The convection and conduction heat transfer, thermal conductivity, and phase transformations are significant issues in a design of wide range of industrial processes and devices. This book includes ...18 advanced and revised contributions, and it covers mainly (1) heat convection, (2) heat conduction, and (3) heat transfer analysis. The first section introduces mixed convection studies on inclined channels, double diffusive coupling, and on lid driven trapezoidal cavity, forced natural convection through a roof, convection on non-isothermal jet oscillations, unsteady pulsed flow, and hydromagnetic flow with thermal radiation. The second section covers heat conduction in capillary porous bodies and in structures made of functionally graded materials, integral transforms for heat conduction problems, non-linear radiative-conductive heat transfer, thermal conductivity of gas diffusion layers and multi-component natural systems, thermal behavior of the ink, primer and paint, heating in biothermal systems, and RBF finite difference approach in heat conduction. The third section includes heat transfer analysis of reinforced concrete beam, modeling of heat transfer and phase transformations, boundary conditions-surface heat flux and temperature, simulation of phase change materials, and finite element methods of factorial design. The advanced idea and information described here will be fruitful for the readers to find a sustainable solution in an industrialized society.
U radu je opisan inteligentni odjevni predmet s aktivnom termičkom zaštitom koji, ovisno o temperaturi okoliša izvan odjevnog predmeta i mikroklime unutar odjevnog predmeta, mijenja vrijednost ...toplinske izolacije. Toplinska izolacija mijenja se s pomoću sustava zračnih brtvenih komora što omogućuje kumulativno određivanje topline tijela regulacijom kondukcije i konvekcije. Prikazana je i arhitektura takve vrste odjevnog predmeta i sve komponente koje omogućuju samostalan automatski rad u promjenjivim uvjetima okoliša i mikroklime odjeće te samostalno inteligentno ponašanje s aspekta termičke zaštite odjeće. Svrha inteligentnog odjevnog predmeta s aktivnom termičkom zaštitom je automatska optimalna toplinska zaštita ljudskog tijela pri boravku u hladnim sredinama u kojima se zbog učestalih promjena temperature okoliša ili zbog učestalih promjena tjelesnih aktivnosti i napora javlja potreba za različitim stupnjevima termičke zaštite. Do sada se taj problem rješavao učestalim oblačenjem ili skidanjem odjeće u više slojeva pri čemu je broj slojeva ovisio o osjetu toplinske ugode, a primjenom ovog proizvoda više nema potrebe za prekomjernim brojem zaštitnih slojeva konvencionalne odjeće.
The motivation of the research presented in this thesis was to investigate thermomechanical processes that appears during the convective drying of food materials in systems with air recirculation. ...The mathematical model was formed to describe the change of moisture ratio of the material during the time, by taking into account the influence of all relevant thermomechanical properties of drying air (temperature, relative humidity and velocity) on the drying process. Convective laboratory scale dryer with possibility of full drying air recirculation was designed and built in order to achieve and measure all relevant drying process parameters. Apples, potatoes and bananas were used in the experiments. The chosen materials were dried under the same drying conditions. Drying air temperature was in range 35-55°C, relative humidity in range 10-30% and velocity in range 1-2 m/s. The apples were cut into cubes with 10 mm and 13 mm side dimension, potatoes were sliced into chips of 2 mm and 3 mm thickness and bananas were sliced into the cylinders with 6 mm and 7 mm thickness. Analysis of error appearance probability was performed. The effective moisture diffusivity was used to describe drying process efficiency. The experimental results confirmed that thermomechanical properties of drying air have significant influence on drying process. It was discovered that drying air, relative humidity could be ignored in some occasions. The performance of heat pump drying system was analyzed in order to discover system efficiency. The system energy and mass flows, air circulation behavior, drying air properties and system components behavior were monitored in order to calculate the main parameters of system performance. It was discovered that appropriate system performance optimization could increase system energy efficiency and reduce specific energy consumption. The results of mathematical model equation were compared with the experimental results and with the models and with the experimental results of the other authors, in order to be verified.
Predmet rada u ovoj disertaciji je istraživanje termomehančkih procesa pri konvektivnom sušenju prehrambenih materijala vlažnim vazduhom kao agensom sušenja u sistemima sa recirkulacijom. Matematičko-numeričkim metodama i regresionom analizom definisan je fizičko-matematički model koji omogućava simulaciju promene vlažnosti materijala u bezdimenzionom obliku tokom procesa sušenja, a koji uzima u obzir uticaj termomehaničkih osobina vlažnog vazduha (temperature, relativne vlažnosti i brzine strujanja) na proces sušenja. U cilju verifikacije postavljenog modela, osmišljena je i izrađena laboratorijska instalacija za konvektivno sušenje prehrambenih materijala u tankom sloju, koja radi sa potpunom recirkulacijom vazduha. Odabrani materijali (jabuka, krompir i banana) su sušeni pod istim režimima, sa temperaturom sušenja u opsegu 35 - 55°C , relativnom vlažnošću u opsegu 10 ÷ 30% i brzinom strujanja vlažnog vazduha u opsegu 1-2 m/s. Jabuke su sušene u komadićima oblika kocke dimenzija 10 mm i 13 mm, krompir u listovima debljina 2 mm i 3 mm, a banana u kolutovima debljina 6 mm i 7 mm. Analiziran je uticaj termomehaničkih osobina vlažnog vazduha na kinetiku procesa sušenja, na osnovu dobijenih vrednosti efektivnog koeficijenta difuzije. Rezultati istraživanja su potvrdili da termomehaničke osobine vlažnog vazduha značajno utiču na proces sušenja, pri čemu se u slučajevima slabijeg uticaja na proces sušenja pojedine veličine mogu zanemariti. Analiziran je rad sistema sušenja koji je podržan radom toplotne pumpe, na osnovu izračunatih vrednosti osnovnih pokazatelja efikasnosti rada sistema. Ustanovljeno je da se pravilno utvrđenim parametrima rada instalacije može uticati na povećanje energetske efikasnosti sistema i smanjenje specifične potrošnje energije po količini izdvojene vlage. Verifikacija dobijenih rezultata izvršena je poređenjem rezultata sopstvenog modela sa rezultatima sprovedenog eksperimentalnog istraživanja, a potom i sa modelima i eksperimentalnim istraživanjima drugih autora.
Redovna batitermografska mjerenja obavljana su dva puta mjesečno u južnom Jadranu u periodu od listopada 2002. do lipnja 2003., kako bi se analizirale vremenske promjene termičkih svojstava vezanih ...za formiranje pridnene vode. U jesenjem razdoblju prostorna raspodjela temperature ukazuje na pojačanu ciklonalnu cirkulaciju i intenziviranje utjecaja vode iz Jonskog mora. U ožujku vertikalno miješanje dosiže do 600 m dubine, ali je utjecaj gubitka topline na površini mora ublažen dotokom toplije vode s juga. Usporedba termičkih prilika u vertikalno izmiješanom stupcu vode ukazuje na nastavak višegodišnjeg porasta temperature mora uočenog u posljednjem desetljeću.
Intenzivne konvektivne oluje često predstavljaju potencijalnu opasnost za ljudski život i materijalna dobra, dok je vrijeme i mjesto nastanka te intenzitet istih još uvijek teško predvidiv i ...predstavlja jedan od najvećih izazova u prognozi vremena. Izuzetnu važnost u prognozi konvekcije imaju satelitski podaci i podaci o munjama, a njihovo karakteristično ponašanje prije i tijekom grmljavinskih oluja može uvelike poboljšati prognozu neposrednog razvoja vremena (eng. nowcasting). U ovom radu korišteni su podaci s geostacionarnih satelita druge generacije Meteosat-9 i Meteosat-10 te podaci o munjama iz međunarodnog LINET (od eng. LIghnting NETwork) sustava. Uspoređene su četiri objektivne satelitske metode koje se temelje na kombinaciji satelitskih kanala u infracrvenom dijelu spektra i služe za detekciju premašujućeg vrha (OT, od eng. Overshooting Top) iznad nakovnja kumulonimbusa (Cb), koji je posljedica jake uzlazne struje unutar konvektivne ćelije. Utvrđeno je da najmanji broj pogrešnih detekcija ima nova jednostavna objektivna satelitska metoda, nazvana COMB (od eng. COMBination). Većina pogrešno detektiranih OT-ova koristeći spomenutu metodu nalazila se u području specifičnih termičkih oblika na vrhovima konvektivnih oblaka (hladnog prstena ili hladnog U/V) koji su također karakteristični za intenzivnu konvektivnu aktivnost. U blizini detektiranih OT-ova najčešće dolazi do olujnih udara vjetra koji su često praćeni intenzivnim pljuskom, dok je u značajnom broju slučajeva zabilježen i izražen pad temperature. Analizom grmljavinske aktivnosti nad promatranim područjem utvrđeno je da su grmljavinski najaktivnija pred-alpska područja, a u Hrvatskoj Istra u ljeto i južni Jadran tijekom jesenskih mjeseci. Neposredno prije ili za vrijeme OT-a te prije pojave tuče pri tlu opažen je nagli porast broja ukupnih električnih izboja, izmjerene su najviše amplitude struje i opažen porast srednje visine munja između i unutar oblaka.
Extended abstract in the dissertation (pp. ii-x)
U radu se prezentira jedan način modeliranja konvektivno združenih Kelvinovih
valova u ekvatorijalnoj nerotirajućoj atmosferi. Ono uključuje jednostavni linearni,
analitički model koristeći ...kvaziravnotežnu aproksimaciju u graničnom sloju i površinsku
izmjenu topline uzrokovanu vjetrom. Dinamika modela temelji se na pretpostavci da vertikalni profil grijanja ima oblik prvog baroklinog moda. Vertikalna brzina ima dvije sinusoidalne komponente različitih vertikalnih valnih duljina. Jedna odgovara dubokoj konvekciji i nametnutom profilu zagrijavanja, dok druga komponenta kraće
vertikalne valne duljine definira faznu brzinu konvektivno zdru`enog Kelvinovog vala. Rezultati modela su brzi Kelvinovi valovi koji sliče adijabatskim modovima s vertikalnom valnom duljinom dvostruko većom od dubine troposfere i konvektivno združenih Kelvinovih valova koji su prigušeni i propagiraju faznom brzinom od 18 m/s.
Površiinska izmjena topline uzrokovana vjetrom čini konvektivno združene Kelvinove valove nestabilnim samo za vrlo duge valove.
Vrijednost modela je u tome da pod jednostavnom pretpostavkom vertikalnog profila grijanja i kori{tenjem kvaziravnotežne aproksimacije graničnog sloja daje opaženu faznu brzinu konvektivno združenih Kelvinovih valova.
Sorte jabuka Gloster, Jonagold, Idared, Melrose i Mutsu s pro-izvodnog područja sjeverozapadne Hrvatske ubrane su u tehnološkoj zriobi i skladištene u rashladnom prostoru na prosječnoj temperaturi od ...2,0 oC i relativnoj vlazi zraka od 98% do užitne dospjelosti.
Plodovi jabuka namijenjeni za sušenje očišćeni su i rezani na kockice veličine 1x1x1 cm. Količina mesa u analiziranim sortama je 63,37-75,46 %, količina kožica je 9,11-12,85 %, količina sjemene lože je 10,82-20,34 % i količina neupotrebljivog dijela je 0,25-0,87 %.
Pripremljene kockice potapane su u šećerni sirup gustoće 64oBx kroz 24 sata. Sušenje kockica rađeno je u pet ponavljanja na labora-torijskoj sušari RETSCH TG 1, uz temperaturu zraka od 50 oC do 60 oC. Brzina zraka za sušenje iznosila je 2,0–3,5 m/s, a vrijeme sušenja trajalo je 140 minuta. Prosječna količina uzorka za sušenje je 250 grama. Količina vode u svježim kockicama je 85,11-86,89 % u kockicama nakon potapanja u šećerni sirup 63,96-72,03 % i u suhim kockicama 15,65-17,92 %. Prosječne krivulje brzine sušenja modelirane su polinomnom regresijom i dobivene su sljedeće jednadžbe:
Sorta Gloster y = 0,0028x2 – 0,7420x + 67,025 uz r = - 0,9988; R2 = 0,9978
gdje je: y – količina vode (%);x – vrijeme sušenja (min)
Sorta Jonagold y = 0,0044x2 – 0,9620x + 67,96 uz r = - 0,9864; R2 = 0,9731
Sorta Idared y = 0,0042x2 – 0,8850x + 60,501 uz r = - 0,9840; R2 = 0,9684
Sorta Melrose y = 0,0030x2 – 0,7864x + 69,707 uz r = - 0,9983; R2 = 0,9967
Sorta Mutsu y = 0,0031x2 – 0,7348x + 61,090 uz r = - 0,9855; R2 = 0,9714
Sorte Jonagold i Idared u postupku sušenja brže otpuštaju vodu. Indeks rehidracije suhih kockica istraživanih sorti je 2,29-2,68.
Senzoričko ocjenjivanje kakvoće osušenog proizvoda pokazalo je zadovoljavajuće ocjene za okus, miris i konzistenciju kockica kod svih sorata. Kockice sorte Gloster u senzoričkom ocjenjivanju boje nisu postigle zadovoljavajuće vrijednosti.
Redovna batitermografska mjerenja obavljana su dva puta mjesečno u južnom Jadranu u periodu od listopada 2002. do lipnja 2003., kako bi se analizirale vremenske promjene termičkih svojstava vezanih ...za formiranje pridnene vode. U jesenjem razdoblju prostorna raspodjela temperature ukazuje na pojačanu ciklonalnu cirkulaciju i intenziviranje utjecaja vode iz Jonskog mora. U ožujku vertikalno miješanje dosiže do 600 m dubine, ali je utjecaj gubitka topline na površini mora ublažen dotokom toplije vode s juga. Usporedba termičkih prilika u vertikalno izmiješanom stupcu vode ukazuje na nastavak višegodišnjeg porasta temperature mora uočenog u posljednjem desetljeću.
XBT measurements along two sections in the southern Adriatic carried out from the preconditioning through spreading phase of the deep convection in the season 2002/03 enabled us to describe in detail the process of dense water formation. In autumn, thermal conditions revealed a prominent doming structure and cyclonic circulation in the area that strengthened the inflow of Ionian waters. In March, the vertical convection reached 600 m depth but the air-sea heat and buoyancy losses were mitigated by the horizontal advection of buoyancy. Comparison with previously collected data reveals that the temperature of the mixed water patch shows a continuous interannual increasing trend noticed in the last decade.
Tuča je jedna od ekstremnih meteoroloških pojava koja često uzrokuje značajne materijalne štete. Šteti je podložno gotovo sve, a kako raste veličina zrna tuče, tako je razmjer štete sve veći. ...Izraženije epizode tuče mogu proizvesti štete veće od milijardu dolara, a prema podatcima za Hrvatsku, u razdoblju od 1981. do 2012. godine, oluje i tuča uzrokovale su približno 21 % ukupno zabilježenih šteta nastalih prirodnim nepogodama. Kako bi se na taj problem odgovorilo, proteklih nekoliko desetljeća u Europi, ali i svijetu, raste broj istraživanja usmjerenih na bolje razumijevanje tuče i njenih svojstava pa je tako i cilj ovog istraživanja pridonijeti boljem poznavanju tuče na području Hrvatske. Korištenjem opaženih podataka o tuči sa 186 postaja Državnog hidrometeorološkog zavoda diljem Hrvatske te promatranjem razdoblja od preko 50 godina, provedena je sveobuhvatna klimatološka analiza svojstava tuče. Zatim se uparivanjem dobivenih podataka o tuči i reanalize ERA5 dobila veza sinoptičkih i mezoskalnih uvjeta, a daljnjom obradom regionalnih klimatskih modela iz inicijative EUROCORDEX i projekcija pojavnosti tuče u 21. stoljeću. Također, na osnovu mjerenja munja razvijen je algoritam za izračun indeksa intenziteta munja koji ističe područja s izraženom aktivnošću oborine, pojavom tuče te udarima vjetra. Glavni rezultati ovog istraživanja su sljedeci:
1: Prepoznata su tri različita tipa postaja u smislu godišnje dinamike tuče. Unutar Hrvatske razlikuje se „ljetni“ tip postaja koje tuču uglavnom bilježe tijekom toplog dijela godine, suprotni tj. „zimski“ tip postaje te „prijelazni“ tip koji bilježi podjednaku aktivnost tuče tijekom cijele godine. Odvojenim promatranjem navedenih tipova postaja ustanovljeno je da se i dnevni hodovi tuče značajno razlikuju, pri čemu je najinteresantniji „zimski“ tip koji maksimum aktivnosti tuče bilježi u 8 h ujutro.
2: Glavno obilježje tuče je velika prostorna i vremenska varijabilnost na svim promatranim skalama, što potvrđuju i različiti trendovi za različite tipove postaja te različite sezone.
3: U budućoj se klimi očekuje pad aktivnosti tuče za oko 8 %.
4: Indeks intenziteta munja pokazao se vrlo uspješan u prostornoj i vremenskoj identifikaciji intenzivne oborine i tuče. Zbog svoje prirode indeks homogeno popunjava prostor na rezoluciji 3 km × 3 km te nudi visoku vremensku rezoluciju (2 min). Stoga ga je moguće koristiti za identifikaciju kratkoživućih, lokalnih grmljavinskih oluja koje su praćene potencijalno opasnim vremenskim događajima.
In order to show the course of mean and extreme thermohaline values in the Adriatic, the data from five microlocations were analyzed. The criteria for selection were the positions of particular sea ...areas, and the factors which influence the variations of sea water temperature , salinity and density. Maritime, hydrologic, and continental climatic influences were taken into consideration. The purpose of this paper is to support tehnological approach to the protection of the material in the sea transport.
Radi predstavljanja tijeka kretanja srednjih i ekstremnih termohalinskih vrijednosti u Jadranu obrađeni su podaci za pet mikropodručja. Mjerila u izboru bili su položaji pojedinih akvatorija, te čimbenici koji utječu na kretanje vrijednosti temperature, slanosti i gustoće morske vode. Vodilo se računa o maritimnim, hidrološkim i kontinentskoklimatskim utjecajima. Svrha rada je prilog tehnološkom pristupu zaštite materijala u pomorstvu.
