra-kow, Poland, 2016

34

[c9] W.P. Adamczyk, A. Katelbach-Wozniak, S. Sładek, A. Klimanek, A. Szlek,R.A. Białecki, G. Wecel, M. Ditaranto, N. Erland L. Haugen, Developmentof the experimental rig for gathering coal kinetic data under mild combustionprocess, 7th European Thermal-Sciences Conference, 19-23 June, Krakow,Poland, 2016

[c10] A. Klimanek, W. Kostowski, G. Burda, P. Bargiel, A. Szlek, K. Górny, Pre-liminary design and modelling of a gas-fired thermoelectric generator, Pro-ceedings of the 10th Dubrovnik Conference on Sustainable Development ofEnergy, Water and Environment Systems, September 27 - October 2, 2015,Dubrovnik, Croatia

[c11] G. Burda, P. Bargiel, A. Klimanek, W. Kostowski, A. Szlek, Wstepny projekti modelowanie gazowego generatora termoelektrycznego, Inzynieria Srodo-wiska w Energetyce i Motoryzacji - praca zbiorowa pod red. Sebastiana We-rle, 2015, pp. 1-14

[c12] E. Karchniwy, A. Klimanek, Kwantyfikacja niepewnosci wyników w wybra-nych modelach spalania, Inzynieria Srodowiska w Energetyce i Motoryzacji- praca zbiorowa pod red. Sebastiana Werle, 2015, pp. 43-53

[c13] E. Karchniwy, A. Klimanek, Quantification of model response uncertaintyin predictions of NOx formation by means of stochastic collocation method,Proceedings of the XXII International Symposium on Combustion Processes,Polish Jurasic Highland, 22-25.09.2015, p. 81

[c14] G. Wecel, W. Adamczyk, A. Klimanek, S. Sładek, A. Katelbach-Wozniak,R.A. Białecki, A. Szlek, Designing of the experimental rig for testing coalchar combustion using CFD tools, Proceedings of the XXII InternationalSymposium on Combustion Processes, Polish Jurasic Highland, 22-25.09.2015,p. 207

[c15] W. Adamczyk, R. Białecki, M. Ditaranto, N.E. Haugen, A. Katelbach-Wozniak,A. Klimanek, S. Sładek, A. Szlek, G. Wecel, Experimental facility for solidfuels characterization, Proceedings of the XXII International Symposium onCombustion Processes, Polish Jurasic Highland, 22-25.09.2015, p. 3

[c16] J. Bigda, A. Klimanek, T. Chmielniak, W. Adamczyk, A. Szlek, S. Stelmach,Numerical modelling of coal gasification in a pressurized circulating fluidi-zed bed reactor at CO2 enriched conditions, Proceedings of the XXII In-ternational Symposium on Combustion Processes, Polish Jurasic Highland,22-25.09.2015, p. 19

[c17] J. Bigda, A. Klimanek, T. Chmielniak, W. Adamczyk, A. Szlek, S. Stelmach,Numerical modelling of CO2 enriched gasification of coal in a pressurizedcirculating fluidized bed reactor, Proc. of 3rd Polish Congress of Mechanicsand 21st Int. Conf. on Computer Methods in Mechanics, Ed. M. Kleiber,T. Burczynski, K. Wilde, J. Górski, K. Winkelmann, Ł. Smakosz, Gdansk,2015, pp. 277-278

[c18] A. Klimanek, W. Adamczyk, G. Wecel, A. Szlek, The effect of granular tem-perature formulation in the two-fluid model for a turbulent fluidization ofglass beads, Proc. of 3rd Polish Congress of Mechanics and 21st Int. Conf.on Computer Methods in Mechanics, Ed.: M. Kleiber, T. Burczynski, K.Wilde, J. Górski, K. Winkelmann, Ł. Smakosz, Gdansk, 2015, pp. 283-284

[c19] W. Adamczyk, R. Białecki, M. Ditaranto, N. Haugen, A. Katelbach-Wozniak,A. Klimanek, P. Kozołub, A. Szlek, G. Wecel, Laminar flow chamber for pu-lverized fuel characterization, In: Flexible and clean fuel conversion to indu-

35

stry. 18th IFRF Members’ Conference, Freising, Germany, 1-3 June 2015,Paper no 36, pp. 1-6

[c20] K. Górny, M. Przywara, W. Kostowski, A. Klimanek, L. Michalski, Urzadze-nie do produkcji elektrycznosci na potrzeby autonomicznego zasilania stacjipomiarowych w oparciu o zjawisko Seebecka, Materiały XVIII konferencjiGazterm, Miedzyzdroje 11-13 maja 2015 , pp. 195 - 198.

[c21] R. Białecki, A. Klimanek, Z. Ostrowski, Modelowanie numeryczne mokrychchłodni kominowych, Prace Komisji Naukowych, Polska Akademia NaukOddział w Katowicach, Nr 36/2011, Katowice, 2014

[c22] D. Zych, W. Hummer, G. Wojciechowski, A. Ziółkowska-Talar, W. Adam-czyk, A. Klimanek, A. Szlek, Nowoczesne metody regulacji wielostopnio-wego doprowadzenia powietrza do kanału grzewczego na przykładzie roz-wiazan zastosowanych w nowoprojektowanej baterii nr 4 dla Koksowni Przy-jazn w Dabrowie Górniczej, 1-3.10.2014, Wisła

[c23] G. Burda, A. Klimanek, Projekt stanowiska laboratoryjnego oraz modelowa-nie niskoemisyjnego spalania gazu ziemnego w palniku ze stopniowaniempowietrza, Inzynieria Srodowiska w Energetyce i Motoryzacji - praca zbio-rowa pod red. Sebastiana Werle, 2014, pp. 228-246

[c24] J. Wieczorek, A. Klimanek, Zgazowanie wegla i jego produkty, InzynieriaSrodowiska w Energetyce i Motoryzacji - praca zbiorowa pod red. SebastianaWerle, 2014, pp. 121-137

[c25] E. Galasinska, A. Klimanek, Porównanie kotłów pyłowych oraz z cyrkula-cyjna warstwa fluidalna, Inzynieria Srodowiska w Energetyce i Motoryzacji- praca zbiorowa pod red. Sebastiana Werle, 2014, pp. 14-25

[c26] A. Klimanek, W. Adamczyk, A. Katelbach-Wozniak, A. Szlek, Model nu-meryczny reaktora zgazowania wegla z cyrkulacyjnym złozem fluidalnym,Konferencja naukowa ’Zgazowanie Wegla’, 16-18 czerwca 2014, Szczaw-nica, 2014

[c27] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, Z. Ostrow-ski, Modelowanie procesu fluidyzacji w przemysłowym kotle fluidalnym,XIV Miedzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna: Forum Energety-ków GRE, 2014

[c28] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, M. Klajny,Complex model of a large scale circulating fluidized bed boiler. Coal Tech-nologies Associates, The 39th International Technical Conference on CleanCoal & Fuel Systems, Clearwater, USA, 2014

[c29] A. Klimanek, W. Adamczyk, A. Katelbach-Wozniak, A. Szlek, Numericalmodeling of coal gasification in a small scale circulating fluidized bed reac-tor, 6th International Freiberg Conference on IGCC and XtL Technologies,Dresden Radebul, Germany, May 19-22, 2014, (abstract & presentation)

[c30] W. Adamczyk, G. Wecel, A. Klimanek, R. Bialecki, P. Kozolub, M. Klajny,Numerical modeling of the large scale circulating fluidized bed boiler, InProc. of the 11th International Conference on Fluidized Bed Technology,Beijing, China, May 14-17, 2014, pp. 317-322

[c31] A. Klimanek, W. Adamczyk, A. Katelbach-Wozniak, A. Szlek, Numericalmodeling of coal gasification in a circulating fluidized bed reactor, In Proc.of the 11th International Conference on Fluidized Bed Technology, Beijing,China, May 14-17, 2014, pp. 747-753

36

[c32] W.P. Adamczyk, R.A. Bialecki, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, M.Klajny, Modeling particle transport phenomena in large scale CFB boiler.Coal TechnologiesAssociates, The 38th International Technical Conferenceon Clean Coal & Fuel Systems, Clearwater, USA, 2013.

[c33] R.A. Białecki, W.P. Adamczyk, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, T. Cza-kiert, Modelling Oxy-Combustion Process in a Small Scale Facilities of aCirculating Fluidized Bed. V Conference on Computational Methods for Co-upled Problems in Science and Engineering, Ibiza, Hiszpania, 2013.

[c34] A. Klimanek, G. Wecel, W. Adamczyk, A. Szlek, Facility for determinationof solid fuels combustion and gasification kinetics - numerical assessment,2013 Solid Biofuels Thermo-chemical Conversion and Utilization Techno-logy Conference, 15.11.2013, Pekin, Chiny

[c35] A. Klimanek, W. Adamczyk, P. Kozołub, G. Wecel, A. Szlek, Porównaniepodejscia Euler-Euler i Dense Discrete Phase Model w modelowaniu cyrku-lacyjnych złóz fluidalnych, Symulacja 2013, Spała, 2013, (full version onCD)

[c36] G. Burda, A. Klimanek, Pompy ciepła w budownictwie i przemysle. Inzy-nieria srodowiska w energetyce i motoryzacji, Praca zbiorowa. Pod red. Se-bastiana Werle. Gliwice : Instytut Techniki Cieplnej. Politechnika Slaska,2013, s. 15-27

[c37] M. Ziora, A. Klimanek, Porównanie konwencjonalnych i zintegrowanych zezgazowaniem wegla (IGCC) technologii wytwarzania energii elektrycznej,Praca zbiorowa. Pod red. Sebastiana Werle. Gliwice : Instytut TechnikiCieplnej. Politechnika Slaska, 2013, s. 285-293

[c38] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, S. Sładek, Z.Ostrowski, T. Czakiert, The oxy-combustion modelling in CFB using multi-phase approach, XX Polish Fluid Mechanic Conference, Polish Academy ofSciences, Silesian University of Technology, Gliwice, 2012, pp 89-90

[c39] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, S. Sładek, Z.Ostrowski, T. Czakiert, Modeling of particle transport phenomena and com-bustion process in CFB using combination of Lagrangian and Euler-Eulerapproaches, ECCOMAS Special Interest Conference, Numerical Heat Trans-fer 2012, Institute of Thermal Technology, Silesian University of Technology,Wrocław, 2012, pp 99-100

[c40] A.Klimenek, A. Szlek, W. Hummer, G. Wojciechowski, A. Ziółkowska-Talar,Reduction of NOx from coke furnaces by flue gas recirculation and air sta-ging, 34th International Symposium on Combustion, 29.07-3.08, Warsaw,Poland, 2012

[c41] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, S. Sładek,Z. Ostrowski, T. Czakiert, Modeling of particle transport phenomena in CFBusing dense discrete phase model., 21st International Conference on Fluidi-zed Bed Combustion, Volume 1, Naples, Italy, June 2012

[c42] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Klimanek, P. Kozołub, G. Wecel, S. Sładek,Z. Ostrowski, T. Czakiert, Modeling of the combustion process in CFB usingcombination of Lagrangian and Euler-Euler models, Book of Abstracts: Int.Conf. on Combustion and Energy Utilization (11th ICCEU), Coimbra, Por-tugal, May 2012

[c43] A. Klimanek, W. Hummer, A. Szlek, G. Wojciechowski, A. Ziółkowska-Talar, Recyrkulacja spalin jako sposób obnizenia emisji NO z baterii koksow-

37

niczych, Nowoczesne Kotłownie. Inwestycje i Bezpieczenstwo, Jura, 22-23marzec 2012

[c44] W. Hummer, A. Klimanek, G. Wojciechowski, A. Ziółkowska-Talar, A. Szlek,Modelowanie niskoemisyjnej baterii koksowniczej, Konferencja Koksownic-two, Orle Gniazdo, Szczyrk, 3-5 pazdziernika 2012

[c45] M. Jewiarz, J. Łaszczyk, A. Klimanek, A. Szlek, CFD study on work para-meters of cyclone in CFB gasification system, Proc. of the Int. Conf. TheApplication of Experimental and Numerical Methods in Fluid Mechanics andEnergetics, Demanovska dolina, Slovakia, 2012

[c46] A. Klimanek, R.A. Białecki, Numerical modeling of wet natural draft coolingtowers with flue gas discharge, Proceedings of the Research & Developmentin Power Engineering Conference, Warsaw University of Technology, De-cember 2011, pp 145-152, (in Polish)

[c47] A. Klimanek, W. Adamczyk, A. Szlek, R.A. Białecki, Numerical modelingof circulating fluidized beds using multi-fluid approach, Thermodynamics inScience and Technology - Proc. of 1st Int. Congress on Thermodynamics,pp. 585-592, 2011

[c48] W. Adamczyk, R. Białecki, A. Klimanek, G. Wecel, Implementation of thedirect quadrature method of moments in ANSYS FLUENT code for popula-tion balance modeling, Thermodynamics in Science and Technology - Proc.of 1st Int. Congress on Thermodynamics, pp. 543-550, 2011

[c49] A.F. Klimanek, R.A. Bialecki Mass, Heat and Momentum Transfer in Na-tural Draft Wet Cooling Tower with Flue Gas Discharge, Proc. of CoupledProblems 2011, Computational Methods for Coupled Problems in Scienceand Engineering IV, E. Onate, M. Papadrakakis and B. Schrefler (eds.), Inter-national Center for Numerical Methods in Engineering, Barcelona (2011) pp15 full version on CD.

[c50] A. Klimanek, R.A. Białecki, CFD analysis of a natural draft wet-cooling to-wer with varying fill depth and water mass flow rate, Proc. XIV Symp. Heatand Mass Transfer, Polish Academy of Sciences, Committee for Thermody-namics and Combustion, Miedzyzdroje, 2010, pp. 241-254, (in Polish)

[c51] A. Klimanek, R.A. Białecki, A 3D CFD model of a natural draft wet-coolingtower, Proc. IV European Conference on Computational Mechancs, Paris,France, May, 2010, Abstract on CD

b) Projekty naukowo-badawcze, badawczo-rozwojowe oraz prace naukowo-badawcze wy-konane dla partnerów przemysłowych

– Krajowe i miedzynarodowe projekty naukowo-badawcze i badawczo-rozwojowe1. Modelowanie CFD zgazowania wegla w cyrkulacyjnym złozu fluidalnym,

2017-2018, grant nr BK-279/RIE6/2017Projekt realizowany w ramach dziekanskich grantów habilitacyjnych finanso-wany z działalnosci statutowej Wydziału Inzynierii Srodowiska i Energetyki,Politechniki Slaskiej, A. Klimanek - kierownik

2. Mild Oxy Combustion for Climate and Air (MOCCA), Politechnika Slaska(lider), SINTEF Energi AS (partner), Projekt badawczy finansowany przezNarodowe Centrum Badan i Rozwoju w ramach Polish-Norwegian ResearchProgramme, Koordynator: Prof. dr hab. inz. Andrzej Szlek, 2014-2017,Pol-Nor/232738/101/2014, A. Klimanek - wykonawca

3. Urzadzenie do produkcji elektrycznosci na potrzeby autonomicznego zasila-nia stacji pomiarowych w oparciu o zjawisko Seebecka, Gascontrol Polska

38

(lider), Politechnika Slaska (partner), Kierownik: dr inz. Wojciech Kostow-ski, 2014-2016, grant nr GEKON1/02/214051/6/2014 (GEK-1/RIE6/2014),A. Klimanek - wykonawca

4. Stanowisko pomiarowe i obliczenia CFD cyrkulacyjnego złoza fluidalnego,2011-2012, grant nr BK-369/RIE-6/2011Projekt realizowany w ramach działalnosci statutowej dla młodych naukow-ców (BKM) Wydziału Inzynierii Srodowiska i Energetyki, Politechniki Sla-skiej, A. Klimanek - kierownik

5. Model numeryczny (CFD) reaktora zgazowania z cyrkulujacym złozem flu-idalnym - CzTB 5.2 projektu strategicznego Opracowanie technologii zga-zowania wegla dla wysokoefektywnej produkcji paliw i energii elektrycznejfinansowanego przez Narodowe Centrum Badan i Rozwoju, Kierownik: Prof.dr hab. inz. Andrzej Szlek, 2010-2014, A. Klimanek - wykonawca

6. Research Center for Energy and New Technologies (RECENT). Projekt re-alizowany w Instytucie Techniki Cieplnej w Gliwicach w ramach 7-go Pro-gramu Ramowego UE. Koordynator: Prof. dr hab. inz. Ryszard A. Białecki,Grant no. 245819, 2010-2013, A. Klimanek - wykonawca

– Projekty wykonane na zlecenie partnerów przemysłowych

1. A. Klimanek (kierownik), B. Melka, S. Sładek, Wykonanie symulacji pracykotła fluidalnego w celu analizy wpływu zmiany konstrukcyjnej okien wloto-wych cyklonów na prace kotła, 2018Praca NB zlecona przez TAURON Wytwarzanie S.A.

2. A. Klimanek (kierownik), B. Melka, S.Sładek, Wykonanie badan numerycz-nych zjawiska erozji stropu komory paleniskowej kotła fluidalnego, 2018Praca NB zlecona przez TAURON Wytwarzanie S.A.

3. A. Klimanek (kierownik), M. Rojczyk, S. Sładek, A. Szlek, Wykonanie ob-liczen numerycznych przepływu spalin w kanałach spalin i reaktorze selek-tywnej redukcji katalitycznej SCR, 2017Praca NB zlecona przez RAFAKO S.A.

4. W. Adamczyk, A. Klimanek (kierownik), S. Sładek, G. Wecel, Symulacjenumeryczne pracy kotła OP-140 o numerze stacyjnym K-9, 2017Praca NB zlecona przez SYNTHOS Dwory 7 sp. z o.o. sp.j.

5. A. Klimanek, M. Rojczyk, S. Sładek, A. Szlek (kierownik), Wykonanie obli-czen numerycznych przepływu spalin w kanałach spalin i reaktorze SCR orazna wyjsciu z II ciagu kotła w celu sprawdzenia wpływu geometrii i umiejsco-wienia kierownic na rozkład profilu predkosci spalin i wykazania ustawienwyrównujacych przepływ spalin, 2016Praca NB zlecona przez RAFAKO S.A.

6. W. Adamczyk, A. Klimanek, A. Szlek (kierownik), Wykonanie obliczen prze-pływu powietrza wtórnego dla kanałów skrajnych oraz dla przepływu przezregenerator wraz z podziałem otworów w blachach regulacyjnych na przykła-dzie baterii nr 4 w Koksowni Przyjazn S.A., 2013Praca NB zlecona przez KOKSOPROJEKT sp. z o.o.

7. R. Białecki (kierownik), A. Klimanek, P. Kozołub, Modelowanie numerycznezagadnien cieplno-przepływowych w kominie spalin i w jego otoczeniu, 2012Praca NB zlecona przez KOKSOPROJEKT sp. z o.o.

8. A. Szlek (kierownik), W. Adamczyk, A. Klimanek, Obliczenia cieplne i prze-pływowe regeneratora baterii koksowniczej dla załozonej konstrukcji baterii

39

o wysokosci całkowitej 10,940 m oraz nowego wypełnienia, 2012Praca NB zlecona przez KOKSOPROJEKT sp. z o.o.

9. A. Szlek (kierownik), A. Klimanek, Obliczenia konstrukcji komina (prze-kroju, wysokosci ok. 120m) dla załozonych przepływów spalin i spadkówcisnien, 2012Praca NB zlecona przez KOKSOPROJEKT sp. z o.o.

10. A. Szlek (kierownik), A. Klimanek, Wykonanie obliczen dla komory grzew-czej baterii koksowniczej o wysokosci 5 i 6 m w warunkach ogrzewania ga-zem koksowniczym przy 2-3 stopniowym doprowadzeniu powietrza, pod ka-tem optymalizacji procesu spalania i minimalizacji powstawania NOx, 2011Praca NB zlecona przez KOKSOPROJEKT sp. z o.o.

c) Informacje dodatkoweOd 2010 roku habilitant wykonał recenzje:

– 1 projektu naukowo-badawczego dla kanadyjskiej rady ds. badan - Natural Scien-ces and Engineering Research Council of Canada,

– 31 artykułów nadsyłanych do czasopism z listy JCR,

– 16 artykułów konferencyjnych.

Wsród czasopism znalazły sie miedzy innymi:

i) Applied Thermal Engineering (7 artykułów), 5-year IF: 3.634,

ii) Energy & Fuels (4 artykuły), 5-year IF: 3.625,

iii) Energy (3 artykuły), 5-year IF: 5.182,

iv) Fuel (3 artykuły), 5-year IF: 4.726,

v) International Journal of Thermal Sciences (2 artykuły), 5-year IF: 4.041,

vi) International Journal of Hydrogen Energy (1 artykuł), 5-year IF: 3.647,

vii) International Journal of Numerical Methods for Heat and Fluid Flow (1 artykuł),5-year IF: 1.707,

viii) International Journal of Refrigeration (1 artykuł), 5-year IF: 2.877,

ix) International Journal of Multiphase Flow (1 artykuł), 5-year IF: 2.857,

x) Proceedings of the Combustion Institute (1 artykuł), 5-year IF: 3.318.

W przypadku czasopism Applied Thermal Engineering, Fuel, Energy oraz Interna-tional Journal of Refrigeration wykonane recenzje zostały nagrodzone certyfikatamiOutstanding Contribution in Reviewing, przyznawanymi grupie 10% najbardziej ak-tywnych recenzentów.

Habilitant był zaproszonym wykładowca lub prowadzacym zajecia praktyczne pod-czas miedzynarodowych warsztatów:

i) Modeling of oxy-combustion and gasification in small scale circulating fluidizedbeds by means of the hybrid Euler-Lagrange approach, Workshop on FluidizedBed Modeling, Freiberg, Niemcy, 22-24.03.2017

ii) Combustion modeling for industrial applications, Workshop on Combustion Mo-deling, CPM, Forbach, Francja, 12-15.10.2015

iii) CFD modeling of hydrodynamics, gasification and combustion in fluidized beds,Summer School ”Multiphase Flows”, Gdansk/Jantar, 18-20.06.2015

iv) Modelling of turbulent flows oraz Radiation in CFD modelling (hands on tra-ining), Advanced Techniques in CFD, Gliwice, 1-3.06.2011

Habilitant brał udział w nastepujacych kursach i warsztatach:

40

i) Kurs pt. Prezentacje biznesowe i wystapienia publiczne, Wydział Inzynierii Sro-dowiska i Energetyki, Gliwice, 10/2016

ii) Kurs pt. Turbulent combustion, von Karman Institute for Fluid Dynamics, Sint-Genesius-Rode, Belgia, 05/2015

iii) Kurs pt. Mathematical Methods and Tools in Uncertainty Management and Qu-antification, ONERA, Paryz, Francja, 10/2013

iv) Kurs pt. Non-Spherical Particles and Aggregates in Fluid Flows, CISM, Udine,Włochy, 06/2013

v) Warsztaty pt. Carbon Reduction Technologies, Instytut Techniki Cieplnej, Gli-wice, 06/2012

vi) Warsztaty pt. Unsteady Simulations for Industrial Flows: LES, DES, hybridLES/RANS and URANS, Prof. Lars Davidson, Götebrog, Szwecja, 01/2012

vii) Warsztaty pt. Combustion modeling in ANSYS FLUENT, ANSYS, Darmstadt,Niemcy, 12/2011

viii) Kurs pt. Modelling in turbulence, Prof. Kemal Hanjalic, Gliwice, Polska, 10/2010

W ramach działalnosci dydaktycznej habilitant prowadził wykłady na studiachdziennych i zaocznych, studiów I-go, II-go i III-go stopnia na kierunkach Energetyka,Inzynieria Srodowiska, Ochrona Srodowiska i Inzynieria Bezpieczenstwa z nastepuja-cych przedmiotów:

i. Modelowanie procesów spalania; (nowe opracowanie przedmiotu),

ii. Paliwa i ich spalanie/Fuels and combustion; (nowe opracowanie przedmiotu),

iii. Technologie niskoemisyjnego spalania i dopalania; (rozszerzenie istniejacego wy-kładu),

iv. Low emission combustion technologies; (przygotowanie wykładu w j. angiel-skim),

v. Gasification and pyrolysis; (nowe opracowanie przedmiotu),

vi. Optimization of combustion processes; (nowe opracowanie przedmiotu),

vii. Przepływ ciepła i zagrozenia cieplne; (nowe opracowanie przedmiotu),

viii. Zasady modelowania matematycznego; (rozszerzenie istniejacego wykładu przed-miotu).

Do powyzszych wykładów (oprócz przedmiotu Zasady modelowania matematycznegoi Przepływ ciepła i zagrozenia cieplne) habilitant prowadził równiez zajecia o charak-terze praktycznym (cwiczenia, laboratoria, projekty). Zajecia o charakterze praktycz-nym habilitant prowadził ponadto z nastepujacych przedmiotów:

i. Metody optymalizacji,

ii. Technical Thermodynamics,

iii. Transport ciepła i masy,

iv. Emission sources,

v. Modelowanie procesów cieplnych,

vi. Metody numeryczne,

vii. Ograniczanie emisji gazów,

viii. Energy from biomass.

Przedmioty, których nazwy zostały podane w jezyku angielskim, habilitant prowadziłw tym jezyku. Do przedmiotu Paliwa i ich spalanie/Fuels and combustion habilitantopracował takze komplet materiałów multimedialnych w jezyku polskim i angielskimw ramach kierunku zamawianego Energetyka (projekt edukacyjny UE Nowoczesne

41