Inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka

1. Źródła i poziomy radioizotopów w osadach dennych jezior górskich pobranych z terenów chronionych

Promotor: dr hab. Katarzyna Szarłowicz

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Osady denne to integralna część ekosystemów wodnych. Dzięki swoim bardzo dobrym właściwościom sorpcyjnym gromadzą toksyny w tym radionuklidy, które znajdują się w bezpośrednim otoczeniu zbiornika wodnego jak również te będące efektem tzw. oddziaływań dalekiego zasięgu. W związku z tym stanowią zarówno „magazyn toksyn” jak
i archiwum przeszłości. Głównym celem rozprawy doktorskiej będzie ocena nagromadzenia i skażenia radionuklidami osadów dennych pobranych z jezior górskich oraz ich wykorzystanie do interpretowania zmian środowiskowych
w ekosystemach wodnych. Poszczególne etapy badawcze będą obejmować: pobieranie profili głębokościowych próbek osadów dennych, przygotowywanie ich do pomiarów alfa i gamma spektrometrycznych, analizę radiochemiczną w przypadku alfa radionuklidów, pomiary radiometryczne, opracowanie wyników z zastosowaniem metod statystycznych i ich interpretacja w aspekcie zmian środowiskowych jakie miały miejsce na przestrzeni 200 lat. Istotnym elementem badań będzie optymalizacja metodyki oznaczania plutonu w próbkach osadów dennych. Badania zostaną wykonane w oparciu o alfa i gamma spektrometrię. Planuje się wykonać pomiary radionuklidów pochodzących z szeregów promieniotwórczych oraz pochodzenia antropogenicznego jak np.
238Pu, 239+240Pu, 137Cs i 241Am.

Zaplecze badawcze: Badania w pracy doktorskiej będą realizowane
z wykorzystaniem wysokiej klasy aparatury radiometrycznej jak i podstawowego sprzętu laboratoryjnego. Doświadczenia będą wykonywane w Laboratorium Analiz Chemicznych i Promieniotwórczości w Środowisku na Wydziale Energetyki i Paliw oraz Laboratorium Radiochemii usytuowanym w Centrum Energetyki, AGH. W skład najważniejszego wyposażenia laboratoriów wchodzą: dwa spektrometry promieniowania gamma HPGe typu Broad Energy (zakres energetyczny od 5 do 3000 keV, kryształ germanu o powierzchni 3800 mm2, z oknem wykonanym z kompozytu węglowego; spektrometr promieniowania gamma z detektorem koaksjalnym typu P (HPGe), o wydajności 20% (1,33MeV); dwa spektrometry promieniowania alfa, model 7401 z detektorem PIPS o pow. 450 mm2 i FWHM < 18 keV (5,4 MeV); zestaw
z detektorem Geigera-Mullera model Inter GP35; radiometry skażeń promieniotwórczych; spektrometr scyntylacyjny promieniowania gamma z detektorem NaI; dwustanowiskowy zestaw do depozycji, elektrodepozycji i współstrącania alfa izotopów, 8-stanowiskowy mineralizator mikrofalowy Anton Paar. Wymieniona aparatura i wiele innych podstawowych sprzętów laboratoryjnych zapewni efektywne wykonanie analiz osadów dennych. Część badań może być wykonana w ramach grantu z Narodowego Centrum Nauki.

Liczba miejsc: 1

 

2. Komputerowe modelowanie urządzeń zielonej infrastruktury i rozwiązań opartych na przyrodzie (NBS) w zrównoważonej gospodarce wodnej

Promotor: dr hab. inż. Tomasz Bergier

Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Streszczenie: Urządzenia zielonej infrastruktury oraz rozwiązania oparte na przyrodzie (NBS) stają się istotnym elementem systemów zrównoważonej gospodarki wodami deszczowymi. Ich cechy użytkowe i konstrukcyjne są szczególnie istotne w sytuacjach zmian klimatu, w szczególności związanych ze zmianami wzorców opadowych i wyzwaniach z tymi związanymi (m.in. podtopienia, susza miejska, powodzie błyskawiczne). Dużą przeszkodą w projektowaniu i planowaniu tych urządzeń są ograniczenia i uproszczenia w narzędziach modelowania ich funkcjonowania i efektywności. Zadaniem badawczym realizowanym w ramach wnioskowanego tematu będzie rozwój i dopracowanie metod komputerowego modelowania i wspomagania projektowania tego typu urządzeń. W tym również rozwój istniejących narzędzi (zwłaszcza SWMM, Bentley CivilStorm). Doktorant realizujący ten temat będzie zatrudniony na część etatu w ramach międzynarodowego projektu naukowego „Wykorzystanie internetowej platformy wiedzy o oczyszczalniach hydrofitowych CWKP dla zrównoważonego rozwoju”, realizowanego w Jednostce, w ramach programu ERANet-LAC 3rd Multi-Thematic Joint Call 2017/2018.

Zaplecze badawcze: Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska posiada odpowiednie zaplecze do realizacji badań w ramach projektów naukowych, w szczególności przewidzianych w ramach opisywanego. Jednostka jest przygotowana w tym zakresie, zarówno pod kątem kadrowym i merytorycznym, jak i wyposażenia laboratoryjnego i technicznego. Laboratoria badawcze Jednostki pozwalają na oznaczenie szerokiego spektrum parametrów jakości wody. Poza metodami oznaczania podstawowych parametrów fizyko-chemicznych, na wyposażeniu jest chromatograf gazowy pozwalający na detekcję organicznych mikrozanieczyszczeń w środowisku wodnym oraz spektrometr absorpcji atomowej do oznaczania metali ciężkich. Zaplecze badawcze pozwala również na oznaczenie mikrobiologicznych zanieczyszczeń wody, w tym bakterii wskaźnikowych Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa i enterokoki kałowe. Poza tym, kadra Jednostki ma wieloletnie doświadczenie we wspomaganiu komputerowym gospodarki wodnej, w szczególności w projektowaniu urządzeń zielonej infrastruktury oraz obliczania i symulowania zasadniczych parametrów ich funkcjonowania w tym zakresie (m.in. efektywność usuwania zanieczyszczeń, pojemność retencyjna i detencyjna, poprawa parametrów hydrologicznych).

Liczba miejsc: 1

 

3. Waloryzacja biomasy i odpadów w kierunku otrzymania wysokokalorycznych paliw

Promotor: dr hab. Aneta Magdziarz, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Wojciech Jerzak

Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej

Streszczenie: Celem przedstawionego zdania badawczego będzie analiza procesów termicznej konwersji różnego rodzaju biomasy (szczególnie pochodzenia rolniczego) oraz odpadów aby otrzymać produkty
o wyższym potencjale energetycznym. Podjęcie tego tematu jest zgodne z Polityką Energetyczną Polski do 2040 roku oraz ze Strategią Bezpieczeństwa Energetycznego i Środowiska, w których promowane są wysokosprawne instalacje do przetwarzania biomasy oraz wzrost jej lokalnego wykorzystania. Planowane są badania eksperymentalne w skali laboratoryjnej oraz w skali półtechnicznej we współpracy z przemysłem. Główne cele tego projektu to: i) opracowanie innowacyjnego systemu produkcji biowęgla na małą i średnią skalę, zdolnego do wykorzystania szerokiej gamy surowców, a jednocześnie umożliwiającego dokładną kontrolę jakości biowęgla; ii) opracowanie niskoemisyjnego i wysokowydajnego palnika gazowego, specjalnie dostosowanego do charakterystyki gazów pirolitycznych (szczególny nacisk zostanie położony na konwersję smół, całkowite spalanie gazu, niski poziom NOx i prawie zerową emisję pyłu); iii) ocena zastosowań właściwości biowęgla; iv) analiza techniczno-ekonomiczna i ocena cyklu życia (LCA). Projekt posiada korzyści społeczne i środowiskowe, ponieważ pozwala zwiększyć konkurencyjność produkcji energii z biomasy oraz wspiera gospodarkę o obiegu zamkniętym.

Należy podkreślić, że przedstawione zadanie badawcze wpisuje się w Priorytetowe Obszary Badawcze AGH tj. „Technologie zrównoważonej energii i inżynierii środowiska” oraz „Nowe technologie dla gospodarki o obiegu zamkniętym”.

Kierownik KTCiOŚ dr hab. inż. Beata Hadała wyraża zgodę na realizację zadania badawczego
w Katedrze.

Zaplecze badawcze: W celu realizacji ww. projektu planowane jest zbudowanie stanowiska laboratoryjnego oraz wykorzystanie aparatury badawczo-pomiarowej dostępnej w WIMiIP m.in.:

  • Analizator CHNS Leco, kalorymetr AC500 Leco, piece muflowe, chromatograf gazowy,

  • Dyfraktometr rentgenowski (XRD),

  • Elektronowy mikroskop skaningowy (SEM-EDS),

  • Laboratorium chemiczne.

Ponadto planowane jest wykorzystanie aparatury badawczej w:

  • Wydziale IMiC – spektrometr fluorescencji rentgenowskiej (XRF), porozymetr, mikroskop wysokotemperaturowy,

Centrum Energetyki – termograwimetr z chromatografem gazowym i spektrometrem masowym (TGA-GC-MS), pyrolizer z GC-MS.

Aktualnie dr hab. Aneta Magdziarz kieruje i uczestniczy w realizacji projektów, w których wykonanie będzie również zaangażowany Doktorant:

  • 2019-2022, projekt EU, H2020-MSCA-RISE-2018-2022, Marie Skłodowska-Curie Actions, “BIOMASS-CCU Biomass gasification with negative carbon emission through innovative CO2 capture and utilization and integration with energy storage” No 823745,
  • 2019-2021, projekt międzynarodowy, ERA_NET Water “Sustainable technology for the staged recovery of an agricultural water from high moisture fermentation products – RECOWATDIG”
  • 2019-2020, NAWA, Program wymiany osobowej studentów i naukowców w ramach współpracy bilateralnej (Niemcy, TU Bergakademie Freiberg),

Ponadto Aneta Magdziarz złożyła wnioski projektowe w następujących konkursach, które znajdują się w recenzjach:

  • 13th Joint Call for Research and Development Proposals of the ERA-NET Bioenergy, projekt międzynarodowy,
  • NAWA, Program wymiany osobowej studentów i naukowców w ramach współpracy bilateralnej (Niemcy).

Aneta Magdziarz współpracuje z następującymi zagranicznymi ośrodkami naukowymi: KTH Royal Insitut of Technology, Szwecja; Queen University of Belfast, UK, Xi’an Jiaotong University, Chiny; NTNU Norwegian Technical University, Norwegia, York University, Kanada; BE2020, Austria.

Liczba miejsc: 1

 

4. Badania porównawcze technologii elektrolizy wody i metanizacji wodoru w odniesieniu do wymagań procesu magazynowania energii (Power to Gas).

Promotor: dr hab inż. Mariusz Łaciak, prof. AGH.

Wydział Wiertnictwa Nafty i Gazu

Streszczenie: CPower to Gas (PtG, P2G) jest technologią umożliwiającą przetworzenie energii elektrycznej w inne formy energii celem jej długoterminowego magazynowania. Wykorzystywana w technologii PtG konwersja energii elektrycznej na energię chemiczną zachodzi w procesie elektrolizy wody, zaś wytworzenie metanu następuje w procesie metanizacji. Proponowane zagadnienie badawcze dotyczyć będzie porównania poszczególnych typów rozwiązań procesu elektrolizy i metanizacji wodoru w aspekcie możliwości magazynowania energii. Analizie poddane zostaną procesy elektrolizy alkalicznej (AEL), membranowej (PEM) i stałotlenkowej (SOEC) oraz procesy metanizacji katalitycznej i biologicznej. Celem tych analiz będzie zbadanie możliwości poprawy wydajności procesów elektrolizy i metanizacji, co umożliwi zoptymalizowanie procesu magazynowania energii w postaci zbadania możliwości technologicznych zwiększenia ilości pozyskiwanego metanu oraz zwiększenia dopuszczalnej zawartości wodoru w poszczególnych elementach systemu gazowniczego.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Gazowniczej dysponuje szerokim zapleczem laboratoryjnym oraz doświadczeniem w prowadzeniu prac badawczych z zakresu technologii gazowych. Zdobyte doświadczenie pochodzi zarówno z realizacji grantów badawczych oraz prac realizowanych na zlecenie spółek sektora gazowego.

Liczba miejsc: 1

 

5. Wpływ litologii skał i mechanizmu ich niszczenia na morfologię powstających powierzchni rozdzielczych i szczelin pozniszczeniowych

Promotor: dr hab. Marek Rembiś

Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska

Streszczenie: Morfologia powierzchni przełamów rozdzielczych, określana w terminologii geotechnicznej jako chropowatość, jest jednym z istotnych składników klasyfikacji masywów skalnych. Parametr ten ma w górotworze znaczny wpływ na przemieszczenia poprzeczne do kierunku ścinania, ponadto decyduje o oporach poślizgu na powierzchniach nieciągłości, a w wielu typach skał także o zachowaniu ich pozniszczeniowej wytrzymałości rezydualnej. W ostatnich latach, wraz z opracowaniem nowych technik pomiarowych, obserwowany jest intensywny wzrost zainteresowania problematyką dotyczącą badań morfologii powierzchni spękań, zarówno w zakresie określania charakterystycznych jej parametrów, jak też ich związku z właściwościami skał. Celem przedstawianego zagadnienia badawczego jest określenie zależności między morfologią powierzchni rozdzielczych i szczelin pozniszczeniowych a rodzajem mechanizmu niszczącego, doprowadzającego do ich powstania oraz cechami petrograficznymi niszczonej skały, takimi jak struktura, tekstura, skład mineralny i stopień przeobrażenia składników. Zadaniem doktoranta będzie wykonanie eksperymentów, prowadzących do uzyskania zorientowanych przestrzennie płaszczyzn wymuszonego zniszczenia, podczas rozciągania, ścinania i ściskania w sztywnej maszynie wytrzymałościowej wielkoformatowych próbek zróżnicowanych litologicznie skał. W dalszej kolejności wykonane zostaną obserwacje petrograficzne oraz badania mikrotwardości, a następnie pomiary morfologii (chropowatości) uzyskanych powierzchni rozdzielczych i szczelin pozniszczeniowych przy użyciu profilomierza laserowego. Cechy petrograficzne skał zostaną powiązane statystycznie z parametrami geometrycznymi powierzchni rozdzielczych. Z uwagi na znaczną złożoność morfologii płaszczyzn rozdziału, do charakterystyki chropowatości przewidziane jest także zastosowanie analizy fraktalnej, z określeniem wymiaru fraktalnego jako wskaźnika izotropowości powierzchni przełamu.

Zaplecze badawcze: Materiał badawczy zostanie pozyskany przez doktoranta w naturalnych odsłonięciach geologicznych oraz kopalniach odkrywkowych, w trakcie realizacji projektów badawczych prowadzonych w Katedrze. Aparatura badawcza i sprzęt laboratoryjny (między innymi sztywna maszyna wytrzymałościowa sterowana komputerowo, mikrotwrdościomierz z wgłębnikami Knoopa i Vickersa, mikroskop petrograficzny z systemem analizy obrazu) niezbędne do realizacji omawianego projektu badawczego znajdują się na wyposażeniu Katedry Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej. Dodatkowo, w bieżącym roku planowany jest zakup laserowego profilomierza. Opcjonalnie przewidziane jest skorzystanie z aparatury (np. skaningowego mikroskopu elektronowego) znajdującej się na wyposażeniu Laboratorium Wydziałowego.

Liczba miejsc: 1

 

6. Zastosowanie metod modelowania do badania perspektyw transformacji energetycznej kraju

Promotor: prof. dr hab. inż. Wojciech Suwała

Promotor pomocniczy: dr inż. Artur Wyrwa

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy opracowania modelu systemu paliwowo-energetycznego obejmującego całą gospodarkę kraju w podziale na poszczególne sektory, którego wynikiem będzie kompletny bilans energetyczny państwa. Zmiany zachodzące na rynku paliw i energii w związku z wprowadzaniem polityk środowiskowych/klimatycznych/efektywnościowych i dotyczą całej gospodarki. Potrzebne jest więc opracowanie modelu obejmującego wszystkie sektory gospodarki, ujęte w system uwzględniający wzajemne relacje pomiędzy stronami, oraz szczególne cechy techniczno-ekonomiczne indywidualnych sektorów. Model ma umożliwiać prowadzenie analiz (scenariuszowych) śledzących wpływ polityk, takich jak: a) zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii w strukturze wytwarzania energii; b) redukcja emisji CO2 z gospodarki; c) zwiększanie efektywności energetycznej; d) zwiększenie elastyczności systemów wytwarzania i przesyłu energii (elektrycznej, ciepła), na transformację energetyczną kraju.

Zaplecze badawcze: Wydział dysponuje odpowiednim oprogramowaniem oraz jednostkami obliczeniowymi do modelowania systemów paliwowo-energetycznych. Przewiduje si e wnioski i granty dla doktorantów oraz udział w projektach dla gospodarki.

Liczba miejsc: 1

 

7. Rewitalizacja terenów zdegradowanych – aspekty środowiskowe, przestrzenne, techniczne, prawne, społeczne i finansowe.

Promotor: dr hab. inż. Anna Ostręga, prof. AGH

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Tereny zdegradowane mogą być zagrożeniem i szansą. Rewitalizacja jest procesem mającym zredukować zagrożenia i wykorzystać potencjał dla rozwoju społeczno-gospodarczego. Metody redukcji zanieczyszczeń gleby, ziemi, wody i powietrza wymagają ciągłego ulepszania, którego celem jest większa efektywność, przyjazność dla środowiska i obniżenie kosztów. Tereny poprzemysłowe, w tym pogórnicze posiadają także potencjał w postaci np. historycznej infrastruktury, zbiorników poeksploatacyjnych, zwałowisk nadkładu czy składowisk odpadów. Ich wykorzystanie dla rozwoju społeczno-gospodarczego jest procesem wieloaspektowym (przestrzennym, technicznym, prawnym, społecznym i finansowym) dlatego wymaga zaangażowania wielu interesariuszy. Wymaga także opracowywania optymalnych scenariuszy, nie tylko dla rewitalizacji, ale także utrzymania produktów tego procesu.

Zaplecze badawcze: Wydział Górnictwa i Geoinżynierii dysponuje następującym zapleczem:

  • Laboratoria umożliwiające prowadzenie badań w zakresie różnych aspektów rewitalizacji terenów zdegradowanych np. Laboratorium Badania Gleb i Skał, Laboratorium Hydrologii i Hydrauliki Geoinżynierskiej, Laboratorium Badań Geotechnicznych, Laboratorium Robót Strzałowych i Ochrony Środowiska.

  • Realizowane projekty badawcze dla otoczenia społeczno-gospodarczego np. „Pojezierze Tarnowskie” – innowacyjny projekt spójnej rewitalizacji kompleksu żwirowni dla funkcji rekreacyjno-turystycznych i przyrodniczych (od 2013 i nadal).

  • Realizowane międzynarodowe projekty badawcze: MIREU – Górnicze i Metalurgiczne Regiony Unii Europejskiej (2017–2020, Horyzont 2020); ReviRis – Rewitalizacja terenów pogórniczych: Problemy i Potencjał w Krajach Europy RIS (2020–2021, EIT KIC).

Liczba miejsc: 1

 

8. Wpływ użytkowania krytej pływalni na odparowanie wody z niecki basenowej w świetle badań eksperymentalnych

Promotor: dr hab. inż. Dariusz Obracaj

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Dotychczasowe sposoby prognozowania masowego natężenia odparowywanej wody w obiektach krytych pływali wykorzystują wyniki badań jakościowych i ilościowych opartych o modele lub obiekty rzeczywiste. Odparowanie wody zależne jest nie tylko od parametrów fizycznych wody i powietrza, ale również od stopnia wzburzenia tafli wody związanej z liczbą i aktywnością użytkowników niecki basenowej, jak również od innych źródeł poza niecką basenową. Z punktu widzenia praktyki inżynierskiej prognozowanie odparowania wody ma znaczenie w projektowaniu niskoenergetycznych systemów klimatyzacyjnych takich budynków. Badania eksperymentalne oraz modelowe koncentrować się będą na sprecyzowaniu konkretnych czynników wpływających na wymianę masy i ciepła pomiędzy wodą i powietrzem. Pozwoli to na weryfikację zarówno dotychczasowych modeli odparowania, jak i określenie zdolności asymilacyjnej zysków pary wodnej przez powietrze wentylacyjne krytej pływalni.

 

Zaplecze badawcze: Badania eksperymentalne prowadzone będą na stanowisku badawczym WGiG. Stanowisko umożliwia badanie wymiany masy i energii pomiędzy wodą i powietrzem w osłonie adiabatycznej z uwzględnieniem wewnętrznego i zewnętrznego źródła ciepła. Wyniki badań eksperymentalnych posłużą do weryfikacji badań modelowych.

Liczba miejsc: 1

 

9. Wykorzystanie metod obliczeniowej mechaniki płynów do optymalizacji współpracy instalacji zraszających z instalacjami wentylacyjnymi

Promotor: dr hab. inż. Dariusz Obracaj

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Instalacje zraszające często współpracują z instalacjami wentylacyjnymi. Zraszanie jako sposób redukcji stężenia pyłu wokół źródeł emisji stosuje się przy pozyskiwaniu, przetwórstwie lub wykorzystywaniu surowców w procesach technologicznych. Równocześnie ze zraszaniem stosuje się techniki wentylacji oraz odpylania. Zagadnienia kształtowania się pól prędkości w pobliżu układów zraszania nie są wystarczająco rozpoznane do tej pory. W praktyce instalacje te projektowane są odrębnie i nie uwzględniają wzajemnego odziaływania. Badania koncentrować się będą nad wykorzystaniem metod obliczeniowej mechaniki płynów do obliczeń wpływu parametrów instalacji zraszających na przemieszczanie się cząstek stałych, kropel cieczy i gazów w przestrzeniach wentylowanych. Pozwoli to na opracowanie zasad doboru poszczególnych elementów analizowanych instalacji, zwiększając skuteczność ich działania przy jednoczesnym obniżeniu zużycia energii.

Zaplecze badawcze: Badania prowadzone będą przy wykorzystaniu zasobów obliczeniowych ACK CYFRONET AGH. W tym celu uruchomiono grant w ramach ogólnopolskiej infrastruktury informatycznej PLGrid. Walidacja modeli numerycznych przeprowadzona będzie w oparciu o badania eksperymentalne dzięki współpracy WGiG z przedsiębiorstwami przemysłowymi.

Liczba miejsc:

 

10. Analiza przepływu powietrza w tunelu w świetle badań symulacyjnych i eksperymentalnych

Promotor: dr hab. inż. Marek Borowski

Promotor pomocniczy: dr inż. Piotr Życzkowski

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie:Metody obliczeniowej mechaniki płynów CFD (Computational Fluid Dynamics) stosowane są w wielu dziedzinach techniki. Zaletą metod CFD jest możliwość analizowania przepływów dwu i trójwymiarowych, dla których brak jest analitycznych rozwiązań. Podstawowym ograniczeniem modelowania komputerowego jest konieczność uwiarygodnienia stosowanych modeli turbulencji, zazwyczaj na drodze eksperymentalnej. Wynika to z faktu, że żaden z opracowanych modeli turbulencji nie jest uniwersalny, zawiera szereg założeń upraszczających i dla konkretnego zagadnienia powinien być zweryfikowany eksperymentalnie.

W ramach badań będą prowadzone pomiary eksperymentalne oraz analizy numeryczne przepływu powietrza w warunkach rzeczywistych oraz na laboratoryjnych modelach w tunelu lub podziemnego garażu, które są przewietrzane dedykowanym systemem wentylacji.

W warunkach rzeczywistych przepływ w tych obiektach jest trójwymiarowy i ma charakter turbulentny. W przypadku rozpatrywania przepływu turbulentnego model matematyczny opisujący ruch płynu składa się zwykle z równań wynikających z zasady zachowania pędu i masy (równań Naviera-Stokesa i ciągłości) oraz dodatkowych równań stanowiących modele turbulencji. Zasadnym i wciąż aktualnym zadaniem jest weryfikacja istniejących modeli turbulencji pod kątem konkretnych zastosowań. Weryfikacja rezultatów symulacji numerycznych w warunkach tunelu lub podziemnego garażu jest bardzo trudna i zwykle możliwa jedynie dla globalnych parametrów. Dlatego alternatywą są pomiary eksperymentalne wykonywane na modelach laboratoryjnych przy wykorzystaniu narzędzia pomiaru trójwymiarowych pól prędkości, jakim jest cyfrowa anemometria obrazowa PIV (Particle Image Velocimetry).

Zaplecze badawcze: W zakresie urządzeń i instalacji wentylacyjnych, klimatyzacyjnych, grzewczych oraz chłodniczych (HVAC) są wykonywane badania m.in: charakterystyk i parametrów przepływowych maszyn i urządzeń wentylacyjnych, inwazyjne (termoanemometry) i nieinwazyjnych (metoda SPIV) pól prędkości oraz zjawisk przepływowych elementów i urządzeń wentylacyjnych, modelowania CFD zjawisk przepływowych, wyznaczania poziomu mocy akustycznej elementów, urządzeń wentylacyjnych oraz maszyn przepływowych, bezstykowe pomiary drgań wibrometrem laserowym maszyn przepływowych oraz pomiarów mikroklimatu w pomieszczeniach.

Na wyposażeniu znajduje się laboratorium Termoanemometryczne do pomiarów parametrów powietrza w pomieszczeniu oraz Anemometrii Obrazowej wyposażone jest w kompletne stanowisko firmy Lavision pozwalające na bezinwazyjnie badanie zjawisk związanych z przepływem płynu za pomocą którego można wyznaczać dwu i trójwymiarowe wektorowe pola prędkości, rozkład temperatur w badanym ośrodku czy zjawiska związane z wentylacją pomieszczeń

Na wyposażeniu znajduje się laboratorium badania przepływów pozwalające wykonywać pomiary charakterystyk przepływowych elementów instalacji wentylacyjnych oraz stanowisko badania strug powietrza nawiewanych do pomieszczenia i wywianych z pomieszczenia metodami inwazyjnymi. Laboratorium to posiada ruchomy sufit oraz ściany pozwalające modelować pomieszczenia o różnych wymiarach.

Poza tym na wyposażeniu zaplecza badawczego znajduje się pprogramy komputerowe doboru i obliczeń urządzeń wentylacyjnych i klimatyzacyjnych wraz możliwością symulowania ich pracy oraz przepływów powietrza w pomszczeniach za pomocą CFD.

Liczba miejsc: 1

 

11. Poprawa efektywności i minimalizacji ryzyka podziemnych technologii górniczych

Promotor: dr hab. inż. Waldemar Korzeniowski

Promotor pomocniczy: dr inż. Krzysztof Skrzypkowski

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Program badawczy będzie oparty na analizie istniejących realnie systemów eksploatacji złoża rud metali w kontekście zmniejszenia strat, zubożenia i w konsekwencji możliwości zwiększenia pozyskiwania różnych metali. Badane będą zależności pomiędzy wybranymi parametrami systemów, które umożliwią zmianę konfiguracji infrastruktury podziemnej, zaproponowania sposobu kontroli zachowania się górotworu i wyrobisk podziemnych oraz wzmacnianiu wytypowanych obszarów wyrobisk, pod kątem zwiększenia wydajności, przy minimalizowaniu skutków środowiskowych, społecznych i z uwzględnieniem wysokiego poziomu bezpieczeństwa pracy.

Zaplecze badawcze: Prace badawcze będą oparte o pomiary in situ prowadzone w kopalniach za pomocą nowoczesnej aparatury pomiarowej, jak również analizie dostępnych danych w ramach realizowanych technologii w wybranych miejscach kopalń. Dodatkowo w przypadku minimalizowania skutków eksploatacji oraz wzmacniania wyrobisk wykorzystane będą laboratoria wytrzymałościowe umożliwiające badania materiałów wypełniających pustki oraz laboratorium techniki pomiarowych obudów górniczych.

Liczba miejsc: 1

 

12. Badania możliwości aplikacyjnych produktów hydrotermicznego uwęglania biomasy, w tym osadów ściekowych, w skali półtechnicznej pod kątem zastosowań energetycznych

Promotor: dr hab. inż. Małgorzata Wilk

Katedra Techniki Cieplnej i Ochrony Środowiska, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej

Streszczenie: Zagadnienie badawcze będzie realizowane we współpracy z przemysłem poprzez badanie procesu hydrotermicznego uwęglania biomasy, w tym osadów ściekowych, na reaktorze półtechnicznym o pojemności całkowitej 200 dm3, który jest w posiadaniu przez firmę EKOPROD Sp. z o.o. W/w zagadnienie będzie kontynuacją realizowanej aktualnie umowy dot. określenia najkorzystniejszego zestawu dodatków do osadów ściekowych i/lub do produktów hydrotermicznego kondycjonowania osadów ściekowych celem poprawy ich odwadnialności. Określenie odpowiedniego obszaru badawczego oraz wpływu wybranych parametrów procesu (min pH, temperatura i czas przebywania) na reaktorze laboratoryjnym o pojemności 1000 dm3, który jest już udostępniony przez EKOPROD Sp. z o.o. AGH i znajduje się w KTCiOŚ, pozwoli na przewidywanie wyników badań w skali półtechnicznej i przygotowania wytycznych do zaprojektowania technologii w skali technicznej. Główny cel badań dotyczy badania własności fizycznych, chemicznych, a przede wszystkim termicznych i sorpcyjnych biomasy, w tym osadów ściekowych, w celu poszukiwania zastosowań energetycznych dla produktów stałych i ciekłych tego procesu. Wytyczne w zakresie założeń projektowych będą obejmować następujące elementy: schemat ideowy technologii, ogólny bilans masowy i cieplny, wskazanie miejsc zainstalowania aparatury kontrolno pomiarowej oraz miejsc i sposobu poboru próbek do badań, dobór materiałów konstrukcyjnych, ochrona korozyjna i inne zagadnienia eksploatacyjne. W/w zagadnienie wpisuje się w Priorytetowe Obszary Badawcze AGH tj. „Technologie zrównoważonej energii i inżynierii środowiska”.

Zaplecze badawcze: W celu realizacji badań w ramach proponowanego projektu planuje się skorzystać z udostępnionego reaktora laboratoryjnego o pojemności 1000 dm3 przez EKOPROD Sp. z o.o. AGH, który znajduje się w KTCiOŚ. Dodatkowo, reaktor skali półtechnicznej jest już wykonany i po próbie ciśnieniowej, a jego użyczenie do badań jest na etapie formalnym. W celu badań własności fizykochemicznych materiałów wyjściowych i produktów reakcji planuje się wykorzystać aparatury badawczo-pomiarowej dostępną w WIMiIP:

  • Analizator CHNS Leco, kalorymetr AC500 Leco, piece muflowe, chromatograf gazowy,

  • Dyfraktometr rentgenowski (XRD),

  • Elektronowy mikroskop skaningowy (SEM-EDS),

  • Laboratorium chemiczne.

Ponadto planowane jest wykorzystanie aparatury badawczej w:

  • Wydziale IMiC – spektrometr fluorescencji rentgenowskiej (XRF), porozymetr rtęciowy, analizator sorpcji fizycznej, analizator powierzchni właściwej BET i struktury porowatej ciał stałych metodą niskotemperaturowej sorpcji azotu

  • Centrum Energetyki – termograwimetr z chromatografem gazowym i spektrometrem masowym (TGA-GC-MS), pyrolizer z GC-MS.

Ostatnie osiągnięcie naukowe Małgorzaty Wilk (Wilk M., Magdziarz A., Hydrothermal carbonization, torrefaction and slow pyrolysis of Miscanthus giganteus, Energy 140 (2017) 1292-1304 oraz Wilk M., Magdziarz A., Jayaraman K., Szymańska-Chargot M., Gökalp I. Hydrothermal carbonization characteristics of sewage sludge and lignocellulosic biomass. A comparative study. Biomass and Bioenergy 120 (2019) 166–175) dotyczące proponowanej tematyki badawczej wynikają ze współpracy z firmą produkcyjnej i projektową, która zaowocowała m.in. przekazaniem jej w użytkowanie reaktora laboratoryjnego (V=1 dm3) do badań hydrotermicznego uwęglania; uzyskaniem 5 patentów i 1 zgłoszenia patentowego, ze wskazaniem Pani Małgorzaty Wilk jako wiodącego twórcę tych wynalazków; uzyskaniem przez AGH zlecenia na wykonania badań laboratoryjnych dla osiągnięcia odwadnialności osadów ściekowych na poziomie ok. 60% s.m.; zaawansowaniem rozmów nad zleceniem dla AGH kontynuowania tych badań w skali półtechnicznej z zastosowaniem zbudowanego reaktora (V=200 dm3), dla którego Małgorzata Wilk sformułowała założenia projektowe. Stwarza to realne możliwości wykorzystania wyników i metodyki badań w pozytywnej realizacji zaproponowanego zagadnienia badawczego. Dodatkowo, uzyskane doświadczenie w tej technologii pozwoliło na pozytywne wnioskowanie o grant Miniatura

Liczba miejsc:

 

 

13. Wykorzystanie urządzeń mikro-przepływowych (nano-przepływowych) oraz metod spektroskopowych do badań właściwości chemicznych i fizycznych płynów złożowych

Promotor: prof. dr hab. inż. Stanisław Nagy

Promotor pomocniczy: dr Karol Maria Dąbrowski

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Zastosowanie urządzeń mikro-przepływowych (tzw. technologia microfluidic /nanofluidic) włącznie z technologia „reservoir on chip” umożliwia analizę termodynamicznych i kinematycznych własności płynu złożowego, w tym określenie krzywej nasycenia (pęcherzyków/ rosy), lepkości faz, gęstości, minimalnego ciśnienia mieszania, krzywych równowagi fazowej oraz składu chemicznego poszczególnych faz ( w połączeniu z spektroskopią).

Celem pracy jest budowa mikro-laboratorium wielofazowego termodynamicznego oraz opracowanie metodyki badań wykorzystujących dostęp do ograniczonych objętości próbek węglowodorowych pobranych ze złoża lub z systemu separatorów.

Zaletą i zasadniczą przewagą tej metody nad pozostałymi, dotychczas stosowanymi, jest powtarzalność i odtwarzalność, wyeliminowanie wpływu człowieka na niepewność pomiaru, mała ilość płynu potrzebnego do analizy oraz przede wszystkim możliwość stosowania w warunkach termodynamicznych panujących w złożu.

Doktorant w swojej pracy zajmie się analizą możliwości konstrukcji i wykorzystania laboratorium typu ‘reservoir on chip”/’microfluidic” do badania układów wielofazowych ( w tym wyznaczaniu wykładnika gaz-ropa (GOR)) także z wykorzystaniem analizy spektroskopii Ramana w połączeniu zbudowanym mikro-laboratorium.

Wyniki badań zostaną zweryfikowane przez kontrolne badania w konwencjonalnym laboratorium badawczym wielofazowym („Core Lab”/”Sandler”), które znajduje w posiadaniu Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH. Badania będą dotyczyły przepływów zarówno w warunkach powierzchniowych jak i złożowych.

Zaplecze badawcze: Wydział dysponuje zapleczem do badań parametrów termodynamicznych płynów złożowych („Core Lab”/”Sandler”). Jest także stanowisko do pomiarów przy użyciu spektrometru Ramana. Dodatkowo wyposażenie warsztatów umożliwia wykonanie poszczególnych elementów planowanej aparatury. Wydział ściśle współpracuje z Uniwersytetem w Delft (TU Delft), który zapewni odpowiednie urządzenia mikro-przepływowe. Zatem, możliwe jest wykonanie wspomnianych badań w ramach jednostki organizacyjnej jaką jest Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu.

Liczba miejsc: 1

 

14. Wpływ niejednorodności własności zbiornikowych wielohoryzontowego złoża niekonwencjonalnego w zbitych piaskowcach ("tight") udostępnianych systemem stymulowanych odwiertów pionowych i poziomych na proces jego eksploatacji

Promotor: prof. dr hab. inż. Stanisław Nagy

Promotor pomocniczy: dr inż. Łukasz Klimkowski

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: W pracy doktorskiej zostanie zaprojektowany i przetestowany inteligentny system wspomagania procesu identyfikacji parametrów złożowych i eksploatacji wielohoryzontowych złóż gazu ziemnego w niskoprzepuszczalnych wielohoryzontowych systemach fliszowych. Wykonany zostanie model własności złoża wielohoryzontowego opisujący zmienność i niejednorodność własności zbiornikowych i filtracyjnych.

Zaprojektowany system pozwoli na pełną integrację danych geologiczno-geochemiczno-geofizyczno-złożowych obejmujących między innymi informacje sejsmiczne, dane z pomiarów geofizyki wiertniczej, analiz laboratoryjnych rdzeni wiertniczych i płynów złożowych, wyników opróbowań i testów produkcyjnych oraz danych produkcyjnych z regularnej eksploatacji. Dla wybranego złoża mioceńskiego zostanie przeprowadzona analiza i optymalizacja sposobu rozwiercania i udostępnienia do regularnej eksploatacji.

Zostanie wykonana wielowariantowa optymalizacja eksploatacji poszczególnych horyzontów złożowych i sposobu udostępnienia włącznie z jedno i wielostopniowa stymulacją odwiertów w celu uzyskania maksymalnego sczerpania w założonym okresie czasu pracy złoża. Wykorzystane zostaną m.in. algorytmu wspomagające proces optymalizacyjne wykorzystujące metody sztucznej inteligencji.

Inteligentny model optymalizacyjny zostanie porównany z aktualnymi dostępnymi danymi eksploatacyjnymi. Wykonana zostanie weryfikacja wszystkich parametrów
i przyjętych założeń do rzeczywistych danych produkcyjnych uzyskanych podczas regularnej eksploatacji złoża.

Wynikiem pracy będzie nowy model rozwiercania i stymulacji złoża w celu optymalizacji procesu wydobycia gazu w ciągu 10 i dwudziestu lat eksploatacji wielohoryzontowego złoża gazu.

Zaplecze badawcze: Akademia Górniczo-Hutnicza posiada odpowiedzenie zaplecze badawcze do realizacji badań w zakresie geologii naftowej, geofizyki, geochemii, petrofizyki, wiertnictwa, inżynierii naftowej i gazowniczej, inżynierii chemicznej, inżynierii gazowniczej, inżynierii materiałowej, inżynierii i ochrony środowiska, energetyki, informatyki i wielu innych. Wydział WNIG np. Posiada unikatową aparaturę w zakresie badan własności PVT, przepuszczalności absolutnej (także ultra niskiej przepuszczalności), badan geomechanicznych, badań poryzomterycznych. Laboratoria numeryczne AGH zawierają dostęp do najnowszego oprogramowania najważniejszych światowych liderów w zakresie inżynierii złożowej i geologii naftowej, a także wsparcia oprogramowania do tworzenia systemów sztucznej inteligencji w przemyśle naftowym i gazowniczym.

Liczba miejsc: 1

 

15. Ocena energochłonności produktów wysokociśnieniowego rozdrabniania

Promotor: dr hab. inż. Daniel Saramak, prof. AGH

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii, Katedra Inżynierii Środowiska

Streszczenie: Zagadnienie dotyczy badań produktów rozdrabniania w wysokociśnieniowej prasie walcowej pod kątem redukcji ich wskaźników energochłonności rozdrabniania (mielenia) w kolejnych stadiach przeróbki mechanicznej. Badania dotyczą wybranych typów surowców mineralnych, zarówno rud jak i kruszyw mineralnych. Jednym z celów badań jest wyznaczenie zależności funkcyjnej pomiędzy parametrami operacyjnymi prasy walcowej a wartością wskaźnika energochłonności Bonda produktów HPGR. Oprócz parametrów operacyjnych prasy walcowej będą brane pod uwagę wybrane charakterystyki materiału, w celu zbudowania odpowiedniego modelu regresyjnego.

Zaplecze badawcze: Katedra posiada laboratoryjną wysokociśnieniową prasę walcową, na której zostaną wykonane badania rozdrabniania. Jest to jedyne w kraju urządzenie laboratoryjne, posiada ono pełen zakres sterowania podstawowych parametrów operacyjnych. Analizy energochłonności Bonda zostaną wykonane w odpowiednim młynku kulowym, który również znajduje się na wyposażeniu katedry. Badania i analizy pomocnicze zostaną wykonane w laboratorium rozdrabniania przypisanym do Katedry Inżynierii Środowiska.

Liczba miejsc: 2

 

16. Analiza zbioru wraz z analizą cyklu życia LCA wytwarzania paliw alternatywnych z odpadów oraz ich spalania w cementowni

Promotor: dr hab. inż. Katarzyna Grzesik

Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Streszczenie: Analiza cyklu życia LCA jest techniką zarzadzania środowiskowego, za pomocą której w kompleksowy i holistyczny identyfikuje się i ocenia potencjalne wpływy i aspekty środowiskowe w całym cyklu życia produktu, tj. poczynając od wydobycia zasobów naturalnych, ich przetwarzania, produkcji wyrobu, dystrybucji, użytkowania, aż do zagospodarowania odpadów po zużytym wyrobie. Innymi słowy metodyka ta identyfikuje i kwantyfikuje oddziaływania produktu na środowisko „od kołyski po grób”, lub „od kołyski do kołyski”, jeżeli odpady znajdują użyteczne zastosowanie. Metodyka analizy cyklu życia jest również stosowana do oceny aspektów środowiskowych procesów technologicznych, a także systemów gospodarki odpadami. Celem proponowanych badań będzie prześledzenie w sposób kompleksowy całej drogi odpadów komunalnych począwszy od ich zbiórki, przetwarzania wraz produkcją paliwa alternatywnego, dystrybucją wytworzonego paliwa, aż po wykorzystanie paliwa alternatywnego w procesie technologicznym produkcji klinkieru w cementowniach. Prowadzono badania LCA dotyczące wytwarzania paliwa alternatywnego i badania LCA produkcji klinkieru, natomiast nowością w niniejszych badaniach będzie ujęcie
w sposób kompleksowy całego łańcucha wartości odpadów, począwszy od ich zbiórki, aż do wbudowania substancji z odpadów w klinkier, emisje do powierza i końcowe odpady. Ponadto, nie prowadzono badań LCA dla procesu produkcji klinkieru, w którym aż 90% paliwa pochodzi z odpadów.

Zaplecze badawcze: Wydział dysponuje aparaturą naukową w postaci 4 stanowisk badawczych wyposażonych w specjalistyczne i dedykowane oprogramowanie do modelowania analizy cyklu życia SimaPro oraz dostęp do profesjonalnej bazy danych Ecoinvent.

Promotor prowadził badania w zakresie studiów LCA dla produkcji paliwa alternatywnego z odpadów komunalnych.

Liczba miejsc: 1

 

17. Wielkoskalowe pożary odpadów i ich wpływ na środowisko

Promotor: dr hab. inż. Katarzyna Grzesik

Promotor pomocniczy: dr inż. Mateusz Reszutek

Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Streszczenie: W Polsce w ostatnich latach na wielką skalę wystąpiły pożary odpadów na składowiskach, magazynach oraz w instalacjach przetwarzania odpadów, a także w obiektach o nieuregulowanym statusie. GUS podaje, że w roku 2015 wystąpiło 126 pożarów, w 2016 – 117, w roku 2017 – 132 pożary. Dane za rok 2018 nie są jeszcze dostępne, szacuje się że w pierwszej połowie 2018 roku wystąpiło ok. 120 pożarów odpadów. W 2019 roku, pomimo istotnej zmiany przepisów prawnych w zakresie ochrony przeciw-pożarowej w instalacjach odpadów nadal dochodzi do pożarów. Tak liczne i wielkie pożary składowisk i innych obiektów gospodarki odpadami są bezprecedensowe na skalę światową i do tej pory nie prowadzono badań nad wpływem takich zdarzeń na środowisko. Spalanie ogromnych ilości odpadów w niekontrolowanych warunkach powoduje uwalnianie się do powietrza, gleb i wód toksycznych substancji na wielką skalę. Rozmiary zanieczyszczenia środowiska oraz pogorszenia jego jakości z powodu pożarów nie są znane, ponieważ do tej pory nie prowadzono kompleksowych badań w zakresie wpływu pożarów składowisk odpadów na środowisko. Celem badań jest dokonanie szczegółowej inwentaryzacji pożarów odpadów wraz z m.in. określeniem ilości i rodzaju spalonych odpadów, opracowanie metodyki selekcji i wytypowanie kilku reprezentatywnych pogorzelisk do szczegółowych badań i analiz, opracowanie wskaźników oddziaływania środowiskowego pożarów odpadów oraz metodyki szacowania wpływu wielkoskalowych pożarów na jakość środowiska, a także oszacowanie wpływu na środowisko pożarów odpadów w skali regionalnej i transgranicznej.

Zaplecze badawcze: Wydział dysponuje zapleczem naukowym w postaci laboratoriów: badań odpadów, analiz wód i ścieków oraz laboratorium analiz glebowych.

Liczba miejsc:

 

18. Analiza cyklu życia (LCA) innowacyjnego produktu lub procesu technologicznego

Promotor: dr hab. inż. Katarzyna Grzesik

Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Streszczenie: Analiza cyklu życia LCA jest techniką zarzadzania środowiskowego, za pomocą której w kompleksowy i holistyczny identyfikuje się i ocenia potencjalne wpływy i aspekty środowiskowe w całym cyklu życia produktu, tj. poczynając od wydobycia zasobów naturalnych, ich przetwarzania, produkcji wyrobu, dystrybucji, użytkowania, aż do zagospodarowania odpadów po zużytym wyrobie. Innymi słowy metodyka ta identyfikuje i kwantyfikuje oddziaływania produktu na środowisko „od kołyski po grób”, lub „od kołyski do kołyski”, jeżeli odpady znajdują użyteczne zastosowanie. Metodyka analizy cyklu życia jest również stosowana do oceny aspektów środowiskowych procesów technologicznych. Celem proponowanych badań będzie wykonanie analizy cyklu życia LCA innowacyjnego produktu (prototypu) lub innowacyjnego procesu technologicznego, opracowywanego w ramach badań naukowych i innowacji prowadzonych w jednostkach AGH. Obecnie niemożliwe jest wprowadzenie na rynek nowego produktu, jeżeli nie są znane skutki środowiskowego całego cyklu życia produktu. Również w projektach naukowych i innowacyjnych, w ramach programu Horyzont 2020, innowacyjne wyroby i rozwiązania technologiczne muszą być kompleksowo ocenione pod kątem oddziaływania na środowisko w całym cyklu ich życia. Badania będą prowadzone w ścisłej w współpracy z innymi jednostkami AGH.

Zaplecze badawcze: Wydział dysponuje aparaturą naukową w postaci 4 stanowisk badawczych wyposażonych w specjalistyczne i dedykowane oprogramowanie do modelowania analizy cyklu życia SimaPro oraz dostęp do profesjonalnej bazy danych Ecoinvent.

Promotor prowadził badania w zakresie studiów LCA dla innowacyjnych procesów odzysku metali ziem rzadkich z odpadów wydobywczych.

Liczba miejsc: 1

 

19. Błękitno-zielona sieć jako narzędzie zrównoważonej gospodarki wodami deszczowymi miasta Krakowa.

Promotor: dr hab. inż. Tomasz Bergier

Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Streszczenie: Błękitno-Zielona Sieć jest zintegrowaną i interdyscyplinarną koncepcją zagospodarowania przestrzeni miejskiej. Ma ona za zadanie podtrzymywać ciągłość procesów ekologicznych i hydrologicznych zachodzących na wskazanym obszarze, wpływając tym samym na szerokie wykorzystanie usług ekosystemów. Pierwszym etapem pracy będzie identyfikacja błękitno-zielonej sieci (BZS) na terenie Gminy Miejskiej Kraków wraz z jej elementami składowymi, w szczególności systemem rzek (obecnym i historycznym) wraz z ich dolinami, akwenów i oczek wodnych, a także związanych z nimi obszarów zieleni. Na podstawie badań terenowych i istniejących dokumentów planistycznych zostanie zdefiniowana krakowska BZS: jej zasięg obecny oraz docelowy – kluczowy dla skutecznego dostarczania usług ekosystemów w całej przestrzeni miasta. Zasadniczym celem naukowym pracy będzie stworzenie modelu rozwiązań inżynierskich (zwłaszcza zielonej infrastruktury), które pozwolą na domknięcie nieciągłości w istniejącej BZS na terenie miasta Krakowa, a także zwiększenia skuteczności dostarczania przez nią usług ekosystemów (przede wszystkim retencja wód deszczowych, a również poprawa mikroklimatu, zmniejszenie efektu wyspy ciepła itp. wyzwań gospodarki komunalnej). Wybranych zostanie kilka lokalizacji, charakterystycznych dla krakowskiej BZS, w których zostaną stworzone projekty prototypowych „błękitno-zielonych” rozwiązań. Kolejnym celem badawczym, będzie zidentyfikowanie i opisanie korzyści dostarczanych przez te prototypowe systemy i przeniesienie ich na obszar całej BZS i miasta. Realizacja opisanych powyżej zadań badawczych pozwoli na weryfikację tezy naukowej, że rozwiązania zielonej infrastruktury są istotnym i skutecznym elementem miejskiej gospodarki wodami deszczowej. Wdrożenie opracowanej koncepcji przez Zarząd Zieleni Miejskiej w Krakowie (ZZM) da podstawę dla nowej organizacji przestrzeni miejskiej uwzględniającej zrównoważoną gospodarkę wodną i inne wyzwania współczesnej gospodarki komunalnej.

Zaplecze badawcze: Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska posiada odpowiednie zaplecze do realizacji badań w ramach projektów naukowych, w szczególności przewidzianych w ramach opisywanego doktoratu wdrożeniowego. Jednostka jest przygotowana w tym zakresie, zarówno pod kątem kadrowym i merytorycznym, jak i wyposażenia laboratoryjnego i technicznego. Laboratoria badawcze Jednostki pozwalają na oznaczenie szerokiego spektrum parametrów jakości wody. Poza metodami oznaczania podstawowych parametrów fizyko-chemicznych, na wyposażeniu jest chromatograf gazowy pozwalający na detekcję organicznych mikrozanieczyszczeń w środowisku wodnym oraz spektrometr absorpcji atomowej do oznaczania metali ciężkich. Zaplecze badawcze pozwala również na oznaczenie mikrobiologicznych zanieczyszczeń wody, w tym bakterii wskaźnikowych Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa i enterokoki kałowe. Poza tym, kadra Jednostki ma wieloletnie doświadczenie we współpracy z Urzędem Miasta Krakowa, szczególnie istotna dla realizacji zadania badawczego jest działalność promotora pracy, który zasiada w Radzie Wodno-Ściekowej przy Prezydencie Miasta, pełni role eksperckie i doradcze, w tym również na rzecz Zarządu Zieleni Miejskiej w Krakowie.

Liczba miejsc: 1

20. Badania nad wielopoziomowym modelem sieci wentylacyjnej dla zwalczania zagrożeń aerologicznych w kopalni Polkowice-Sieroszowice KGHM Polska Miedź S.A..

Promotor: dr hab. inż. Dariusz Obracaj

Promotor pomocniczy: dr inż. Krzysztof Soroko

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Zagadnienie dotyczy tematyki związanej z podziemną eksploatacją złóż rud miedzi, a w szczególności wykorzystania systemowych rozwiązań wentylacyjnych dla zwalczania nasilających się zagrożeń aerologicznych. Kopalnie KGHM Polska Miedź prowadzą eksploatację na coraz większych głębokościach. W niedalekiej przyszłości może się okazać, że stosowanie tradycyjnych technologii i dzisiejszych rozwiązań technicznych będzie niewystarczające dla prowadzenia bezpiecznej eksploatacji. Powodem takiego stanu rzeczy jest prognoza znaczącego wzrostu zagrożenia klimatycznego i gazogeodynamicznego. Przewietrzanie wielopoziomowe (dwupoziomowe) kopalni mogłoby być rozwiązaniem poprawiającym bezpieczeństwo pracy, wymaga jednak przeprowadzenia szczegółowej analizy i opracowania zasad przekształcenia kopalni jednopoziomowej w dwupoziomową kopalnię. Zastosowanie przewietrzania wielopoziomowego i pionowych połączeń wentylacyjnych wewnątrz oddziałów wydobywczych, może okazać się sposobem na minimalizację niekorzystnego wpływu zagrożeń aerologicznych i szansą na dalsze prowadzenie eksploatacji, w sytuacji gdyby inne rozwiązania techniczne i technologiczne zawiodły. W tym celu należy opracować rozwiązania wentylacyjne, uwzględniając lokalizację, model strukturalno-organizacyjny oraz infrastrukturę techniczną kopalni pod kątem mitygacji zagrożeń aerologicznych. Przewidywanym efektem pracy (celem) będą rekomendacje konkretnych rozwiązań posiadających potencjał wdrożeniowy, nie tylko w skali jednej kopalni, ale dedykowane dla górnictwa rud miedzi

Zaplecze badawcze: Zagadnienie badawcze (z wstępnym określeniem tematu) otrzymało pozytywną rekomendację Komitetu Sterującego i zakwalifikowane zostało do kolejnego etapu rekrutacji Interdyscyplinarnego Programu Doktoratów Wdrożeniowych dla pracowników KGHM Polska Miedź S.A. Tym samym zapewniona jest realizacja badań w oddziałach KGHM Polska Miedź S.A.

Liczba miejsc: 1

21. Badania dystrybucji powietrza w pomieszczeniach z zastosowaniem eksperymentu i symulacji.

Promotor: dr hab. inż. Marek Borowski

Promotor pomocniczy: dr inż. Michał Karch

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Jednym z istotniejszych zadań systemów wentylacji jest rozdział powietrza w pomieszczaniu oraz zwalczanie szkodliwej emisji zanieczyszczeń. Rozdział powietrza w pomieszczeniach zależy od dwóch czynników do których można zaliczyć warunki kinetycznego oddziaływania strumieni powietrza w pomieszczeniu, uwzględniających strumienie wentylacyjne nawiewane oraz zakłócenia (np. strumienie konwekcyjne), oraz warunków geometrycznych czyli wielkości i kształtu pomieszczenia, rozmieszczenia otworów nawiewnych i wywiewnych oraz rozmieszczenia źródeł zakłóceń. Stąd w wentylacji pomieszczeń szczególnie interesujące są zagadnienia związane z rozdziałem powietrza w pomieszczeniu. Nawiewniki oraz strugę nawiewną można scharakteryzować za pomocą szeregu parametrów, która w proponowanym zagadnieniu będą poddane badaniom symulacyjnym oraz eksperymentalnym. W tego typu badaniach określa się zasięg strugi nawiewanej L definiowany jest jako odległość od miejsca wylotu powietrza z nawiewnika do miejsca, w którym prędkość powietrza w osi strugi osiąga wartość równą tzw. prędkości zamierania VL. Dla danego nawiewnika określa się tzw. odległość graniczną L 0,2.

Zaplecze badawcze: W zakresie urządzeń i instalacji wentylacyjnych, klimatyzacyjnych, grzewczych oraz chłodniczych (HVAC) są wykonywane badania m.in: charakterystyk i parametrów przepływowych maszyn i urządzeń wentylacyjnych, inwazyjne (termoanemometry) i nieinwazyjnych (metoda SPIV) pól prędkości oraz zjawisk przepływowych elementów i urządzeń wentylacyjnych, modelowania CFD zjawisk przepływowych, wyznaczania poziomu mocy akustycznej elementów, urządzeń wentylacyjnych oraz maszyn przepływowych, bezstykowe pomiary drgań wibrometrem laserowym maszyn przepływowych oraz pomiarów mikroklimatu w pomieszczeniach. Na wyposażeniu znajduje się laboratorium Termoanemometryczne do pomiarów parametrów powietrza w pomieszczeniu oraz Anemometrii Obrazowej wyposażone jest w kompletne stanowisko firmy Lavision pozwalające na bezinwazyjnie badanie zjawisk związanych z przepływem płynu za pomocą którego można wyznaczać dwu i trójwymiarowe wektorowe pola prędkości, rozkład temperatur w badanym ośrodku czy zjawiska związane z wentylacją pomieszczeń Na wyposażeniu znajduje się laboratorium badania przepływów pozwalające wykonywać pomiary charakterystyk przepływowych elementów instalacji wentylacyjnych oraz stanowisko badania strug powietrza nawiewanych do pomieszczenia i wywianych z pomieszczenia metodami inwazyjnymi. Laboratorium to posiada ruchomy sufit oraz ściany pozwalające modelować pomieszczenia o różnych wymiarach. Poza tym na wyposażeniu zaplecza badawczego znajduje się pprogramy komputerowe doboru i obliczeń urządzeń wentylacyjnych i klimatyzacyjnych wraz możliwością symulowania ich pracy oraz przepływów powietrza w pomszczeniach za pomocą CFD.

Liczba miejsc: 1

22. Opracowanie metody wspierania procesów decyzyjnych w projektowaniu eksploatacji złoża miedzi w KGHM P.M. S.A., poprzez symulację zachowania się górotworu w oparciu o metody numeryczne, w aspekcie zagrożeń geomechanicznych.

Promotor: dr hab. inż. Zbigniew Niedbalski, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Ewa Warchala

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Podczas projektowania eksploatacji złoża rud miedzi na monoklinie Przedsudeckiej, w warunkach zagrożeń geomechanicznych w tym tąpaniami, wszystkie decyzje podejmowane są przez wyspecjalizowane zespoły fachowców w dziedzinie górnictwa. Dotyczy to „Projektów Kompleksowych Eksploatacji” jak i „Projektów Szczegółowych Eksploatacji”. Takie działania wynikają z braku jednoznacznych procedur pozwalających na opisanie zachowania się górotworu w trakcie prowadzonej eksploatacji. Dotychczas nie dopracowano się satysfakcjonującej metody oceny poziomu zagrożenia sejsmicznego w ujęciu prognostycznym w zakresie określenia czasu, miejsca i energii zaistniałego wstrząsu – podobnie z resztą jak w przypadku sejsmologii dla trzęsień ziemi. W wyniku wieloletnich doświadczeń z pewnym prawdopodobieństwem określa się w obecnych prognozach rejony zwiększonej aktywności sejsmicznej oraz jej poziom energetyczny. Zastosowanie zaawansowanych technik obliczeniowych w powiązaniu z wykorzystaniem odpowiednio zbudowanego modelu górotworu, opisującego rzeczywiste sytuacje geologiczno-górnicze, może wpłynąć na pełniejsze określenie charakterystyk deformacyjno-naprężeniowych górotworu a tym samym poprawę dokładności prognoz sejsmicznych. W wyniku dotychczasowych prac, stworzono trójwymiarowy model fragmentu złoża (pole RU-XIX/1), na tyle zbliżony do rzeczywistego, że, otrzymane trójwymiarowe wyniki są bardzo zbliżone do wyników płaskich jakie zawarte są w metodach analitycznych np. teorii fali ciśnień. Powyższe wskazuje, że w drodze dalszych badań, już na etapie jej projektowania istnieć będzie możliwość takiego sposobu modelowania złoża, które umożliwi prognozowanie skutków eksploatacji na podstawie rozkładu naprężeń warstw stropu zasadniczego. Powyższe odbywać się będzie w oparciu o występujący w zakładzie model numeryczny złoża przy wsparciu metod numerycznych, co przy połączeniu w jeden system da możliwość stworzenia funkcjonalnego narzędzia.

Zaplecze badawcze: KGHM Polska Miedź S.A. Oddział Rudna (wdrażający wyniki pracy) udostępni posiadane dane w postaci cyfrowych map złoża oraz inne materiały do prowadzenia badań. Możliwa będzie realizacja badań w oparciu o nowo projektowane pola eksploatacyjne, ale także będzie możliwość kalibracji modelu w oparciu o dotychczas zrealizowane i aktualnie prowadzone w zakładzie prace wybierkowe. WGiG dysponuje zapleczem laboratoryjnym w zakresie badań mechanicznych własności skał oraz w zakresie prowadzenia zaawansowanych obliczeń numerycznych zachowania się górotworu w różnych warunkach geologiczno-górniczych.

Liczba miejsc: 1

23. Analiza wpływu prędkości postępu frontu eksploatacyjnego na możliwość ograniczenia przebudowy wyrobisk eksploatacyjnych w warunkach występowania skał o obniżonych właściwościach geomechanicznych. Optymalizacja technologii drążenia i zabezpieczania wyrobisk w warunkach słabych skał stropowych.

Promotor: prof. dr hab. inż. Marek Cała

Promotor pomocniczy: dr inż. Agnieszka Stopkowicz

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Analiza doświadczeń zdobytych podczas obserwacji procesów technologicznych przy rozpoczynaniu eksploatacji nowego pola na głębokości poniżej 1200mppt, w szczególności problemów z utrzymaniem wyrobisk chodnikowych sąsiadujących z polem, jak również wyrobisk eksploatacyjnych pozwoliła sformułować następującą tezę:

1. Problemy z utrzymaniem płyty stropowej są związane z występowaniem w stropie skał o zwiększonej porowatości, szczelinowatości i obniżonych parametrach wytrzymałościowych oraz niewystarczającym zabezpieczeniem stropu poprzez obudowę kotwową.

2. Prędkość postępu frontu eksploatacyjnego w istotny sposób wpływa na utrzymanie wyrobisk w warunkach słabych skał stropowych

3. Optymalizacja prędkości postępu frontu i obudowy w istotny sposób poprawi stateczność stropu w warunkach słabego masywu skalnego

Celem pracy jest analiza i zdefiniowanie relacji pomiędzy prędkością postępu frontu eksploatacyjnego w rejonach występowania niekorzystnych warunków górniczo-geologicznych, a czasem utrzymania wyrobisk eksploatacyjnych bez konieczności wykonywania przebudowy, oraz wyznaczenie minimalnych prędkości postępu frontu eksploatacyjnego. Na podstawie analizy właściwości geomechanicznych skał, oceny wpływu czasu utrzymania wyrobisk na właściwości masywu skalnego zaproponowany zostanie alternatywny sposób zabudowy tych wyrobisk.

Zaplecze badawcze: KGHM Polska Miedź S.A. Oddział Polkowice-Sieroszowice (wdrażający wyniki pracy) udostępni dane i materiały do prowadzenia badań, możliwa będzie realizacja badań na wytypowanych poletkach badawczych. WGiG dysponuje zapleczem laboratoryjnym do badań właściwości skał wytrzymałościowo-odkształceniowych, badania nośności kotwi, oraz prowadzenia nowoczesnych badań symulacyjnych (narzędzia numeryczne 2D i 3D) odwzorowujących zachowanie się masywu skalnego w warunkach postępującego frontu eksploatacyjnego.

Liczba miejsc: 1

24. Ochrona dziedzictwa przemysłu w procesie rewitalizacji górniczo-metalurgicznych regionów.

Promotor: dr hab. inż. Anna Ostręga, prof. AGH

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii

Streszczenie: Dziedzictwo przemysłowe jest zasobem nieodnawialnym. Krajobraz górniczo-przetwórczych regionów jest bogaty w różnorakie obiekty powstające dla potrzeb działalności przemysłowej: zakłady górnicze z wieżami szybów, zakłady metalurgiczne, obiekty unieszkodliwiania odpadów wydobywczych, wyrobiska odkrywkowe. Przedmiotem rozprawy doktorskiej będzie Stare i Nowe Zagłębie Miedziowe. Dotychczasowy sposób ochrony i eksponowania dziedzictwa przemysłowego nie jest zadowalający, zwłaszcza w odniesieniu do wagi tej działalności przemysłowej, nie tylko w skali regionu czy kraju, ale i świata. Rozwiązania wymagają kwestie związane z inwentaryzacją zasobu i jego waloryzacją, określeniem kryteriów wyboru obiektów wartych zachowania, określenia nowych funkcji, opracowania analiz ekonomiczno-finansowych dla adaptacji wybranych obiektów. Wyniki rozprawy doktorskiej znajdą zastosowanie w KGHM Polska Miedź S.A., która sukcesywnie będzie wyłączać poszczególne oddziały kopalń miedzi i kopalni piasku podsadzkowego z ruchu, a także w gminach tzw. Legnicko-Głogowski Okręg Miedziowy.

Zaplecze badawcze: Wydział Górnictwa i Geoinżynierii dysponuje następującym zapleczem:

Realizowane projekty badawcze dla otoczenia społeczno-gospodarczego np. „Pojezierze Tarnowskie” – innowacyjny projekt spójnej rewitalizacji kompleksu żwirowni dla funkcji rekreacyjno-turystycznych i przyrodniczych (od 2013 i nadal).

Realizowane międzynarodowe projekty badawcze: MIREU – Górnicze i Metalurgiczne Regiony Unii Europejskiej (2017–2020, Horyzont 2020); ReviRis – Rewitalizacja terenów pogórniczych: Problemy i Potencjał w Krajach Europy RIS (2020–2021, EIT KIC).

Liczba miejsc: 1

25. Inteligentny system wspomagający proces identyfikacji, udostępniania i eksploatacji wielohoryzontowych złóż gazu ziemnego w świetle prac prowadzonych przez ORLEN Upstream na koncesji „Siennów-Rokietnica” na obszarze zapadliska przedkarpackiego.

Promotor: prof. dr hab. inż. Stanisław Nagy

Promotor pomocniczy: dr inż. Łukasz Klimkowski

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Celem pracy (doktorat wdrożeniowy) jest zaprojektowanie systemu, który będzie rozwiązywał napotkane podczas dotychczasowych prac ORLEN Upstream problemy z identyfikacją i sposobem optymalnego udostępnienia wielohoryzontowych złóż gazu ziemnego. Zaprojektowany system pozwoli na pełną integrację różnego typu danych geologiczno-złożowych obejmujących między innymi informacje sejsmiczne, dane z pomiarów geofizyki wiertniczej, analiz laboratoryjnych rdzeni wiertniczych i płynów złożowych, wyników opróbowań i testów produkcyjnych oraz danych produkcyjnych z regularnej eksploatacji. System będzie wykorzystywał między innymi inteligentne sieci neuronowe do identyfikacji perspektywicznych horyzontów złożowych zarówno konwencjonalnych jak i niekonwencjonalnych oraz wariantowy model symulacyjny do optymalizacji sposobu ich udostępnienia oraz eksploatacji. Kolejnym aspektem pracy badawczej będzie opracowanie uniwersalnego algorytmu dla wykonania opróbowania zidentyfikowanych horyzontów złożowych i interpretacji ich wyników w dowiązaniu do regularnej ich eksploatacji. Końcowym elementem będzie analiza ekonomiczna dla każdego wariantu udostępnia i późniejszej eksploatacji. Na podstawie opracowanego system powstanie uniwersalny algorytm identyfikacji perspektywicznych horyzontów oraz ich sposobu udostępnienia i optymalizacji parametrów eksploatacyjnych w funkcji maksymalizacji zysków. Praca doktorska przyczyni się także do zwiększenia wydobycia gazu ziemnego ze złoża Bystrowice a tym samym poprawi bezpieczeństwo energetyczne kraju oraz w całości wpisuje się do strategii ORLEN Upstream opierającej się na optymalizacji poszukiwań złóż i zwiększeniu wydobycia węglowodorów. Przyczyni się także do zwiększenia udokumentowanych zasobów wydobywlanych gazu ziemnego w OU. Wszelkie doświadczenia oraz wnioski wynikające z przeprowadzonych prac zostaną przedstawione w pracy doktorskiej, a następnie rozwiązania najbardziej efektywne zostaną wdrożone w ramach działalności poszukiwawczej i wydobywczej ORLEN Upstream Sp. z o.o.

Zaplecze badawcze: Akademia Górniczo-Hutnicza posiada odpowiedzenie zaplecze badawcze do realizacji badań w zakresie geologii naftowej, geofizyki, geochemii, petrofizyki, wiertnictwa, inżynierii naftowej i gazowniczej, inżynierii chemicznej, inżynierii gazowniczej, inżynierii materiałowej, inżynierii i ochrony środowiska, energetyki, informatyki i wielu innych. Wydział WNIG np. Posiada unikatową aparaturę w zakresie badan własności PVT, przepuszczalności absolutnej (także ultra niskiej przepuszczalności), badan geomechanicznych, badań poryzomterycznych. Laboratoria numeryczne AGH zawierają dostęp do najnowszego oprogramowania najważniejszych światowych liderów w zakresie inżynierii złożowej i geologii naftowej, a także wsparcia oprogramowania do tworzenia systemów sztucznej inteligencji w przemyśle naftowym i gazowniczym.

Liczba miejsc: 1

26. Optymalizacja systemu udostępniania i zagospodarowania oraz procesu eksploatacji wielohoryzontowego, hybrydowego złoża gazu ziemnego.

Promotor: prof. dr hab. inż. Stanisław Nagy

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Podejmowanym tematem pracy doktorskiej będzie „Zintegrowana optymalizacja systemu udostępniania i zagospodarowania oraz procesu eksploatacji wielohoryzontowego, hybrydowego złoża gazu ziemnego”

Istotą zagadnienia badawczego będzie opracowanie zintegrowanego systemu optymalizacyjnego obejmującego swoim zakresem takie elementy, jak:

- dostarczanie informacji nt. zasobów złoża oraz generowanie prognoz wydobycia w zależności od sposobu udostępnienia złoża;

- opracowanie modelu przepływu dwufazowego w odwiertach z modułem doboru uzbrojenia wgłębnego pod kątem optymalizacji wynoszenia wody,

- modelowanie procesów uzdatniania gazu na powierzchni,

- optymalizacja procesu, eksploatacji złoża wraz z opracowaniem systemu racjonalnej gospodarki wydobycia i zarządzania złożem.

Istotnym zagadnieniem proponowanej problematyki rozprawy doktorskiej będzie opracowanie modułu optymalizacyjnego (który będzie elementem całościowej optymalizacji procesu) procesu separacji i osuszania wraz z systemem optymalizacji przepływu i sprężania gazu dostarczanego do punktu oddania do systemu przesyłowego. W ramach rozprawy doktorskiej planowane jest opracowanie dynamicznego modelu symulacyjnego złoża. Dynamiczny model symulacyjny powinien uwzględniać składową BTEM - Bioreaction Transport Engineering Model. W oparciu o przygotowany dynamiczny model symulacyjny przygotowane zostaną wielowariantowe symulacje eksploatacji ze szczególnym uwzględnieniem kwestii przeciwdziałania procesowi powstawania stożków i języków wodnych powodujących zawadnianie odwiertów, a także przepływu dwufazowego gaz-woda w złożu i odwiertach w końcowym stadium eksploatacji. Modelowanie stref przyodwiertowych zostanie uszczegółowione poprzez wykorzystanie lokalnego zagęszczenia siatki modelu – LGR. Ponadto procesie przygotowania modelu dynamicznego złoża planowane jest przeprowadzenie identyfikacji szczelin naturalnych oraz ich modelowanie wykonane przy wykorzystaniu specjalnych modułów numerycznych. W ramach pracy doktorskiej przeprowadzona zostanie również analiza niepewności (uncertainty analysis) wykorzystująca m.in. zróżnicowane rozkłady parametrów petrofizycznych, nasycenia medium złożowym Założenia procesowe opracowanego systemu eksploatacji złoża zostaną zweryfikowane w procesowym symulatorze numerycznym i poddane wariantowym obliczeniom, co powinno umożliwić wyznaczenie parametrów do optymalizacji procesu. Zostanie to również wykorzystane do optymalizacji całego procesu eksploatacji złoża. Innowacyjnym elementem pracy będzie system optymalizacyjny łączący warstwy optymalizacyjne złożowe, wydobywcze (odwierty) i instalacje powierzchniowe połączone z systemem zbioru i transportu w zakresie możliwości uruchomienia lub kontynuacji procesu eksploatacji gazu. W aktualnych warunkach połączenie systemów do optymalizacji złożowej, optymalizacji procesu dwufazowego przepływu płynów w odwiertach, separacji płynów wydaje się uzasadnioną metodą poszukiwania sposobu wykorzystania energii chemicznej zgromadzonej w złożach gazowych i minimalizacja kosztów inwestycyjnych związanych z zagospodarowaniem wgłębnym i powierzchniowym. Wynikiem prac jest optymalizacja całego systemu eksploatacyjno-separacyjno-generacyjnego w aspekcie minimalizacji kosztów poniesionych i maksymalizacji przychodów z podjęcia eksploatacji i zagospodarowania złoża gazu. Przedstawione zagadnienie będące przedmiotem badań pracy doktorskiej bezpośrednio wpisuje się w politykę poszukiwawczo – wydobywczą firmy ORLEN Upstream S. A. Zaproponowane rozwiązania i systemy optymalizacyjne, umożliwią ich zastosowanie w szeroko pojętym procesie zarządzania wielohoryzontowego złoża węglowodorów co może mieć wpływ na utrzymanie, bądź nawet zwiększenie krajowego wydobycia węglowodorów.

Zaplecze badawcze: Akademia Górniczo-Hutnicza posiada odpowiedzenie zaplecze badawcze do realizacji badań w zakresie geologii naftowej, geofizyki, geochemii, petrofizyki, wiertnictwa, inżynierii naftowej i gazowniczej, inżynierii chemicznej, inżynierii gazowniczej, inżynierii materiałowej, inżynierii i ochrony środowiska, energetyki, informatyki i wielu innych. Wydział WNIG np. Posiada unikatową aparaturę w zakresie badan własności PVT, przepuszczalności absolutnej (także ultra niskiej przepuszczalności), badan geomechanicznych, badań poryzomterycznych. Laboratoria numeryczne AGH zawierają dostęp do najnowszego oprogramowania najważniejszych światowych liderów w zakresie inżynierii złożowej i geologii naftowej, a także wsparcia oprogramowania do tworzenia systemów sztucznej inteligencji w przemyśle naftowym i gazowniczym.

Liczba miejsc: 1

27. Dynamiczna kontrola ciśnienia w modelowaniu pracy sieci gazowych z wykorzystaniem modeli sieci neuronowych w celu optymalizacji działań inwestycyjnych wspierających redukcję smogu i niskiej emisji.

Promotor: prof. dr hab. inż. Stanisław Nagy

Promotor pomocniczy: dr inż. Wojciech Grządzielski

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Zagadnieniem kluczowym w zakresie modelowania pracy sieci gazowej będzie tzw. dynamiczna kontrola ciśnienia w modelowaniu pracy średnioprężnych oraz niskoprężnych sieci gazowych, która oparta będzie na wykorzystaniu rozbudowanych baz danych telemetrycznych Polskiej Spółki Gazownictwa (której doktorant jest pracownikiem) oraz inteligentnych sieci neuronowych. Bardzo ważnym aspektem zagadnienia badawczego będzie szczegółowa analiza możliwości zminimalizowania smogu i ograniczenia niskiej emisji w ramach wsparcia rządowego programu „Czyste powietrze”. Innym celem pracy badawczej będzie redefinicja wzorów na wyznaczanie współczynników jednoczesności z wykorzystaniem algorytmów sztucznej inteligencji. Wszystkie te działania będą miały na celu przygotowanie modelu optymalizacji sieci gazowej opartego na inteligentnym zarządzaniu, planowaniu inwestycji, kontrolowaniu i bilansowaniu przepływu gazu.

Zaplecze badawcze: Akademia Górniczo-Hutnicza posiada odpowiednie zaplecze badawcze do realizacji badań w zakresie geologii naftowej, geofizyki, geochemii, petrofizyki, wiertnictwa, inżynierii naftowej i gazowniczej, inżynierii chemicznej, inżynierii gazowniczej, inżynierii materiałowej, inżynierii i ochrony środowiska, energetyki, informatyki i wielu innych. Wydział WNIG np. posiada unikatową aparaturę w zakresie badan własności PVT, przepuszczalności absolutnej (także ultra niskiej przepuszczalności), badań geomechanicznych, badań poryzometrycznych. Laboratoria numeryczne AGH zawierają dostęp do najnowszego oprogramowania, najważniejszych światowych liderów w zakresie inżynierii złożowej i geologii naftowej, a także wsparcia oprogramowania do tworzenia systemów sztucznej inteligencji w przemyśle naftowym i gazowniczym.

Liczba miejsc: 1

28. System otworów wiertniczych typu „U-Shape” wspomagany wielostopniowym szczelinowaniem hydraulicznym typu „zipper frac” do udostępnienia zasobów metanu z wielohoryzontalnych pokładów węgla.

Promotor: prof. dr hab. inż. Stanisław Nagy

Promotor pomocniczy: dr inż. Rafał Smulski

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Praca doktorska będzie obejmować w szczególności zaprojektowanie innowacyjnego systemu odwiertów typu „U-shape” tj. systemu dwóch odwiertów horyzontalnych i jednego pionowego celem przeprowadzenia symulacji szczelinowania hydraulicznego typu „zipper frac”. Projektowana konstrukcja odwiertów (np. długość sekcji horyzontalnej) zostanie odpowiednio zamodelowana wraz z doborem rur z uwzględnieniem technologii wiertniczej. Kolejnym etapem będzie zamodelowanie zabiegu szczelinowania hydraulicznego w technologii typu „zipper frac”. Innowacyjność zabiegu polega na zamiennym pompowaniu płynów wraz z podsadzką. Należy zaznaczyć, że ten typ szczelinowania nie został jeszcze przeprowadzony w Europie, jak również nie rozważano takiego zabiegu na taką skalę w takim systemie otworowym. Zbudowany zostanie model optymalizacyjny dla procesu w funkcji celu maksymalizacji wydobycia metanu z pokładów węglowych. Zostanie zaproponowany nowy system pompowy dopasowany do nowych konstrukcji odwiertów i średnic ostatnich kolumn rur okładzinowych. Zostanie określony szacunkowy profil produkcji możliwy do uzyskania przy zastosowaniu innowacyjnej technologii „zipperfrac” w konstrukcji odwiertów U-Shape. Wynikiem pracy będzie również model optymalizacyjny technologii zipper frac dla układu CBM w rejonie Gilowice. Planowane jest również uwzględnienie czynników ekonomicznych w przedmiotowym przedsięwzięciu i porównanie możliwych nakładów celem przeprowadzenia zadania wiercenia systemu odwiertów U-Shape wraz z nakładami do przeprowadzenia etapu szczelinowania „zipperfrac”, etapu opróbowania i możliwościami zwrotu poprzez produkcję metanu. Przedmiotowa praca doktorska pozwoli na nowatorskie rozwiązanie technologiczne, które pozwoli na optymalizację konstrukcji odwiertów, innowacyjne podejście do procesu szczelinowania typu „zipperfrac”, jak również da możliwość do nowatorskiego podejścia etapu pompowania/eksploatacji wody złożowej i rozpatrzenia jak najbardziej optymalnego układu pompowego. Planuje się, że wyniki pracy doktorskiej zostaną mogą zostać wdrożone w ramach działalności poszukiwawczej i eksploatacyjnej PGNiG S.A.

Zaplecze badawcze: AGH posiada odpowiedzenie zaplecze badawcze do realizacji badań w zakresie geologii naftowej, geofizyki, geochemii, petrofizyki, wiertnictwa, inżynierii naftowej i gazowniczej, inżynierii chemicznej, inżynierii gazowniczej, inżynierii materiałowej, inżynierii i ochrony środowiska, energetyki, informatyki i wielu innych. Wydział WNIG AGH np. posiada unikatową aparaturę w zakresie badan własności PVT, przepuszczalności absolutnej (także ultra niskiej przepuszczalności), badan geomechanicznych, badań porozymetrycznych. Laboratoria numeryczne AGH zawierają dostęp do najnowszego oprogramowania najważniejszych światowych liderów w zakresie inżynierii złożowej i geologii naftowej, a także wsparcia oprogramowania do tworzenia systemów sztucznej inteligencji w przemyśle naftowym i gazowniczym.

Liczba miejsc: 1

29. Aktualny stan naprężeń w górotworze na złożu objętym koncesją Międzyrzecze w świetle danych otworowych.

Promotor: dr hab. inż. Dariusz Knez

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Poszukiwania i rozpoznawanie złóż metanu z pokładów węgla (CBM) w obrębie koncesji Międzyrzecze podjęte przez Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo doprowadziło do lepszego rozpoznania geologii tego obszaru. Jednakże w aspekcie zagadnień z zakresu geomechaniki wciąż wiele pozostało do wyjaśnienia. Na obszarze większej części Polski zauważalna jest tendencja do reżimu normalnego i przesuwczego podczas gdy wykonane zabiegi szczelinowania w otworach Gilowice zlokalizowanych na wspomnianej koncesji Międzyrzecze wskazują na reżim przesuwczy/nasuwczy. Obszar badań jest interesujący z punktu widzenia współczesnej geodynamiki w kontekście wieloletniej działalności górnictwa węglowego, które w oczywisty sposób musiało zaburzyć pierwotne pole naprężeń. Celem pracy jest dokładna analiza wybranego obszaru GZW pod kątem parametrów geomechanicznych oraz wskazanie współczesnego reżimu tektonicznego z wykorzystaniem stworzonych MEM dla wszystkich dostępnych odwiertów na bazie pomiarów geofizycznych wykonywanych na etapie wiercenia otworów. Ponadto, istotnym celem niniejszej pracy z punktu widzenia projektowania oraz optymalizacji przyszłych wierceń w GZW jest określenie empirycznych zależności dla wytrzymałości na jednoosiowe ściskanie oraz poprawek statycznych parametrów sprężystych, a także odpowiedź na pytanie który model najlepiej wyjaśnia komplikacje wiertnicze zaobserwowane podczas wiercenia? Czy model czysto sprężysty nie uwzględniający interakcji między ciśnieniem złożowym a naprężeniem w czasie wiercenia otworu czy model porosprężysty uwzględniający te interakcje?

Zaplecze badawcze: Katedra Wiertnictwa i Geoinżynierii prowadzi działalność naukowo-badawczą w zakresie: mechaniki zwiercania skał, projektowania otworów, optymalizacji parametrów technologii wiercenia otworów, doboru środków chemicznych i opracowania receptur płuczek oraz doboru metod oczyszczania płuczek wiertniczych, opracowania sposobów udostępniania energii geotermicznej poprzez otwory geotermalne i otworowe wymienniki ciepła, geoinżynieryjnych metod wzmacniania i uszczelniania górotworu. Wykonywane są także prace w wielu innych obszarach oraz krajowe i zagraniczne projekty naukowe związane z przemysłem wiertniczym. Katedra dysponuje następującymi laboratoriami: Laboratorium geotechniki i geomechaniki, Laboratorium geoinżynierii i zaczynów uszczelniających, Laboratorium płynów wiertniczych, Laboratorium fizykochemii płynów wiertniczych, Laboratorium mechaniki zwiercania skał, Laboratorium Badań Atestacyjnych Urządzeń Wiertniczych i Eksploatacyjnych, Laboratorium geoenergetyki, Laboratorium komputerowe technologii wiercenia otworów.

Liczba miejsc: 1

30. Ocena możliwości wykorzystania przepływomierzy masowych typu Coriolis do pomiarów rozliczeniowych LNG w obszarze małej skali metodami dynamicznymi.

Promotor: dr hab. inż. Mariusz Łaciak, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Krzysztof Łodziński

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Rynek LNG malej skali obecnie w Polsce jest oceniany na ok 70 tys. ton LNG na rok. W przeciągu najbliższej dekady szacuje się, że może wzrosnąć nawet do poziomu 300 tys. ton LNG na rok. Obecnie w Polsce jak i na Świecie rynek ten jest ograniczony do odbiorców, którzy są zainteresowania zakupem co najmniej jednej cysterny do sieci wyspowych, tymczasem duży potencjał rynku dotyczy takich przyszłych odbiorców, którzy byliby zainteresowani odbiorem ilości znacznie mniejszych i poprzez efekt skali sprzedaż LNG w przyszłości mogłaby znacznie wzrosnąć. Do tego celu potrzebne są dokładne metody rozliczeniowe, które rzetelnie umożliwiłyby pomiar i rozliczenie w łańcuchu dostawca-przewoźnik-odbiorca i jednocześnie byłyby pozbawione wpływu efektu „starzenia” się LNG czy niebezpieczeństw jakie wynikają z przepływów dwufazowych. Wzorem rozliczeń paliw gazowych na infrastrukturze liniowej naturalnym wydaje się pomysł zastosowania przepływomierzy masowych przystosowanych do pomiarów cieczy kriogenicznych. Takie możliwości w ciągu ostatniej dekady mogą dać przepływomierze Coriolisa wykorzystujące zjawisko siły Coriolisa do pomiaru masowych strumieni przepływu. W tym celu należy dokładnie zbadać i opracować: 1) Charakterystyki metrologiczne współczesnych przepływomierzy masowych Coriolisa, 2) Opracowanie procedur pomiarowych cieczy kriogenicznych w tym LNG, 3) Ustalenie zasad zachowania spójności pomiarowych dla cieczy kriogenicznych w tym LNG, 4) Ustanowienie kryteriów liczbowych dla dokładności i stabilności pomiarowej przepływomierzy Coriolisa.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Gazowniczej dysponuje szerokim zapleczem laboratoryjnym oraz doświadczeniem w prowadzeniu prac badawczych z zakresu transportu paliw gazowych i LNG. Zdobyte doświadczenie pochodzi zarówno z realizacji grantów badawczych oraz prac realizowanych na zlecenie spółek sektora gazowego.

Liczba miejsc: 1

31. Badanie gęstości płynu złożowego w rurach wydobywczych przy przepływie ropy naftowej z wodą złożową.

Promotor: dr hab. inż. Paweł Wojnarowski

Promotor pomocniczy: dr inż. Janusz Kośmider

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Celem pracy jest zbadanie wpływu obecności wody złożowej w rurach wydobywczych na gęstość płynu złożowego w odwiertach ropnych. Przy danej prędkości przepływu pewna ilość wody zostanie wyniesiona wraz z ropą naftową, a pozostała woda będzie się odkładać w odwiercie, wpływając na warunki eksploatacji i właściwości transportowanego płynu. Wyniki badań pozwolą prognozować jak zmienia się gęstość płynu złożowego przy danym udziale wody złożowej i przy danej prędkości przepływu przez rury wydobywcze. Umożliwi to w przyszłości projektowanie warunków eksploatacji w sposób jeszcze bardziej efektywny, co przełoży się między innymi na zwiększenie współczynnika sczerpania złóż. Opracowane w trakcie realizacji przewodu doktorskiego algorytmy pozwolą w przyszłości na optymalizację procesu eksploatacji odwiertów ropnych, gdy zacznie do nich dopływać woda złożowa. Problemy z transportem wody złożowej w strumieniu ropy naftowej obserwowane są coraz częściej w odwiertach na złożu BMB.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Naftowej dysponuje szerokim zapleczem laboratoryjnym oraz doświadczeniem w prowadzeniu prac badawczych z zakresu eksploatacji ropy naftowej. Zdobyte doświadczenie pochodzi z realizacji grantów badawczych oraz prac realizowanych na zlecenie przemysłu naftowego które zostały z sukcesem wdrożone.

Liczba miejsc: 1

32. Koncepcja i projekt modułowej kopalni gazu ziemnego – instalacja napowierzchniowej przygotowania gazu do transportu.

Promotor: dr hab. inż. Czesław Rybicki, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr Andrzej Janocha

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Celem pracy jest analiza zagadnień związanych z redukcją zbędnych urządzeń (optymalizacji doboru niezbędnych urządzeń) oraz zaprojektowanie poszczególnych części (moduły, skidy) tak aby można je było w łatwy sposób łączyć w całość i dobrać je pod względem parametrów pracy. Istotną cechą tego rozwiązania jest łatwość zmiany zakresu pracy instalacji związanej z tym, że w czasie eksploatacji złoża parametry tj, wydatki gazu i wody się zmieniają w czasie, jak również spada ciśnienie i temperatura, co niesie za sobą w przyszłości inwestycję związaną z modernizacją instalacji aby utrzymać odpowiednią jakość gazu wprowadzanego do Systemu Przesyłowego lub odbiorcy końcowego wg odpowiedniej Normy. Opracowane w trakcie realizacji przewodu doktorskiego algorytmy pozwolą na powstanie kliku wariantów „modułów” w zależności od zakresu parametrów pracy, popartych obliczeniami procesowymi a całość analizą ekonomiczną. Budowa standardowej Kopalni Gazu Ziemnego to ogromne przedsięwzięcie. Wiele inwestycji jest realizowanych w terenach leśnych lub zamieszkałych przez ludzi, dlatego każda inwestycja badana jest również pod względem oddziaływania na środowisko. W związku z powyższym należy szukać nowych rozwiązań projektowo-technologicznych aby możliwe było zagospodarowanie złóż w trudno dostępnych miejscach jak również tych gdzie występują niskie wydatki z odwiertów. Złoża o bardzo dużych wydatkach rzędu 50-100 m3/min z odwiertu to dziś rzadkość i aby była możliwa eksploatacja ze złóż o małych wydatkach rzędu 5-20 m3/min z odwiertu konieczna jest optymalizacja procesu zagospodarowania i utrzymania kopali gazu.

Zaplecze badawcze: Przy realizacji problemu badawczego w ramach pracy doktorskiej będzie potrzebne dobre zaplecze komputerowe. Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie jest w posiadaniu szeregu programów komputerowych dla wykonywania obliczeń związanych z procesem przygotowania gazu oraz optymalizacji tych procesów pod kątem projektu modułowej instalacji napowierzchniowej. Z informacji uzyskanych od PBG Oil and Gas Sp. z o.o. firma posiada profesjonalne wersje programów ChemCad i Hysys., które z powodzeniem mogą być wykorzystane przy realizacji tematu. Programy Hysys firmy Aspen Tech czy ChemCad to symulatory procesów chemicznych służące do matematycznego modelowania procesów chemicznych dla operacji jednostkowych (modułów) po pełne zakłady chemiczne i rafinerie. Programy pozwalają wykonać wiele podstawowych obliczeń inżynierii chemicznej, w tym dotyczących bilansu masy, bilansu energetycznego, równowagi pary i cieczy, wymiany ciepła, transferu masy, kinetyki chemicznej, frakcjonowania i spadku ciśnienia. Można zatem stwierdzić, że nie powinno być problemu z dostępem do profesjonalnych programów komputerowych.

Liczba miejsc: 1

33. Analiza i ocena niepewności w komputerowej symulacji złóż węglowodorów.

Promotor: prof. dr hab. inż. Jerzy Stopa

Promotor pomocniczy: dr inż. Józef Dziegielowski

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: W przypadku złóż węglowodorów nowoczesne podejście do zarządzania projektami wydobywczymi zakłada budowę oraz kalibrację komputerowych, dynamicznych modeli symulacyjnych umożliwiających prognozowanie i optymalizację procesu. Obecnie jest to realizowane w praktyce przemysłowej na Norweskim Szelfie Kontynentalnym, ale otwartym problemem pozostaje ocena niepewności takich modeli. Wspomniane modele tworzone są w oparciu o szereg danych wejściowych, z których każda jest obarczona niepewnością. Taki stan rzeczy powoduje, że wynik końcowy symulacji komputerowej również obarczony jest niepewnością. Z praktycznego punktu widzenia, analiza niepewności, które związane są z parametrami użytymi do stworzenia modeli oraz końcowymi prognozami produkcji jest bardzo istotna przy podejmowaniu decyzji inwestycyjnych, które w przypadku zagospodarowania złóż węglowodorów zwykle mają skutek finansowy wielu milionów dolarów.

Zaplecze badawcze: Laboratorium komputerowe na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu, wyposażone w nowoczesne oprogramowanie wykorzystywane w inżynierii złożowej. Dostęp do rzeczywistych danych geologiczno-złożowych, technologicznych i ekonomicznych dot. złóż eksploatowanych przez PGNiG na Norweskim Szelfie Kontynentalnym.

Liczba miejsc: 1

34. Badanie możliwości zastosowania tworzyw sztucznych, w tym materiałów kompozytowych, w transporcie gazu ziemnego oraz mieszaniny gazu ziemnego z wodorem ze szczególnym naciskiem na przenikalność przez ścianki gazociągu.

Promotor: dr hab. inż. Adam Szurlej

Promotor pomocniczy: dr inż. Dominik Staśko

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Celem pracy będzie zbadanie wybranych tworzyw sztucznych, w szczególności materiałów kompozytowych (RTP, TWS) pod kątem ich możliwości wykorzystania jako materiału do budowy gazociągów. Zakres badawczy pracy doktorskiej skupiać się będzie szczególnie na analizie problemu przenikalności przez ścianki gazociągów zbudowanych z tych materiałów, zarówno gazu ziemnego, jak i mieszaniny gazu ziemnego z wodorem. Jest to istotny problem, który wymaga przeprowadzenia szeregu badań i doświadczeń. Dalszy dynamiczny rozwój Odnawialnych Źródeł Energii (OZE) wymusi rozwiązanie istotnego problemu, jakim jest magazynowanie energii. Wydaje się, że rozwój technologii Power to Gas w Polsce, jest niezbędny dla wzrostu wykorzystania OZE. Mając na uwadze specyficzne właściwości wodoru, przed jego skierowaniem do sieci gazowych, niezbędne jest przeprowadzenie wiele badań, w tym tych dotyczących przenikalności przez ścianki gazociągu. Zakres pracy będzie obejmować m.in. przeprowadzenie szeregu obliczeń teoretycznych dotyczących wyznaczenia wielkości przenikalności gazu ziemnego i innych paliw gazowych przez ścianki gazociągu (w zależności od materiału, z jakiego zbudowany jest gazociąg oraz zakresu ciśnienia) i skonfrontowanie tych wyników z wynikami laboratoryjnymi i „terenowymi”, gdzie w warunkach polowych na wybranych obiektach technologicznych Polskiej Spółki Gazownictwa (PSG), planuje się przeprowadzić odpowiednie badania przenikalności.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Gazowniczej dysponuje szerokim zapleczem laboratoryjnym oraz doświadczeniem w prowadzeniu prac badawczych z zakresu transportu paliw gazowych. Zdobyte doświadczenie pochodzi zarówno z realizacji grantów badawczych oraz prac realizowanych na zlecenie spółek sektora gazowego.

Liczba miejsc: 1

35. Opracowanie metod prognostycznych i algorytmu zapotrzebowania na gaz ziemny dla bilansowania krajowego systemu przesyłowego przy wskazanych punktach wejścia do systemu.

Promotor: dr hab. inż. Mariusz Łaciak, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Paweł Zarodkiewicz

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Rozbudowa sieci przesyłowej to powstanie nowych gazociągów w ramach korytarza Gazowego Północ-Południe, a także budowa połączeń międzysystemowych z Litwą, Słowacją i Czechami, powoduje wzrost ilości przesyłanego gazu ziemnego, a tym samym powoduje zwiększenie energii w systemie, którą należy właściwie zbilansować. Poszukiwanie właściwych narzędzi mogących pomóc w podejmowaniu decyzji przy sterowaniu strumieniami gazu ziemnego w krajowym systemie przesyłowym pozwoli na optymalne prowadzenie ruchu sieciowego, efektywną pracę obiektów (tłoczni), zmniejszenie zużycia gazu na potrzeby własne, efektywne wykorzystanie pojemności magazynowych. Opracowanie algorytmu prognozowania pozwoli na zoptymalizowanie przesyłu gazu w krajowym systemie wraz przy współpracy z takimi operatorami jak: Operator Instalacji Regazyfikującej, Operator Instalacji Magazynującej, Operatorami Krajów Sąsiadujących. Wykorzystanie badań dla operatora systemu przesyłowego i operatorów dystrybucyjnych.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Gazowniczej dysponuje szerokim zapleczem laboratoryjnym oraz doświadczeniem w prowadzeniu prac badawczych z zakresu transportu paliw gazowych. Zdobyte doświadczenie pochodzi zarówno z realizacji grantów badawczych oraz prac realizowanych na zlecenie spółek sektora gazowego.

Liczba miejsc: 1

36. Nowoczesna metoda analizy testu ciągliwości drutu Slickline..

Promotor: prof. dr hab. inż., Rafał Wiśniowski

Promotor pomocniczy: dr inż. Maciej Stec

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Przedmiotem doktoratu byłoby opracowanie koncepcji naukowej oraz prototypu urządzenia elektronicznego– wynalazku wraz z dedykowanym oprogramowaniem oraz jego opatentowanie. W pierwszej części pracy sprecyzowane zostaną teoretyczne podstawy rozwiązania problemu technologicznego. W drugiej części opracowany zostanie prototyp urządzenia technicznego. Głównym zadaniem tego urządzenia miałaby być analiza testu ciągliwości drutu używanego podczas prac wyciągu Slickline. Test ciągliwości (ductility test) polega na kilkukrotnym nawinięciu drutu wykonanego ze stali nierdzewnej na jego własną średnicę, a następnie analizę pęknięć które wystąpiły na zewnętrznej stronie drutu oraz porównanie ich z dostarczonymi przez producenta szablonami – jest to test, który może zostać wykonany z odpowiednim urządzeniem (np. Wraptor – na wyposażeniu serwisu) nawet w warunkach polowych i zgodnie z literaturą oraz zaleceniami producenta, jest testem w najlepszy sposób określającym jakość i przydatność drutu do dalszej pracy. Krótki opis działania: przygotowana próbka drutu umieszczana będzie w urządzeniu, które obracając ją za pomocą serwomotorów będzie wykonywać zdjęcia z różnych kątów. Zdjęcia będą wczytywane do pamięci i dalej albo analizowane, albo wysyłane do komputera w celu analizy przez dedykowany program, gdzie zliczane będą rysy i pęknięcia oraz obliczane ich parametry – powierzchnia, długość, szerokość i głębokość. Na podstawie uzyskanych danych będzie wydawana decyzja o zdatności/ niezdatności próbki drutu do dalszej pracy, kwalifikacja do odpowiedniej grupy.

Zaplecze badawcze: Katedra Wiertnictwa i Geoinżynierii posiada zaawansowane zaplecze badawcze umożliwiające możliwość przeprowadzania wielu badań. Ponadto Katedra Wiertnictwa i Geoinżynierii posiada w laboratoriach komputerowych oprogramowanie mogące w znaczny sposób przyczynić się do postępu pracy doktorskiej. Katedra Wiertnictwa i Geoinżynierii posiada bogate doświadczenie w realizacji prac naukowo-badawczych w obszarze nowych technologii przemysłu wiertniczego, zarówno tych związanych z rozwiązaniami mechanicznymi, jak i automatyką/ elektroniką, dodatkowo posiada ona długą historię współpracy z polskim przemysłem naftowym.

Liczba miejsc: 1

37. Opracowanie metodologii rozmieszczenia urządzeń pomiarowych oraz prowadzenia pomiarów temperatury punktu rosy wody i węglowodorów dla obecnego oraz rozbudowanego systemu przesyłowego.

Promotor: dr hab. inż. Adam Szurlej, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Krystian Liszka

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Proponowana praca naukowa ma na celu opracowanie metodologii wyznaczania siatki punktów pomiaru temperatury punktu rosy wody i węglowodorów na rozbudowywanej oraz istniejącej sieci przesyłowej. Efektem końcowym będzie wytypowanie minimalnej liczby punktów pomiarowych zapewniających otrzymanie rzetelnych wyników pomiarów z uwzględnieniem dotychczasowych doświadczeń oraz planowanej i prowadzonej rozbudowy systemu przesyłowego oraz określenie zasady przedstawiania wyniku końcowego pomiaru temperatury punktu rosy wody w rozliczeniach. Biorąc po uwagę rozwój technologii w branży energetycznej oraz możliwą obecność domieszek wodoru w gazie ziemnym, ważnym jest także określenie wpływu gazu domieszkowanego wodorem na pomiar temperatury punktu rosy wody i węglowodorów oraz stosowane obecnie higrometry, co również będzie analizowane w pracy. Znowelizowane wymagania normatywne oraz rozwój technologii w branży energetycznej dotyczą wszystkich podmiotów współpracujących w tym OSD, OSM. Tematyka ta istotna jest także dla przedsiębiorstw energetycznych wydobywających paliwo gazowe.

Zaplecze badawcze: Katedra Inżynierii Gazowniczej dysponuje szerokim zapleczem laboratoryjnym oraz doświadczeniem w prowadzeniu prac badawczych z zakresu transportu paliw gazowych. Zdobyte doświadczenie pochodzi zarówno z realizacji grantów badawczych oraz prac realizowanych na zlecenie spółek sektora gazowego.

Liczba miejsc: 1

38. Analiza czynników i mechanizmów wpływających na ponadnormatywne zużycie elementów przewodu wiertniczego.

Promotor: dr hab. inż. Jan Ziaja, prof. AGH

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Głównym celem badawczym będzie poznanie i analiza wiodących przyczyn nadmiernego zużycia elementów przewodu wiertniczego wywołanego korozją. Detekcja zjawisk i czynników potęgujących korozję w otworze oraz opracowanie precyzyjnych metod pomiaru szybkości postępowania korozji i możliwości ich wykonywania bezpośrednio w otworze wiertniczym tzn. w czasie rzeczywistym. Pozwoli to na unikanie awarii wiertniczym będących następstwem osłabienia calizny rury płuczkowej i jej urwania w otworze. Drugim nurtem badawczym będzie dobór odpowiednich stali na rury płuczkowe z uwagi na panujące warunki geologiczne i stosowaną technologię wiercenia. Dobór nowoczesnych inhibitorów korozji jak również powłok i wykładzin izolujących pod kątem minimalizacji zachodzących procesów korozyjnych.

Zaplecze badawcze: Badania będą wykonywane w laboratoriach Katedry Wiertnictwa i Geoinżynierii WWNiG AGH oraz w warunkach polowych na wiertniach i w magazynach sprzętu wiertniczego. Exalo Drilling S.A. w swoich strukturach posiada Dział Techniczny którego jednym  z  głównych zadań jest badanie, regeneracja i utrzymanie w należytej kondycji technicznej rur płuczkowych, sprzętu i podzespołów urządzeń wiertniczych. Wyposażenie i narzędzia dostępne w Dziale Technicznym umożliwiają prowadzenie badań NDT i analiz technicznych. Przewiduje się wykonanie badań szybkości postępowania korozji w warunkach wysokiej temperatury i ciśnienia. Symulując tym samym warunki otworowe. Katedra Wiertnictwa i Geoinżynierii posiada zaawansowane zaplecze badawcze umożliwiające możliwość przeprowadzania wielu badań. Ponadto Katedra Wiertnictwa i Geoinżynierii posiada w laboratoriach komputerowych oprogramowanie mogące w znaczny sposób przyczynić się do postępu pracy doktorskiej. Katedra Wiertnictwa i Geoinżynierii posiada bogate doświadczenie w realizacji prac naukowo-badawczych w obszarze nowych technologii dla przemysłu wiertniczego.

Liczba miejsc: 1

39. Opracowanie metodyki weryfikacji obliczeń numerycznych dla wybranych zagadnień cieplno-przepływowych.

Promotor: dr hab. inż. Marek Jaszczur

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Numeryczna mechanika płynów (CFD) to obecnie najpopularniejsza metoda rozwiązywania zagadnień cieplno-przepływowych występujących m.in. w badaniach środowiskowych, górnictwie (wentylacja) jak i energetyce. Metody te znajdują zastosowanie zarówno podczas badaniach naukowych jak i przy projektowaniu i optymalizacji urządzeń przemysłowych. Na bazie wyników symulacji potwierdzane lub obalane są tezy naukowe, tworzone nowe modele i projektowane efektywniejsze urządzenia. Dzięki niezwykle szybkiemu rozwojowi algorytmów obliczeniowych, jak mocy obliczeniowej, możliwe jest rozwiązywanie niemal dowolnych zagadnień cieplno-przepływowych, a powszechność modelowania komputerowego sprawia, iż coraz częściej zastępuje się nim czasochłonne i kosztowne pomiary eksperymentalne. Jednak świadomie wykorzystując modelowanie komputerowe jako kluczowe i podstawowe narzędzie badawczo-inżynierskie, niezwykle istotne staje się pytanie o dokładność i wiarygodność wyników obliczeń numerycznych. W przeszłości przeprowadzono szereg badan naukowych dotyczących szacowania dokładności obliczeń numerycznych głównie w oparciu o weryfikację jak i walidację wyników, jednak nadal nie opracowano sformalizowanej metodyki weryfikacji tego typu obliczeń. Stworzenie takiej możliwie uniwersalnej procedury, pozwoliłoby na zwiększenie wiarygodności uzyskiwanych wyników. Niniejsze zagadnienie badawcze podejmuje tematykę opracowania metodyki weryfikacji obliczeń numerycznych dla wybranych zagadnień cieplno-przepływowych z zakresu energetyki. W oparciu o dostępną wiedzę literaturową, symulacje komputerowe i pomiary eksperymentalne zaproponowana zostanie sformalizowana metodyka przeprowadzania obliczeń numerycznych tak, aby otrzymane w wyniku modelowania komputerowego rezultaty były uwiarygodnione.

Zaplecze badawcze: Nasza jednostka posiada renomę w modelowaniu komputerowym w zakresie numerycznej mechaniki płynów (CFD) jak również bogato wyposażone laboratoria cieplno-przepływowe. Posiadamy wieloletnie doświadczenie w obliczeniach CFD i pomiarach cieplno-przepływowych. W swoich zasobach mamy własne autorskie jak i najlepsze dostępne komercyjne kody numeryczne dla obliczeń cieplnych jak i przepływowych. Posiadamy najnowocześniejsze kompilatory języka C++/C# i Fortran 2008 z bibliotekami ukierunkowanymi pod obliczenia równoległe i wielkoskalowe. Dysponujemy własnym 128 procesorowymi klastrem obliczeniowym, kilkoma serwerami obliczeniowymi HPC dużej mocy obliczeniowej, w tym również serwerami GPU-TESLA. W zasobach AGH znajduje się również Cyfronet z superkomputerem Prometeusz do którego mamy stały dostęp. Laboratoria pomiarowe dysponują ultranowoczesną aparaturą pomiarową - Stereoscopic PIV (Cyfrowa anemometria obrazowa) oraz LIF (indukowana fluorescencja laserowa) umożliwiającą trójwymiarowy pomiar pola prędkości oraz temperatury jednocześnie w całej badanej płaszczyźnie pomiarowej.

Liczba miejsc: 1

 

40. Novel catalysts for plasma-assisted tri-reforming of methane

Promotor: prof. nadzw. dr hab. Monika Motak

Drugi promotor: prof. Paolo Tosi

Wydział Energetyki i Paliw, University of Trento (UNITN) Italy

Streszczenie: Chemical processing of CO2 treats this compound not as a harmful pollutant but as a source of carbon and may thus lead to the added-value products. The subject of PhD research concerns plasma-assisted tri-reforming of CO2, the latter either separated from flue gases from power stations or without its separation. Thermodynamics studies published in literature showed that the process is feasible and may lead to high conversion of CO2. There are, however, very few experimental studies of catalysts appropriate for the process. Additionally, as two of three main reactions are highly endothermal, considerable amounts of energy are required. Plasma assisted processes could thus improve the energy balance. The use of a plasma coupled with catalysts is a totally new approach to Tri-reforming, which has not yet been considered. The planned milestones of the research are: (i) preparation and modification of novel catalysts, basing on layered materials containing Ni as active component, (ii) characterization of the obtained catalysts (texture, structure, redox and basic properties), (iii)the determination of plasma-assisted catalytic activity, selectivity and stability, and (iv) the study of the influence of promoters on activity, selectivity and stability. Two types of CO2-containing mixtures will be taken into account - separated from coal- or gas-fired power stations via (i) amine method, or (ii) adsorption method.

Zaplecze badawcze: MSCA-ITN-EJD PIONEER. GA 813393 Plasma catalysis for CO2 recycling and green chemistry

Liczba miejsc: 1

 

41. Efficient catalysts preparation for plasma-assisted CO2 methanation

Promotor: prof. nadzw. dr hab. Monika Motak

Promotor pomocniczy: dr Frederico Azzolina-Jury

Wydział Energetyki i Paliw, CNRS -LCS (Normandie Université) France

Streszczenie: Chemical processing of CO2 may not only result in the production of important chemicals, but also be applied to store energy. One of such processes is CO2 methanation. Hydrogen for the reaction may be obtained from water electrolysis using off-peak, renewable or nuclear energy. The subject of this work will be to study the reaction mechanism on new catalysts based on layered materials, such as hydrotalcites, clays etc. Hydrotalcites are especially interesting as their basicity and redox properties may be tailored through appropriate choice of preparation methods and elemental composition. Additionally, their thermal processing leads to homogenous mixture of nano-oxides with increased interaction of active material (in this case Ni) with MgO and alumina, resulting in improved stability. Hydrotalcites containing Ni, Mg and Al with varying molar ratios and promoters will be prepared by different procedures and characterized by XRD, FTIR, UV-VIS, TPR and TPD-CO2.

The planned milestones of the research are: (i) Preparation, modification and characterization (texture, structure, redox and basic properties) of novel catalysts, basing on layered materials containing Ni as active component, (ii) Determination of plasma-assisted catalytic activity, selectivity and stability of the materials prepared in (i).

The PhD candidate will be trained in the methods of catalysts preparation and characterization at AGH and of plasma processes at CNRS (Caen). The PhD candidate will study the reaction mechanisms of the CO2 methanation reaction assisted by plasma in Caen, using the different materials prepared at AGH. The adsorbed species on the catalyst surface, both during adsorption or reactivity studies, will be followed by time-resolved Operando IR spectroscopy. LCS laboratory has already designed several plasma IR operando cells to this end. The catalyst wafer will be placed inside the reactor within discharge zone (plasma) perpendicularly to the IR beam. Both Glow-discharge and DBD discharge plasma assisted-cell/reactors were already conceived for mechanistic studies.

Zaplecze badawcze: MSCA-ITN-EJD PIONEER. GA 813393 Plasma catalysis for CO2 recycling and green chemistry

Liczba miejsc: 1

 

42. Nowe zastosowanie cenosfer do procesów katalitycznych

Promotor: prof. nadzw. dr hab. Monika Motak

Promotor pomocniczy: dr inż. Bogdan Samojeden

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Celem pracy będzie poszukiwanie takich modyfikacji cenosfer, które pozwolą na otrzymanie aktywnych katalitycznie materiałów do zastosowania w oczyszczaniu gazów odlotowych ze spalania paliw kopalnych.

Zaplecze badawcze: Badania będą realizowane na Wydziale Energetyki i Paliw w Katedrze Technologii Paliw, która dysponuje aparaturą do testowania katalizatorów, np. SCR.

Liczba miejsc: 1

 

43. Wykorzystanie akumulacji ciepła opartej o PCM w energetyce

Promotor: dr hab. inż. Łukasz Mika, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr nż. Karol Sztekler

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Akumulacja ciepła, a zwłaszcza akumulacja ciepła w materiałach zmiennofazowych (PCM) będzie mieć coraz większe znaczenie ze względu na rosnące światowe zużycie energii i potrzebę racjonalnego nią gospodarowania. Magazyny ciepła (PCM) pozwalają przede wszystkim na bardziej efektywne wykorzystanie energii, zwłaszcza energii pochodzącej z odnawialnych źródeł i energii odpadowej, której możliwości produkcji nie zawsze pokrywają się z zapotrzebowaniem. Stosowanie magazynów ciepła z PCM w konwencjonalnych elektrowniach lub elektrociepłowniach zwiększa elastyczność tych obiektów oraz redukuje zużycie paliw kopalnych, dzięki czemu zmniejsza się emisja szkodliwych substancji do środowiska. Są one też przydatne w energetyce rozproszonej i w układach kogeneracyjnych. Wykorzystanie akumulatorów ciepła z materiałami zmiennofazowymi w budownictwie zmniejsza wahania temperatury w pomieszczeniach, podnosząc komfort cieplny. Oprócz wymienionych, najbardziej popularnych zastosowań, magazynowanie ciepła może być wykorzystywane do wielu innych celów, takich jak odbiór ciepła zarówno z procesów technologicznych jak i poszczególnych urządzeń, utrzymywanie stałej temperatury podczas transportu żywności, transportu krwi i narządów w celach medycznych oraz utrzymywanie stałej temperatury ciała poprzez umieszczenie materiałów akumulujących ciepło w odzieży.

Zaplecze badawcze: Katedra Maszyn Cieplnych WEIP ma dostęp do istniejącego laboratorium w zakresie badań magazynów ciepła wykorzystujących PCM na mocy umowy Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie a Innogy Polska SA (dawniej RWE Polska SA) dotyczącą możliwości realizacji prac badawczych.

Liczba miejsc: 1

 

44. Zwiększenie efektywności energetycznej chłodziarki adsorpcyjnej

Promotor: dr hab. inż. Łukasz Mika, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr nż. Karol Sztekler

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Jednym ze sposobów wykorzystania ciepła odpadowego z wielu procesów technologicznych jest zastosowanie chłodziarek adsorpcyjnych. Jest to technologia, która wychodzi naprzeciw wyzwaniom oszczędzania zasobów energetycznych jak i ochrony środowiska. Główna zaletą tego typu chłodzenia oraz przewagą nad innymi technologiami w chłodnictwie jest brak emisji freonów do środowiska, a co za tym idzie, brak wpływu na warstwę ozonową oraz minimalne zapotrzebowanie na energię elektryczną. Dzieje się tak za sprawą stosowanych w adsorpcyjnych urządzeniach chłodniczych bezemisyjnych czynników chłodniczych. Omawiana technologia jest bardzo obiecująca dla poprawy efektywności energetycznej, ponieważ może wykorzystywać niskotemperaturowe ciepło, o znacznie niższej temperaturze niż w przypadku konkurencyjnej technologii chłodziarek absorpcyjnych. Śladowy efekt chłodzenia jest zauważalny dla temperatury czynnika zasilającego chłodziarkę już na poziome 45 °C. Oprócz tego to urządzenie chłodnicze może wykorzystywać do zasilania także energię słoneczną.

Adsorpcyjne urządzenia chłodnicze posiadają sporo zalet, ale także i wad. Do wymienionych wcześniej zalet należałoby dodać prostotę sterowania, brak problemów korozyjnych i brak wibracji. Do wad trzeba zaliczyć przede wszystkim niskie współczynniki wydajności chłodniczej, wysokie koszty inwestycyjne, nieciągłość działania czy też duże wymiary i ciężar (w przeciwieństwie do tradycyjnych układów chłodniczych) oraz wysokie wymagania projektowe. Praca badawcza w ramach doktoratu będzie nakierowana na zwiększanie wydajności chłodniczej chłodziarki poprzez optymalizację złoża oraz kluczowych elementów konstrukcyjnych urządzenia.

Zaplecze badawcze: Katedra Maszyn Cieplnych WEIP ma dostęp do istniejącego laboratorium w zakresie badań procesów adsorpcji w dwuzłożowej i trójzłożowej chłodziarce.

Liczba miejsc: 2

 

45. Badania eksperymentalne i numeryczne systemów energetycznych opartych o odnawialne źródła energii

Promotor: dr hab. inż. Mariusz Filipowicz, prof. AGH

Katedra Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego, Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Zagadnienie badawcze koncentruje się na określeniu możliwości wykorzystania odnawialnych źródeł energii do wytworzenia różnych form energii użytecznej, np. energii elektrycznej, ciepła czy chłodu. Projekt wymaga przeprowadzenia badań doświadczalnych na stanowiskach laboratoryjnych a także działających instalacjach oraz określenia potencjału wykorzystania danej technologii do konkretnych zastosowań. Istotnym elementem prac badawczych będzie wykorzystanie metod modelowania komputerowego do symulacji pracy zarówno pełnych instalacji jak i poszczególnych ich elementów przy zmiennych warunkach zewnętrznych oraz dla różnych wariantów konstrukcyjnych. Do celów walidacyjnych posłużą wyniki badań eksperymentalnych. Metody numeryczne pozwolą na optymalizację rozwiązań, w znaczny sposób zwiększając efektywność energetyczną. Na podstawie przeprowadzonych badań powstaną prototypy zaproponowanych przez doktorantów systemów.

Zaplecze badawcze: Zaplecze badawcze dostępne do realizacji projektu naukowego obejmuje laboratoria Katedry Zrównoważonego Rozwoju Energetycznego, wyposażone w aparaturę niezbędną do prowadzenia badań nad odnawialnymi źródłami energii oraz same instalacje energetyczne (panele fotowoltaiczne, kolektory słoneczne, turbiny wiatrowe, kotły na biomasę, koncentratory promieniowania słonecznego, chłodziarki). Dodatkowo, jednostka badawcza posiada dostęp do specjalistycznego oprogramowania umożliwiającego prowadzenie analiz numerycznych z zakresu obliczeniowej mechaniki płynów i symulacji dynamicznych skomplikowanych układów energetycznych.

Liczba miejsc: 2

 

46. Analiza numeryczna zjawisk zachodzących przy zastosowaniu dwufazowych strug uderzających w systemie chłodzenia łopatek turbiny

Promotor: dr hab. inż. Elżbieta Fornalik-Wajs

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Zaproponowany temat „Analiza numeryczna zjawisk zachodzących przy zastosowaniu dwufazowych strug uderzających w systemie chłodzenia łopatek turbiny” dotyczy zjawisk transportu masy, pędu i energii na skutek oddziaływania strug uderzających z powierzchnią. Struga uderzająca od dawna znajduje się w zakresie badań naukowych ze względu na intensywną wymianę ciepła. W proponowanym zagadnieniu ujęta zostanie również analiza zjawiska przepływu dwufazowego (przepływ mgłowy) oraz przejścia fazowego, na skutek zetknięcia z powierzchnią o wysokiej temperaturze. Badania mają na celu analizę efektywności tej metody chłodzenia w zastosowaniu do chłodzenia łopatek turbin. W pierwszym etapie skupią się one na konstrukcji modelu numerycznego uwzględniającego zjawisko turbulencji, oddziaływanie między fazami i oczywiście przejścia fazowego, dla oddziaływania na powierzchnię płaską i zakrzywioną w przypadku jednej strugi oraz układu kilku strug. Po walidacji, model zostanie zastosowany do analizy systemu chłodzenia łopatki turbiny.

Zaplecze badawcze: Temat badawczy „Analiza numeryczna zjawisk zachodzących przy zastosowaniu dwufazowych strug uderzających w systemie chłodzenia łopatek turbiny” będzie realizowany w Katedrze Podstawowych Problemów Energetyki (PPE), Wydział Energetyki i Paliw, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica. Zagadnienia badane w Katedrze PPE związane są m.in. z modelowaniem procesów transportu masy, pędu i energii w przypadku różnych systemów, zjawisk czy procesów. Zagadnienia numerycznej analizy proponowanego tematu będą przeprowadzane w oparciu o dostępny program Ansys Fluent oraz zasoby komputerowe centrum obliczeniowego Cyfronet. Warto podkreślić, że w ramach Katedry PPE, Kandydat może liczyć na doświadczenie i wsparcie merytoryczne, związane z planowanymi badaniami, co w połączeniu z dostępną infrastrukturą obliczeniową daje możliwości pełnej realizacji tematu.

Liczba miejsc: 1

 

47. Analiza numeryczna zmiennych w czasie zjawisk transportu pędu i energii dla konwekcji wymuszonej w polu magnetycznym

Promotor: dr hab. inż. Elżbieta Fornalik-Wajs

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Zaproponowany temat dotyczy analizy przepływu płynu “słabo-magnetycznego” i jego zachowania w silnym polu magnetycznym. Płyny para- i diamagnetyczne nie były przedmiotem intensywnych badań uwzględniających oddziaływania pola magnetycznego, ze względu na słabe własności magnetyczne. Dotyczy to zwłaszcza konwekcji wymuszonej. Proponowane badania przyczynią się do zapełnienia tej luki i wyjaśnienia zjawisk pojawiające się we wspomnianym przepływie. Zostało już udowodnione w ramach analiz konwekcji termo-magnetycznej, że silne pole magnetyczne posiada znaczący wpływ na płyny słabo-magnetyczne. Objawiał się on możliwością kontroli zarówno struktury przepływu jak i transportu ciepła. Aspekt naukowy, który zostanie poddany badaniom w ramach proponowanej tematyki będzie dotyczył analizy procesów transportowych zmiennych w czasie. Taka analiza jest niezwykle cenna w odniesieniu do przepływów turbulentnych.

Proponowane badania obejmują głównie analizę numeryczną przepływu zmiennego w czasie płynu słabo-magnetycznego (np. woda, powietrze), ale także badania eksperymentalne, których brak daje się dostrzec w literaturze przedmiotu. Analizie poddany zostanie zmodyfikowany problem typu Graetz-Brinkman dla przepływów laminarnych i turbulentnych. Wpływ warunków brzegowych, własności termo-magnetycznych płynów, warunków termicznych i magnetycznych, geometrii cewki magnetycznej i analizowanego układu na strukturę przepływu i transport ciepła będzie przedmiotem licznych analiz.

Zaplecze badawcze: Temat badawczy „Analiza numeryczna zmiennych w czasie zjawisk transportu pędu i energii dla konwekcji wymuszonej w polu magnetycznym” będzie realizowany w Katedrze Podstawowych Problemów Energetyki (PPE), Wydział Energetyki i Paliw, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica. Zagadnienia badane w Katedrze PPE związane są m.in. z modelowaniem procesów transportu masy, ciepła i pędu w przypadku różnych systemów, zjawisk czy procesów. Zapoczątkowane zostały w niej badania dotyczące wpływu pola magnetycznego na konwekcję naturalną i wymuszoną w Polsce. Zagadnienia numerycznej analizy proponowanego tematu będą przeprowadzane o dostępny program Ansys Fluent oraz zasoby komputerowe centrum obliczeniowego Cyfronet. Podjęta zostanie próba analizy eksperymentalnej zmiennego w czasie przepływu wymuszonego w kanale poddanego działaniu pola magnetycznego. Katedra PPE dysponuje zapleczem laboratoryjnym, które pozwala na realizację planowanych badań. Należy dodać, że Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych wyposażone jest w magnes nadprzewodzący, zdolny generować pole magnetyczne o indukcji magnetycznej do 10 T. Ważną cechą tego urządzenia jest możliwość zmiany orientacji przestrzennej wytworzonego pola magnetycznego, co rozszerza spektrum proponowanych badań o wzajemną interakcję między polem grawitacyjnym i magnetycznym. Warto podkreślić, że w ramach Katedry PPE, Kandydat może liczyć na doświadczenie i wsparcie merytoryczne, związane z planowanymi badaniami, co w połączeniu z dostępną infrastrukturą badawczą i obliczeniową daje możliwości pełnej realizacji tematu.

Liczba miejsc: 1

 

48. Badanie i analiza właściwości sorpcyjno-dylatometrycznych układu węgiel-mieszanina gazów w różnych warunkach ciśnienia i temperatury

Promotor: dr hab. Katarzyna Zarębska, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Paweł Baran

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Rozszerzalność węgla kamiennego pod wpływem gazów kopalnianych (metanu i ditlenku węgla) jest zagadnieniem znanym w literaturze. Prowadzone badania ukierunkowane są na określenie współzależności sorpcyjno-dylatometrycznej, która jest istotna między innymi z punktu widzenia eksploatacji pokładów węgla. Mimo wieloletnich badań w tej tematyce istnieje wiele rozbieżności w otrzymanych wynikach. Duża heterogeniczność skały węglowej powoduje, że trudno jest uogólnić to zjawisko w oparciu o model. Znacząca liczba doniesień naukowych dotyczy badań w układzie izotermicznym. Dostrzegalna jest jednak luka w przypadku badań w układzie węgiel-mieszanina gazów (CO2+CH4) przy zmiennych warunkach ciśnienia i temperatury. Konkurencyjna sorpcja metanu i ditlenku węgla w powiazaniu ze zmianami objętościowymi nie jest w literaturze opisywana. Wzbogacenie obecnej wiedzy o wyniki badań w takim układzie ma znaczenie z punktu widzenia bezpiecznej eksploatacji węgla w kopalniach (rozszerzenie wiedzy na temat wyrzutu skał i gazów) eksploatacji metanu z pokładów węgla z użyciem CO2 czy też bezpośredniej sekwestracji ditlenku węgla w nieeksploatowanych złożach.

Zaplecze badawcze: Katedra dysponuje unikalną aparaturą do pomiarów adsorpcyjnych w zakresie niskiego i podwyższonego ciśnienia. Dostępna jest również oryginalna aparatura do równoczesnym pomiarów sorpcyjno-dylatometrycznych. Pracownicy Katedry posiadają wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu badań sorpcyjnych. Doświadczenie to potwierdzają publikacje w uznanych czasopismach naukowych w tej dziedzinie: International Journal of Coal Geology, Energy Fuels, Adsorption, Adsorption Science and Technology.

Liczba miejsc: 1

 

49. Ogniwa litowe i sodowe typu all-solid-state

Promotor: prof. dr hab. inż. Janina Molenda

Promotor pomocniczy: dr inż. Wojciech Zając

Katedra Energetyki Wodorowej , Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Badania i opracowanie elektrolitu stałego i materiałów elektrodowych pod kątem optymalizacji wymiany ładunku na złączach elektroda/elektrolit w nowej generacji ogniwach Li-ion lub/i Na-ion typu all-solid-state. Wytwarzanie elektrolitów i materiałów elektrodowych, ich charakteryzacja pod kątem właściwości strukturalnych, mikrostrukturalnych, transportowych i elektrochemicznych, konstrukcja i testy pracy ogniw all-solid-state.

Zaplecze badawcze: Promotor kieruje laboratoriami na Wydziale Energetyki i Paliw AGH oraz w Centrum Energetyki AGH wyposażonymi w sposób umożliwiający skuteczną realizację zaplanowanego zagadnienia badawczego w ramach krajowych i międzynarodowych projektów naukowych.

Liczba miejsc: 1

 

50. Projektowanie materiałów dla ogniw Li-ion i Na-ion

Promotor: prof. dr hab. inż. Janina Molenda

Katedra Energetyki Wodorowej , Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Zakres doktoratu obejmuje opracowanie materiałów elektrodowych dla nowej generacji ogniw Li-ion lub/i Na-ion i obejmuje syntezę materiałów z grupy tlenków metali przejściowych, ich charakteryzację pod kątem właściwości strukturalnych, transportowych i elektrochemicznych. Wytworzenie ogniwa 18650, i przeprowadzenie testów pracy i testów stabilności wytworzonych ogniw.

Zaplecze badawcze: Promotor ma doskonałe, wyposażone na poziomie światowym Laboratorium Badawczo-Wdrożeniowe Ogniw Litowych i Sodowych w Centrum Energetyki AGH, pozwalające na realizację z sukcesem doktoratu w tej dziedzinie w ramach projektów naukowych.

Liczba miejsc: 1

 

51. Analiza LCA krajowego sektora energetycznego w kontekście gospodarki obiegu zamkniętego

Promotor: dr hab. Katarzyna Zarębska, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Magdalena Gazda-Grzywacz

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Głównym zadaniem LCA (oceny cyklu życia) jest określenie potencjalnego wpływu badanego wyrobu (np. towar, usługa) na środowisko poprzez zebranie danych związanych z procesami produkcji, użytkowania oraz utylizacji produktu. W Polsce pod koniec 2017 r., udział węgla kamiennego w wytwarzaniu energii elektrycznej wyniósł 46,4%, a węgla brunatnego 30,6%. Największym problemem przemysłu energetycznego jest emisja spalin oraz wytwarzanie odpadów tzw. UPS-y czyli ubocznych, stałych produktów spalania. Odpowiednie zarządzanie odpadami, zwłaszcza w sektorze energetycznym, jest istotnym elementem zapewniającym efektywne użytkowanie zasobów naturalnych przy jednoczesnym minimalizowaniu negatywnego wpływu na środowisko i zdrowie człowieka. Gospodarka cyrkularna proponuje model zarządzania procesami lub całymi technologiami, który nie wytwarza odpadów, lecz ponownie wszystko zużywa. Celem zagadnienia badawczego będzie analiza oceny cyklu życia (LCA) krajowego sektora energetycznego w kontekście gospodarki obiegu zamkniętego.

Zaplecze badawcze: specjalistyczne narzędzie komputerowe do analizy LCA, SimaPro

Liczba miejsc: 1

 

52. Analiza LCA sektora paliw alternatywnych w kontekście gospodarki obiegu zamkniętego

Promotor: dr hab. Katarzyna Zarębska, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Magdalena Gazda-Grzywacz

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Analiza LCA (ocena cyklu życia) pozwala na określenie potencjalnego wpływu badanej technologii na środowisko np. w kontekście emisji gazów cieplarnianych. Ostateczna dyrektywa przyjęta przez Parlament Europejski w dniu 29 września 2014 r. po negocjacjach międzyinstytucjonalnych, wymaga od państw członkowskich opracowania krajowych ram polityki na rzecz rozwoju rynku paliw alternatywnych i ich infrastruktury. Polska Ustawa o elektromobilności i paliwach alternatywnych, wdraża dyrektywę UE o rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych. Celem ustawy jest stymulowanie rozwoju elektromobilności oraz zastosowania innych paliw alternatywnych w sektorze transportowym w Polsce poprzez określenie ram prawnych dla rozbudowy infrastruktury ładowania samochodów elektrycznych i tankowania CNG/LNG. Celem zagadnienia badawczego będzie analiza LCA sektora paliw alternatywnych, zarówno w obszarach rozwijanych jaki i możliwych do wdrożenia w krajowych warunkach.

Zaplecze badawcze: specjalistycznego narzędzie komputerowe do analizy LCA, SimaPro

Liczba miejsc: 1

 

53. Modelowanie i analiza procesów produkcji energii i substancji chemicznych z wykorzystaniem symulatora procesów ChemCAD i IPSEpro-PSE

Promotor: dr hab. Tomasz Chmielniak

Katedra Technologii Paliw, Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Zagadnienie badawcze dotyczy modelowania procesowego zaawansowanych układów produkcji energii i substancji chemicznych z wykorzystaniem paliw stałych i gazowych w tym odnawialnych. Przedmiotem modelowania będą technologie dostępne komercyjnie oraz znajdujące się na wczesnym etapie rozwoju pracujące samodzielnie i zintegrowane.

Badania obejmować będą zagadnienia związane z podniesieniem efektywności energetycznej, redukcją emisji CO2, technologiami produkcji wodoru na potrzeby rozwoju gospodarki wodorowej oraz technologiami efektywnego wykorzystania odpadów jako podstawy gospodarki o zamkniętym obiegu pierwiastka C.

Efektem prac będzie opracowanie i szczegółowa analiza kompletnych i w pełni funkcjonalnych procesowych modeli obliczeniowych zawierających wszystkie główne węzły technologiczne o zdefiniowanym algorytmie obliczeń i przyjętych parametrach pracy, połączone strumieniami procesowymi obejmującymi strumienie gazów, pary wodnej, wody oraz ciała stałego. Opracowane modele pozwolą na symulację pracy całego procesu technologicznego, tj. obejmującego wszystkie aparaty oraz łączące je strumienie procesowe przy uwzględnieniu występujących strumieni recyklu.

Analiza rozpatrywanych układów wytwórczych dotyczyć będzie badania wpływu technologii oraz ich konfiguracji na sprawność procesową układów oraz ich oddziaływanie na środowisko. Szczególna uwaga poświęcona będzie emisji CO2 , w tym opracowaniu konfiguracji układów spełniających wymagania pakietu zimowego.

W ramach prac badawczych przewiduje się modelowanie i analizę układów poligeneracyjnych (integracja produkcji energii i substancji chemicznych w tym wodoru), badania procesowe układów zgazowania węgla zintegrowanych z ogniwami paliwowymi, oraz opracowanie i badania układów zgazowania odpadów jako podstawy stworzenia gospodarki o zamkniętym obiegu pierwiastka C. Do prac wykorzystywane będą symulatory procesów ChemCAD i IPSEpro. Uzyskane wyniki mogą stać się podstawą do dalszych pra,c w tym do szerokorozumianej analizy LCA oraz analizy ekonomicznej.

Zaplecze badawcze: Prace badawcze realizowane będą w aktualnie tworzonym w CE (Centrum Energetyki) „Laboratorium zaawansowanych symulacji procesowych układów przemysłowych produkcji substancji chemicznych i energii” (kierownik laboratorium dr hab. inż. Tomasz Chmielniak) . Laboratorium wyposażone jest w stanowiska komputerowe na których zainstalowane jest oprogramowanie ChemCAD (CHEMCAD SUITE) oraz IPSEpro-PSE (w trakcie procedury zakupowej).Laboratorium posiada część komercyjną i edukacyjną. Istniejące zaplecze oraz tematyka badawcza pozwalają na skuteczne aplikowanie o granty badawcze.

Liczba miejsc: 2

 

54. Badania specjacji rtęci w próbkach środowiskowych i przemysłowych

Promotor: dr hab. inż. Mariusz Macherzyński

Promotor pomocniczy: dr inż. Jerzy Górecki

Katedra Chemii Węgla i Nauk o Środowisku, Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Obecnie wszyscy producenci energii, posiadający elektrownie spalające paliwa stałe, szukają możliwości obniżenia poziomu emisji rtęci. Próby obniżania emisji rtęci wymagają wykonywania wiarygodnych pomiarów stężenia rtęci i jej form (specjacja) w spalinach i innych produktach spalania. Nowe potrzeby analityczne powodują konieczność opracowywania nowych narzędzi analitycznych (aparatura i procedury pomiarowe). Rtęć emitowana przez przemysł, głównie w formie Hg0, może przekształcić się w formę Hg2+, która dostaje się do zbiorników wodnych. W osadach dennych, rtęć może być dalej transformowana (przez bakterie) w znacznie bardziej toksyczną formę – metylortęć (MeHg+).

Proponowane badania są próbą holistycznego podejścia do problemu emisji rtęci. W ramach badań planowane jest tworzenie nowych i modyfikacja istniejących narzędzi analitycznych, pomiary specjacji rtęci w spalinach (układy laboratoryjne i przemysłowe) ze szczególnym uwzględnieniem oceny jakości tych pomiarów, badania procesów sorpcji i desorpcji rtęci (Hg0, Hg2+) na elementach układów pomiarowych i materiałach do usuwania rtęci ze spalin. Planowane są również pomiary metylortęci w próbkach biologicznych (współpraca z Zachodniopomorskim Uniwersytetem Medycznym) oraz optymalizacja układów i procedur pomiarowych. W ramach istniejącej współpracy z Centrum Energetyki Technicznego Uniwersytetu w Ostrawie planowane są wspólne pomiary przemysłowe na terenie Republiki Czeskiej.

Zaplecze badawcze: W wyniku wielu lat zajmowania się zagadnieniami emisji rtęci i jej skutkami środowiskowymi, Katedra Chemii Węgla i Nauk o Środowisku dysponuje dużą bazą aparaturową, która umożliwia realizację praktycznie każdego projektu związanego z rtęcią. Poniżej przedstawiono aparaturę, która będzie wykorzystywana w proponowanych badaniach: mobilny układ do badania specjacji rtęci w spalinach, detektory rtęci EMP-2, niskociśnieniowy, ultradźwiękowy kalibrator rtęci Hg2+, analizatory rtęci MA-2 i MA-3000 Nippon Instrument Corporation, detektor rtęci Tekran 2500, chromatograf gazowy HP 5890 II, laboratoryjny generator spalin, komora termiczna do testów materiałów do usuwania rtęci, półautomatyczny układ Tenax-CG-AFS do oznaczania MeHg w próbkach biologicznych. Poza wymienionymi urządzeniami Laboratorium Analityki rtęci dysponuje pełnym, podstawowym zapleczem do przygotowywania próbek do pomiarów (liofilizator, wagi, mineralizatory, wirówki, piece itp).

Liczba miejsc: 1

 

55. Badania procesów oczyszczania spalin w kontakcie z popiołami i sorbentami różnego pochodzenia oraz budowa i modyfikacja laboratoryjnych stanowisk pomiarowych przeznaczonych do tego celu

Promotor: dr hab. inż. Mariusz Macherzyński

Katedra Chemii Węgla i Nauk o Środowisku, Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: Wymogi ekologiczne sprawiają, że we współczesnych instalacjach skład gazów procesowych jest wszechstronnie kontrolowany, zarówno w trakcie samooczyszczania jak podczas procesów oczyszczania przewidzianych w samej technologii. Przedmiotem badań ma być symulacja i opis procesów wymiany masy zachodzących pomiędzy spalinami różnego pochodzenia generowanymi laboratoryjnie, a sorbentami i popiołami pełniącymi rolę adsorbentów, które będą dodawane do układu pomiarowego. Pomiary prowadzone będą w różnych warunkach temperatury, przepływu i czasu kontaktu spalin z fazą stałą. Przedmiotem zainteresowania będą przede wszystkim metale ciężkie i ich lotne formy występujące w spalinach oraz główne składniki gazów odlotowych. Badane procesy będą rejestrowane ilościowo zarówno poprzez analizę chemiczną zmiany składu popiołów i sorbentów (badania wymywalności, ekstrakcja sekwencyjna lub mineralizacja odpadów) jak również analizę on-line zmiany składu oczyszczanych gazów. Do realizacji tych zadań potrzebne będzie skonstruowanie dodatkowych reaktorów symulujących różne sposoby kontaktu spalin ze z popiołami: złoże stałe, złoże ruchome, złoże przepływowe z porywanym sorbentem. Modyfikacji ulec muszą sposoby pomiaru on-line składników gazowych, z możliwością pobierania próbek gazowych do dalszych analiz spektrometrycznych

Zaplecze badawcze: KChWiNoŚ dysponuje zapleczem pozwalającym prowadzić i rozwijać zaplanowane badania zarówno w zakresie analityki chemicznej jak i prowadzenia eksperymentów sorpcyjnych. W skład Katedry wchodzi Laboratorium Badań Rtęci, które posiada stanowisko pomiaru usuwania rtęci ze spalin węglowych (stanowisko wyposażone jest obecnie w generator spalin, filtr workowy, komorę termostatyczna z reaktorami sorpcyjnymi oraz dwa analizatory rtęci gazowej i płuczki do kondycjonowania spalin). Dodatkowymi składowymi są zestawy aspiratorów z płuczkami oraz analizator gazów. Stanowisko to będzie rozbudowywane w ramach przedstawianego zagadnienia badawczego. Katedra dysponuje również analizatorami rtęci w próbkach stałych i ciekłych, spektroskopem UV-Vis, fotometrem płomieniowym i cała gamą stanowisk chromatograficznych (gazowa, cieczowa, jonowa). W ramach stanowisk dydaktycznych w Laboratorium Ochrony Środowiska i Radiochemii Centrum Energetyki AGH można będzie prowadzić analizy anionów i kationów oraz analizy elementarne z zastosowaniem nowej generacji spektrometru z atomizacją próbki w plaźmie azotowej (MP-AES) w przesączach, ekstraktach i zmineralizowanych próbkach. Opisane stanowisko pomiarów usuwania rtęci wykorzystywane było przy okazji współpracy naukowej z Instytutem Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, University of Nottingham, Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych PAN czy Uniwersytetem Technicznym w Ostrawie

Liczba miejsc: 1

 

56. Katalityczna selektywna redukcja w gazach z instalacji kwasu azotowego.

Promotor: dr hab. Monika Motak, prof. AGH

Promotor pomocniczy: dr inż. Marek Inger

Wydział Energetyki i Paliw

Streszczenie: W ramach pracy doktorskiej planuje się opracowanie metod preparatyki i formowania próbek katalizatorów o zróżnicowanym składzie, wykonanych we współpracy z AGH, i testowanie ich w instalacji laboratoryjnej z użyciem strumienia rzeczywistych gazów resztkowych pochodzących z instalacji kwasu azotowego, w zakresie temperatury 200-450°C. Na podstawie uzyskanych wyników wyselekcjonowany zostanie najaktywniejszy katalizator, dla którego w kolejnym etapie wykonane zostanie powiększenie skali procesu jego wytwarzania – z laboratoryjnej do pilotowej. Pilotowa partia katalizatora (o odpowiednim składzie i właściwościach) będzie testowana w reaktorze SCR w pilotowej instalacji kwasu azotowego. W ramach realizacji pracy doktorskiej zostanie wykonana preparatyka a następnie charakterystyka katalizatorów przed i po testach katalitycznych, ze szczególnym uwzględnieniem zmian strukturalnych (XRD) oraz teksturalnych i powierzchniowych (SEM, niskotemperaturowa sorpcja azotu, XPS). Badane będą także aktywność, selektywność i stabilność katalizatorów. Na bazie uzyskanych wyników wykonane zostaną obliczenia symulacyjne w warunkach pracy instalacji przemysłowych. Potencjalnym docelowym miejscem zastosowania opracowanego katalizatora do selektywnej redukcji NOx są zarówno nowe jak i pracujące instalacje kwasu azotowego. Wdrożenie katalizatora nie będzie wiązało się z koniecznością dokonywania kosztownej modyfikacji instalacji. W przypadku większości instalacji kwasu azotowego możliwe będzie jego zastosowanie w istniejącym reaktorze do selektywnej katalitycznej redukcji NOx z gazów resztkowych.

Zaplecze badawcze: Zespół badawczy Katedry Technologii Paliw z Wydziału Energetyki i Paliw Akademii Górniczo-Hutniczej ma dużą wiedzę oraz wieloletnie doświadczenie w zakresie badań katalizatora do selektywnej redukcji katalitycznej w skali laboratoryjnej. Sieć Badawcza ŁUKASIEWICZ – Instytut Nowych Syntez Chemicznych posiada wieloletnie doświadczenie w preparatyce i formowaniu katalizatorów o zróżnicowanym składzie chemicznym i właściwościach fizykochemicznych oraz we wdrażaniu ich w instalacjach przemysłowych na całym świecie. W ofercie INS znajdują się m. in. katalizatory do parowego reformingu, konwersji tlenku węgla, metanizacji, uwodornienia benzenu i wysokotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu. Partner Przemysłowy (ŁUKASIEWICZ - INS) posiada także zaplecze badawcze w postaci instalacji pilotowej, w której możliwe jest prowadzenie badań do doktoratu. Dlatego połączenie doświadczeń tych jednostek daje szansę na opracowanie katalizatora mogącego znaleźć zastosowanie w przemyśle.

Liczba miejsc: 1

 

57. Koncepcja i projekt rewitalizacji karpackich złóż ropy naftowej poprzez cykliczne zatłaczanie gazu

Promotor: dr hab. inż. Czesław Rybicki, prof. nadzw. AGH

Promotor pomocniczy: dr hab. inż. Jacek Blicharski

Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu

Streszczenie: Celem pracy jest opracowanie koncepcji i przygotowanie projektu rewitalizacji złóż ropy naftowej będących w końcowym studium eksploatacji poprzez cykliczne zatłaczanie gazu celem zmniejszenia jej lepkości a tym samym zwiększenia jej mobilności. W efekcie tego powinno się uzyskać znacznie większy stopień sczerpania.

Istotną cechą tego rozwiązania dokonanie szczegółowej analizy geologicznej sczerpanych złóż ropy naftowej z obszaru Karpat a następnie dokonana zostanie odtworzona dotychczasowa eksploatacja i dopasowanie ilości zatłaczanego gazu. W analizie zatłaczanego gazu będą uwzględnione własności różnych gazów takich jak : dwutlenek węgla, azot i metan.

Opracowane w trakcie realizacji przewodu doktorskiego algorytmy pozwolą na opracowanie kilku wariantów cyklicznego zatłaczania gazu do danego złoża ropy naftowej.

Pierwszym etapem pracy będzie wytypowanie złoża lub złóż ropy naftowej, ocena jego stanu rozwiercenia, warunków geologicznych jak też możliwości wykonania ewentualnie nowych odwiertów. W kolejnym etapie zostanie przeprowadzona kalibracja istniejących modeli hydrodynamicznych do warunków danego złoża. Problemem tu może być szczupłość danych ze względu na to, że złoża te często eksploatują ropę przez okres kilkunastu lub nawet kilkudziesięciu lat. W różnych okresach czasu rejestracja danych odbywała się w różny sposób. Obecna techniki komputerowe pozwalają na uzyskanie interesujących informacji w oparciu o szczupłą bazę danych. Będzie to ambitne wezwanie jakie stanie przed przyszłym dyplomantem. Po wytypowaniu złoża kolejnym etapem będzie przeprowadzenie obliczeń symulacyjnych procesu wzajemnego wypierania dwóch faz z jednoczesną analizą takich procesów jak: mieszanie, dyfuzja molekularna dyspersja hydrodynamiczna i zmiany fazowe. Efektem tych prac ma być przygotowanie algorytmów, które pozwolą na optymalne dopasowanie parametrów zabiegu zatłaczania gazu do złoża ropy naftowej. Nowością pracy będzie opracowanie technologii cyklicznego a nie ciągłego zatłaczania gazu do złoża ropy naftowej.

Zaplecze badawcze:

Katedra Inżynierii Gazowniczej dysponuje szerokim zapleczem laboratoryjnym oraz doświadczeniem w prowadzeniu prac badawczych z zakresu technologii gazowych. Zdobyte doświadczenie pochodzi zarówno z realizacji grantów badawczych oraz prac realizowanych na zlecenie spółek sektora gazowego.

Liczba miejsc: 1