Technical Sciences

Adaptacyjny system kontroli mikroklimatu w pomieszczeniu mieszkalnym

2025-01-18T22:01:23+00:00

In recent years, smart home automation has become increasingly accessible, largely due to the availability of affordable and easy-to-implement electronic systems for control and measurement. While ready-made systems are widely available, self-designed solutions offer significant advantages, including tailored adaptation to user needs, low cost, ease of modification and expansion, and the ability for self-maintenance. This article presents a custom system designed for microclimate control in living spaces. The hardware components and control algorithms are thoroughly described, providing a foundation and inspiration for similar installations. Additionally, the article includes sample results demonstrating the system’s effectiveness in adapting the microclimate to the user’s comfort and preferences.

REAKCJA SKÓRNO GALWANICZNA PODCZAS BADANIA PROGU BÓLU

2025-06-12T22:19:02+00:00

Badanie to ma na celu sprawdzenie korelacji między opornością skóry u pacjenta podczas badania progu bólu. Czy użyte czujniki mogą być używane jednocześnie w celu zwiększenia prawdopodobieństwa uzyskania dokładnej wartości progu bólu. Autor tego artykułu jest jedynym badanym w tych eksperymentach. Wybrano jeden obszar testowy do zadawania bólu, jest to nerw pośrodkowy znany ze swojej wrażliwości na ból. Reakcja na ból została zebrana za pomocą czujnika GSR. Dane zostały zebrane i przeanalizowane, koncentrując się na związku między tym czujnikiem a momentem, w którym badany mówi, że odczuwa ból. Po przeanalizowaniu wyników można sformułować kilka wniosków. Występuje zauważalny spadek oporu skóry, gdy pacjent mówi, że odczuwa ból. Zwykle występują wahania podczas całej procedury testowej, ale tylko wtedy, gdy odczuwany jest ból, opór skóry spada. Analiza odczytów z tego czujnika podczas badania progu bólu może zwiększyć prawdopodobieństwo dokładnego pomiaru. Wszystkie reakcje badanego były zgodne z odczytami z tego czujnika. Oznacza to, że jeśli zbierze się wystarczającą ilość danych od różnych pacjentów, analizę bólu można przeprowadzić nawet wtedy, gdy warunki testowe nie są optymalne.

An experimental and numerical investigation of particles fluid dynamic flow and energy transfer in a heat exchanger. Part 1. An experimental and numerical granular material flowability study

2025-06-12T22:19:04+00:00

Flowability is of great importance to a lot of processes especially granular material handling and heat transfer. In the industry achieving the highest heating efficiency of granular material heat exchanger is the most important factor. Heating/cooling area size is one of the critical factors in heat transfer processes and is highly dependent on flowability. The complexity of optimizing flowability can only be solved in two ways, either through experiment or computational modelling. However, the simulation technique is more time efficient and cost effective compared to the experimental analysis technique. Nonetheless, the CFD methodology requires prior validation of the model with the experiment. This study comprises of the experimental and numerical analysis of granular material flowability, and it aims at establishing a balanced flow of spherical silicon particles in a heat exchanger and developing a validated model that can be used for design optimisation. A Discrete Element Method (DEM) is employed in Simcenter STAR CCM+ to analyse the flow behaviour and is validated qualitatively and quantitatively from the experimental data. The results from both the simulation and the experiment exhibit a similar trend, indicating consistency between the two approaches. In both cases, the particle velocities are not uniform within the heat exchanger, as variations are observed across different regions, from 2 mm/s to 9 mm/s. Specifically, particles near the heat exchanger walls experience lower velocities due to higher frictional resistance, while those in the central flow stream, especially close to the outlet, move at relatively higher speeds. Quantitatively, the percentage difference between the simulation and experimental results is 9.53% for particle velocity and 5.61% for mass flow rate, which falls within an acceptable range for computational modelling of granular flow. This level of accuracy indicates that the simulation effectively captures the key flow dynamics within the heat exchanger, making it a reliable tool for further analysis. The study shows convincingly that the model was validated successfully, however investigated heat exchanger is highly inefficient but using the validated model can be optimized.

The study comprises two parts. The first one presents the experimental and numerical particles flow analysis of the fluid (granular material), while the second one focuses on the experimental and numerical energy transfer (heating/cooling) analysis.

WYKORZYSTANIE ODPADÓW W PRODUKCJI KONSTRUKCJI BETONOWYCH

2025-06-12T22:19:01+00:00

W artykule opisano możliwości gospodarowania i neutralizacji odpadów przemysłowych i komunalnych w procesach produkcji, recyklingu i formowania betonu. Możliwości te odnoszą się do unieruchomienia zanieczyszczeń poprzez tworzenie trwałych systemów przy użyciu spoiw hydraulicznych. Jest to możliwe poprzez przekształcanie związków rozpuszczalnych w formy nierozpuszczalne poprzez wytrącanie soli, tlenków i metali toksycznych w słabo rozpuszczalne wodorotlenki, siarczki lub fosforany. Przedstawiono klasyfikację betonów według ich potencjalnych obszarów zastosowań konstrukcyjnych. Wytrzymałość tego materiału została zdefiniowana na podstawie przyjętych norm, a potencjalne zagrożenia dla środowiska związane z jego produkcją zostały zidentyfikowane. Omówiono również procesy wypłukiwania metali ciężkich do środowiska. Sam beton może wykazywać różne poziomy radioaktywności. Jednak odpowiednia modyfikacja betonu pozwala na skuteczne ograniczenie niebezpiecznych odpadów radioaktywnych.

Dzięki zastosowaniu drobnoziarnistych, nieorganicznych dodatków, takich jak pył krzemionkowy, popiół lotny, mielony granulowany żużel wielkopiecowy lub metakaolinit, możliwe jest polepszenie niektórych właściwości betonu, a nawet uzyskanie specjalnych właściwości. Zdefiniowano możliwe rodzaje odpadów komunalnych i przedstawiono potencjalne metody wykorzystania odpadów przemysłowych i komunalnych w produkcji betonu. Przeanalizowano udział substancji poddanych recyklingowi wykorzystywanych podczas formowania betonu. Odpady rolnicze stanowią odrębną kategorię odpadów o znacznym potencjale wykorzystania w betonie i zaprawach cementowych.

Using deep learning algorithms and a flatbed scanner to assess rice quality

2025-06-12T22:18:59+00:00

W artykule przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem technik głębokiego uczenia w automatycznej ocenie jakości ziaren ryżu. Opracowano metodologię pomiarów i program komputerowy, który wykorzystuje model głębokiego uczenia się do identyfikacji pojedynczych ziaren na obrazie i wykrywania zanieczyszczeń w celu dalszej analizy cech geometrycznych. Implementacja programu została przeprowadzona w języku Python z wykorzystaniem bibliotek OpenCV 4, Numpy oraz Ultralytics YOLO. W badaniu wykorzystano skaner płaski, umożliwiający identyfikację około 3 000 obiektów w jednym pomiarze na raz.

PROPOZYCJA TEORETYCZNA SYSTEMU STEROWANIA I AKWIZYCJI DANYCH DLA STANOWISKA BADAWCZEGO DO TESTOWANIA POJEDYNCZEGO OGNIWA PALIWOWEGO PEM NA WODÓR

2025-06-03T06:54:22+00:00

Rozwój technologii wodorowych ogniw paliwowych wymaga opracowania efektywnych i ekonomicznych metod diagnostycznych dla pojedynczych ogniw. Z uwagi na wysokie koszty komercyjnych systemów testowych kluczowe jest poszukiwanie alternatywnych rozwiązań, opartych na szeroko dostępnych komponentach elektronicznych. Celem niniejszej pracy jest analiza możliwości zaprojektowania modułowej platformy badawczej przeznaczonej do testowania pojedynczych ogniw paliwowych PEM. Proponowany system powinien umożliwiać pomiar parametrów elektrycznych, takich jak napięcie i natężenie prądu, oraz warunków środowiskowych, a także zapewniać kontrolę przepływu wodoru i powietrza.

Opracowana platforma badawcza została podzielona na trzy moduły funkcjonalne: moduł pomiarowo-regulacyjny, moduł sterowania i akwizycji danych oraz układ zasilania wodorem. Integracja tych komponentów pozwala na kompleksową kontrolę warunków testowych oraz monitoring w czasie rzeczywistym procesów zachodzących wewnątrz ogniwa paliwowego. Zastosowanie mikrokontrolerów ESP32 umożliwia zarówno akwizycję danych, jak i ich zdalną analizę, zwiększając funkcjonalność oraz elastyczność systemu.

W pracy poruszono także kluczowe wyzwania związane z pomiarem napięć w stosach ogniw paliwowych, w tym konieczność izolacji galwanicznej oraz optymalizację architektury systemu pod kątem przyszłej rozbudowy. Opracowany system może stanowić podstawę dalszych badań nad optymalizacją wydajności i diagnostyką ogniw paliwowych w warunkach laboratoryjnych.

Determination of the mass fraction of granular mixture components by means of computer image analysis

2025-06-12T22:18:58+00:00

Celem pracy było określenie zależności statystycznej pomiędzy gęstością, objętością i masą a wybranymi wielkościami geometrycznymi ziaren ryżu. Zbudowanie efektywnych modeli statystycznych pozwoli na oszacowanie udziału masowego poszczególnych frakcji w mieszaninie na podstawie obrazu 2D. Szybka, tania i skuteczna ocena jakości ziarna ryżu jest kluczowa dla firm zajmujących się obrotem zbożem. W pracy wykorzystano piknometr gazowy do pomiaru objętości ziarna, natomiast do określenia cech geometrycznych wykorzystano skaner płaski i specjalistyczne oprogramowanie. Wyznaczono ponad 70 parametrów geometrycznych, z których wyodrębniono dla ziarna pełnego - Rb, W5, Nv, LminE, ziarna łamanego - Lsz, LminE, Maver, Uw. Współczynniki korelacji wahały się od 0,895 do 0,995 przy poziomie istotności p<. 0,007

Comparison of the tensile strength of FDM printed specimens with different infill densities made of PA12 and PA12+CF15

2025-08-25T09:54:05+00:00

The research presented in this article represents a further stage in studies on the strength of components printed using 3D printing technology, specifically FDM (Fused Deposition Modelling). The article presents the results of tensile strength tests on samples printed from PA12 and PA12+CF15 materials, while previous studies by the author focused on PLA material.

Basic material data provided by manufacturers and distributors of materials used in the FDM method, such as tensile strength and Young’s modulus, refer to the most favourable model orientation during printing. However, in additive technologies, particularly FDM, the constructed object shows significant layering differences (in the Z direction). The direction of material deposition (in the XY plane) is also crucial. Additionally, the strength is influenced by the degree and type of infill within the model and the temperature during printing. For these reasons, it is essential to understand the relationship between technological parameters and the resulting strength for specific materials. This study aimed to determine the tensile strength of samples printed with varying infill percentages.

In the context of the new material, PA12+CF15, it is essential to understand how the addition of carbon fibers affects the mechanical properties of prints compared to traditional materials, such as PA12 and PLA. Carbon fibers can significantly increase the strength and stiffness of the composite, potentially leading to applications in producing parts with high strength requirements. Therefore, studying the strength of materials concerning various printing parameters is crucial for developing the potential of FDM technology and its industrial applications.

PA12+CF15 is composed of polyamide 12 (PA12), a thermoplastic material with good chemical resistance, abrasion resistance, and flexibility. The addition of 15% carbon fibers (CF15) reinforces the composite structure, leading to increased stiffness, mechanical strength, and deformation resistance. The study shows that this addition enhances PA12’s strength by approximately 13%, also facilitating printing by reducing shrinkage.

Management and forecasting of road accidents in Poland and Montenegro using neural networks

2025-08-25T09:54:04+00:00

Despite a general decline in recent years, road traffic accidents remain a significant public safety concern in both Poland and Montenegro. Although accident rates were affected by the COVID-19 pandemic, the persistent frequency of such incidents underscores the urgent need for further preventive measures to enhance road safety.

The aim of this study is to forecast the number of road traffic accidents in Poland and Montenegro for the period 2024-2030. To achieve this, historical data on annual accident counts were obtained from Monstat (Montenegro) and the Polish Police. These datasets were then analyzed using selected neural network models to generate projections for the specified timeframe.

The results suggest a potential stabilization in the number of traffic accidents in the near future. This forecast is influenced by several factors, including the steady increase in car ownership and ongoing investments in road infrastructure, such as the construction of new motorways and local roads. It should be noted, however, that the inherent uncertainty in data sampling – used for training, testing, and validating the models – places natural limitations on the precision of the forecasts.

Selected aspects of research on advanced states deformation of thin-wall aircraft composite structures

2025-09-17T11:33:00+00:00

The paper concerns the most significant and characteristic stages of manufacturing and testing the properties of aircraft thin-wall composite structures. Structures of this kind, due to the high requirements in terms of safety, durability and economy of aircraft operation, force the emergence of a number of often mutually contradictory design assumptions. The basic problem is to ensure the necessary strength and stiffness of the structure at the lowest possible weight. In a typical thin-wall structure, due to the small thickness of the skin, it is the covering that buckles, while the frame elements do not lose stability. Therefore, when testing thin-wall structures, it is extremely important to properly prepare the model so that the loss of stability is only local. The choice of stiffness of individual elements and the adopted technological process, which directly determines the properties of the system, are of fundamental importance.

The text presents an exemplary solution of this problem, concerning the concept of research model with the given technological process. The model underwent the loading condition, which corresponds to the real conditions occurring during the flight. In the next stage, the characteristic properties of the composite thin-wall structure, which is a representative part of the aircraft, were recorded. The obtained results make it possible to determine the influence of the adopted solution on the character of the skin deformation and provide a basis for modifications and comparative analyses.

Forecasting the number of road accidents in Poland using trend models

2025-09-17T11:35:45+00:00

Every year a very large number of people die on the roads. From year to year the value decreases, but it is still a very large number. The purpose of this article is to forecast the number of road accidents in Poland. The study was divided into two parts. The first was the analysis of annual data from police statistics on the number of road accidents in Poland in 2000-2021, and on this basis the forecast of the number of road accidents for 2022-2031 was determined. The second part of the study, dealt with monthly data from 2000-2021. Again, the analyzed forecast for the period January 2022 – December 2023 was determined.