Publisher: Politechnika Częstochowska
Environmental safety of biowaste in the circural economy
Neczaj, Ewa, Grosser Anna
The book deals with a very important element of the circular economy related to sustainable management of biodegradable waste. According to World Bank by 2050, the human population is estimated to increase more than 9 billion; meanwhile, energy demand is expected to almost double, and the demand for water and food is expected to increase by about 60%. It is also obvious that the amount of biodegradable waste will grow in th coming years, and it will become a global problem and need to change in the organic waste management system. If not properly handled, the large volume of biodegradable waste may deteriorate air, water, and soil quality, resulting in significant impacts to food, energy, and water supplies. However, waste also poses a great opportunity as feedstock for renewable energy generation and production of value-added products Thus, reuse and treatment of biodegradable waste play an essential role in the food-energy-water nexus. The individual chapters of the book are aimed at the importance of biowaste and other biodegradable waste in a circular economy, taking into account environmental aspects (e.g. toxicity, organic carbon sequestration, LCA). This book will serve as a useful resource for environmental engineers, biotechnologists, researchers, and students studying organic waste processes, as well as operators of a wastewater and organic waste treatment plants. We strongly hope that readers enjoy reading this book and find it of very use.
Izabela Major, Maciej Major, Krzysztof Kuliński
The present book has been written for students of building engineering and mechanics, who during their studies have contact with computer simulations which for their calculations use the finite element method in the ADINA software. The included examples provide simultaneous step-by-step presentation of both the operation of the software and the options related to the modeling of a given physical phenomenon. The examples address the application of both static and dynamic analysis for the calculation of flat rods and surface elements, as well as the calculation of spatial volumetric elements. The book intends to present selected techniques for modeling physical phenomena, and to facilitate work in the environment of the ADINA software. There are numerous commercial computer programs which use the finite element method for calculations. The most popular programs used all over the world include: ANSYS, ABAQUS, and SOLIDWORKS. These are advanced and complex programs which allow calculations for almost any structures. ADINA is also a commercial program with a similar level of advancement; however, it is mostly popular in the United States, albeit a certain part of European universities and industrial structures eagerly use it to perform their own simulations.
First Order Ordinary Differential Equations. Course book
Anita Ciekot, Izabela Zamorska
This book is designed to introduce readers to the fundamental concepts, techniques, and applications of differential equations, providing a solid foundation for further study or practical problem-solving. It is specifically intended for students of technical universities. The textbook is divided into five main chapters. In the first chapter, we will explore basic concepts and notation, establishing the language and framework necessary for understanding differential equations. Definitions and essential terminology will be clarified, accompanied by "Do it yourself" tasks to reinforce learning and ensure active engagement with the material. The subsequent chapters study specific classes of first order differential equations. Chapter 2 focuses on first order equations, including their definitions, key theorems, and special cases such as separable equations. Practical exercises are included to develop problem-solving skills. Chapter 3 covers linear differential equations, highlighting important methods such as the Euler-Lagrange approach and integrating factors. We will also examine Bernoulli equations, providing tools for solving a broad class of problems. In Chapter 4, we explore exact differential equations, discussing their properties and methods of solution. Techniques like integrating factors for nonexact equations are presented to expand your toolkit for tackling complex problems. The final chapter demonstrates the application of the theory to real-world modelling situations. We investigate how differential equations can describe phenomena in population dynamics, cooling processes, mixing, and elementary mechanics. These examples demonstrate the practical relevance of the concepts covered. An appendix on the review of integration techniques supports the main content, offering definitions, properties, tables of common integrals, and illustrative examples to strengthen your understanding. This textbook aims to make the study of differential equations accessible, engaging, and applicable to various fields.
Informatyczne wspomaganie procesów logistycznych
Aleksandra Grabińska, Ilona Pawełoszek, Leszek Ziora
Zrozumienie roli informatyki w procesach logistycznych oraz możliwości jej zastosowania wymaga poznania i zrozumienia teorii i praktyki podejścia procesowego, które jest obecnie standardem w zarządzaniu organizacjami. Niniejsze opracowanie obejmuje różnorodne aspekty zastosowania narzędzi informatycznych do wspomagania procesów logistycznych. Skrypt obejmuje wybrane zagadnienia z zakresu informatycznego wspomagania procesów logistycznych. Adresowany jest on głównie do studentów kierunku logistyka poznających podstawy zastosowania systemów informatycznych, a także przygotowujących się do napisania prac dyplomowych. Zakres tematyczny odpowiada programowi wykładów prowadzonych na tym kierunku. W poszczególnych rozdziałach przybliżono podstawowe pojęcia i definicje dotyczące podejścia procesowego w logistyce, charakterystykę systemów informatycznych w przedsiębiorstwach, technologie informacyjno-komunikacyjne we wspomaganiu procesów logistycznych oraz przykłady informatycznego wspomagania procesów logistycznych. Skrypt przybliża zagadnienia związane z podejmowaniem decyzji o zastosowaniu technologii informacyjnej w przedsiębiorstwach. Poruszane problemy doboru narzędzi informatycznych są rozpatrywane w odniesieniu do podstawowych funkcji logistyki, takich jak transport, magazynowanie, dystrybucja. Opracowanie podejmuje również problematykę organizacji i funkcjonowania systemów informatycznych, ze szczególnym uwzględnieniem wad i zalet poszczególnych rozwiązań. Istotnym walorem skryptu jest przybliżenie możliwości, jakie daje współczesna technologia informacyjna w zakresie planowania, organizowania i kontrolowania procesów logistycznych, oraz wskazanie kierunków ich rozwoju i doskonalenia.
Innowacje społeczne w zarządzaniu przedsiębiorstwami komercyjnymi
Aleksander Pabian
Współczesnym przedsiębiorstwom przychodzi działać w coraz bardziej złożonych warunkach, w świecie zmienności i niepewności, natłoku danych i informacji, nieprzewidywalności zjawisk (co najlepiej pokazała pandemia COVID-19), a także dynamizmu procesów społeczno-ekonomicznych oraz silnej konkurencji. Niestabilność i nieprzewidywalność to główne cechy współczesnego otoczenia. Ważnym czynnikiem konkurencyjności przedsiębiorstw, regionów i gospodarek w obecnych warunkach jest innowacyjność. Dla wielu polskich przedsiębiorstw staje się ona warunkiem sine qua non poprawy bądź wręcz utrzymania pozycji rynkowej. W dzisiejszych czasach troska o interesy ekonomiczne musi być powiązana z dbałością o przestrzeganie etycznych zasad odpowiedzialności względem społeczeństwa. Jednocześnie procesy działalności innowacyjnej, w szczególności te nakierowane na społeczeństwo, pozostają nadal niewystarczająco zoperacjonalizowane i podbudowane metodologicznie, zwłaszcza w kontekście decyzyjnym. Podstawowym celem monografii jest próba teoretycznej i empirycznej refleksji nad złożoną problematyką innowacji społecznych w zrównoważonym rozwoju organizacji na przykładzie przedsiębiorstw działających na obszarze województwa śląskiego. Monografia podzielona jest na dwie zasadnicze części. Pierwsza posiada charakter teoretyczny, druga integruje w sobie cechy wywodu teoretycznego oraz praktycznego, posiada także walor ilustrujący, szkoleniowy i inspirujący. Służy zrozumieniu okoliczności i ścieżek decyzyjnych w konkretnych przedsiębiorstwach i w określonych okolicznościach. Dzięki analogii część ta może zainspirować Czytelników do zaprojektowania ich własnych działań. Książka pozwoli mniej doświadczonym menedżerom zrozumieć istotę i docenić rolę innowacji społecznych, zaś doświadczonych praktyków zmobilizuje do prowadzenia odpowiedzialnej działalności gospodarczej oraz poszukiwania dalszych rozwiązań zarządczych, które będą korzystne zarówno dla przedsiębiorstwa, jak i społeczeństwa. W książce m.in. omówiono: źródła oraz istotę innowacji; zasadnicze aspekty teoretyczne zarządzania innowacjami w przedsiębiorstwach; charakterystykę województwa śląskiego z punktu widzenia cech społeczno-demograficznych oraz gospodarczych; kondycję współczesnego otoczenia społecznego i przyrodniczego; doświadczenia praktyczne firm, które już stosują praktyki nakierowane na wzrost jakości życia w swoim otoczeniu; gotowe rozwiązania modelowe doskonalenia procesów zarządzania, które mogą pozwolić przedsiębiorstwom na tworzenie i wprowadzanie rozwiązań sprzyjających rozwojowi otoczenia społecznego oraz zachowanie niezmienionego stanu otoczenia przyrodniczego; zalecenia i rekomendacje praktyczne dotyczące zasad prowadzenia działalności gospodarczej i sposobów zarzadzania zgodnych z zasadami zrównoważonego rozwoju i corporate social responsibility oraz prowadzących do osiągnięcia wartościowych celów społecznych i środowiskowych.
Innowacje w technologii i automatyzacji
Jerzy Winczek Przemysław Postawa Marek Gucwa
Nieustanny rozwój technik wytwarzania, stosowanie nowoczesnych technologii i materiałów stawiają przed kadrą naukową i dydaktyczną nowe zadaniai wyznaczają kierunki naukowych poszukiwań i badań. Dynamiczny postęp w technologii materiałów stosowanych w bioinżynierii, zintegrowanych systemach CAD/CAM//CAE, technologii druku 3D zarówno w technikach tworzyw sztucznych i metalowych, jak i metod oraz urządzeń spawalniczych implikuje konieczność reagowania na otaczający świat oraz sprostania nowym wyzwaniom. Odpowiedzią na tego typu wyzwania jest niniejsza monografia. Pierwsza część pracy poświęcona jest zagadnieniom materiałów i technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych. Znajdują się tu rozdziały poświęcone zagadnieniom materiałów polimerowych oraz ich procesom starzenia w różnych warunkach, materiałom polimerowym stosowanym w medycynie, badaniom nad technologią przetwórstwa, analizie numerycznej przepływu tworzyw oraz obciążania implantów stosowanych w medycynie, a także zastosowaniom technologii przyrostowych, a w szczególności druku 3D. Kształtowanie i badanie jakości powierzchni metalowych obrabianych metodami mechanicznymi (obróbką skrawaniem, nagniataniem) jest przedmiotem rozważań kolejnej części pracy. W odniesieniu do obróbki skrawaniem prezentowane prace koncentrują się na zagadnieniach frezowania i toczenia. Przedstawiono sposób kształtowania powierzchni śrubowej o zarysie kołowo wklęsłym frezem trzpieniowym z czołem kulistym, dokonano analizy dokładności 3-osiowej frezarki CNC na podstawie obróbki przedmiotu próbnego. Nowoczesnym rozwiązaniom poświęcona jest praca dotycząca zastosowania innowacyjnej technologii obróbki skrawaniem LFV, polegającej na wprawianiu w drgania osi ruchu posuwowego serwomechanizmu w kierunku osiowym. Ostatnią grupą prac związanych bezpośrednio z technologią wytwarzania są rozdziały poświęcone problematyce spawalniczej. Znajdują się tu rozdziały dotyczące zjawisk zachodzących w przestrzeni międzyelektrodowej w jednej z odmian metody MIG/MAG. Zaprezentowano także badania stabilności pracy łuku spawalniczego przy wymuszonych impulsach prądowo-napięciowych oraz zaproponowano nową autorską metodę badania charakterystyk statycznych zasilaczy impulsowych. Kolejne prace koncentrują się wokół efektów oddziaływania łuku spawalniczego na materiał spawany. Szczególnie istotny jest temat badań poświęcony ilości ciepła, jakie jest doprowadzane do złącza czy też napoiny. Zaproponowane podejście obliczenia wielkości geometrycznych napoin jest punktem wyjścia do zmiany metodologii wyznaczania ilości wprowadzanego ciepła do napoiny czy też złącza. Również jakość powierzchni po cięciu, wielkość strefy wpływu ciepła i niewielkie zmiany w twardości ciętych materiałów przemawiają za wyborem tej metody cięcia, co znakomicie zostało pokazane w rozdziale poświęconym jakości cięcia laserowego. Dużym wyzwaniem, przed jakim staje obecnie spawalnictwo, jest modernizacja i naprawa bloków energetycznych. Stosowane w tych konstrukcjach materiały są trudnospawalne i wymagają dużego doświadczenia oraz wiedzy w odpowiednim projektowaniu technologii łączenia tych materiałów. Dobrym przykładem sposobu postępowania przy kwalifikowaniu technologii spawania stali stosowanych w energetyce jest praca, w której przedstawiono proces technologiczny łączenia rur i zmiany w strukturze złącza. Kolejne rozdziały poświęcono procesom napawania, z których pierwszy dotyczy napawania regeneracyjnego stosowanego w instalacjach energetycznych, a drugi napawania technologicznego, którego celem jest uzyskanie pożądanych właściwości w warstwie wierzchniej. Pracę kończą rozdziały poświęcone projektowaniu aplikacji bazodanowych na przykładzie oprogramowania dedykowanego laboratorium metrologicznemu oraz modelowi ewaluacji kursów on-line prowadzonych na Politechnice Częstochowskiej.
Innowacje w technologii i automatyzacji
Piotr Boral, Jerzy Winczek Przemysław Postawa, Marek...
Monografię otwierają rozdziały poświęcone modyfikacji tworzyw sztucznych. Tworzywa są najczęściej modyfikowane w fizycznych procesach przetwórstwa poprzez dodatki różnego rodzaju napełniaczy, pełniących zarówno funkcję wzmacniającą (napełniacze aktywne), jak i wypełniającą, która powoduje zmniejszenie ceny (napełniacze inertne). Obok modyfikacji fizycznej w wielu aplikacjach przemysłowych wykorzystuje się modyfikację chemiczną. Dzięki dodatkom można w późniejszych procesach przetwórstwa aktywować substancje odpowiedzialne za kształtowanie się oczekiwanej struktury formowanych wyrobów z tworzyw. Ważnym obszarem stosowania tworzyw sztucznych jest medycyna, w której tworzywa polimerowe są już nieodzownym materiałem. W rozdziałach 2-5 zaprezentowano wyniki badań zarówno eksperymentalnych, jak i numerycznych dotyczących stosowania polietylenu ultra o wysokiej masie cząsteczkowej w endoprotezach stawów kolanowych i biodrowych oraz w barłożyskach. Analizowano procesy zużycia tych materiałów w różnych stanach obciążenia, co jest kluczowym kryterium przy ich stosowaniu w organizmach żywych ze względu na brak możliwości usunięcia produktów zużycia podczas eksploatacji. Przedmiotem rozważań kolejnych rozdziałów monografii są zagadnienia związane z konstrukcją obrabiarek skrawających, analizą współpracy elementów geometrycznie złożonych oraz z przebiegiem procesu zużywania się powierzchni po obróbce powierzchniowej nagniataniem. W rozdziale dotyczącym analizy MES modelu frezarki pionowej przedstawiono badania wytrzymałościowe zaprojektowanych korpusów obrabiarki z wykorzystaniem aplikacji CAD/CAE. Rozwój technik wytwarzania w zakresie obróbki metali powoduje stały wzrost zapotrzebowania na obrabiarki coraz wydajniejsze, dokładniejsze i o wyższym stopniu automatyzacji. Współczesne obrabiarki CNC różnią się od obrabiarek konwencjonalnych konstrukcją, sterowaniem, jak również stosowanymi komponentami. Obrabiarki konwencjonalne w większości przypadków były w całości produkowane w ramach poszczególnych firm, a obrabiarki CNC w dużym stopniu mają budowę modułową, składane są z komponentów produkowanych przez wyspecjalizowane firmy. W rozdziale dotyczącym procesu montażu wybranych zespołów bramowej frezarki CNC przedstawiono projekt autorskiej frezarki bramowej trzyosiowej o konstrukcji spawanej z profili zamkniętych ze stali o podwyższonej wytrzymałości S355J2 o grubości ścianki 10 mm. Dostępność na rynku wielu komponentów umożliwiła wykonanie obrabiarki CNC we własnym zakresie. Obrabiarka ta przewidziana została do obróbki frezami o niewielkiej średnicy metodą wierszowania powierzchni geometrycznie złożonych. Dodatkowo została wyposażona w czwartą oś obrotową w formie wrzeciona przedmiotowego z uchwytem trójszczękowym samocentrującym, usytuowaną na stole frezarki. W części dotyczącej przekładni ślimakowej przedstawiono analizę śladu styku zębów ślimaka o określonym zarysie z współpracującym kołem ślimakowym. Styk zębów koła ślimakowego w przekładniach ze ślimakiem o zarysie prostoliniowym czy stożkopochodnym jest stykiem dwóch powierzchni wypukłych. Występują wtedy małe promienie zastępcze krzywizn zarysów wzdłuż linii styku, co przyczynia się do powstawania dużych nacisków i trudności w utrzymaniu filmu olejowego w przestrzeni międzyzębnej. W przypadku zarysów krzywoliniowych styk zębów ślimaka zachodzi jako kontakt powierzchni wypukłej z powierzchnią wklęsłą. Tworzą one wtedy duże promienie zastępcze krzywizn, co stwarza lepsze warunki do powstawania i utrzymania filmu olejowego między współpracującymi powierzchniami i sprzyja powstawaniu mniejszych nacisków, dlatego też dokonano analizy przypadku współpracy zębów ślimaka o zarysie wklęsłym w przekroju osiowym, opisanym funkcją kwadratową z kołem ślimakowym. Istotnym zagadnieniem w produkcji części maszyn jest spełnienie określonych wymagań eksploatacyjnych zależnych w dużej mierze od jakości i stanu ich powierzchni. Proces nagniatania pozwala na uzyskanie oczekiwanych własności użytkowych wytwarzanych powierzchni. W pracy przedstawiono wyniki badań przebiegu procesu zużycia w warunkach tarcia technicznego suchego warstw wierzchnich po wybranych sposobach obróbki nagniataniem naporowym powierzchni zewnętrznych. Stały postęp w technice, technologii czy inżynierii materiałowej dotyczy również szeroko pojętego spawalnictwa. W ramach tego pojęcia mieszczą się typowe procesy spawalnicze, dobrze znane metody spawania elektrycznego czy gazowego, jak również liczne procesy pokrewne spawaniu. Spośród licznych procesów klasyfikowanych jako pokrewne spawaniu istotne miejsce znajdują procesy cięcia termicznego. Spośród tych procesów cięcia szczególne miejsce znajduje proces cięcia plazmą, łączący wysoką jakość krawędzi i powierzchni po cięciu z umiarkowanymi kosztami. W rozdziałach 10 i 11 niniejszej monografii przedstawiono proces cięcia plazmowego oraz analizę jakości powierzchni i krawędzi po cięciu. W tych pracach zwrócono jednocześnie uwagę na pogarszającą się jakość cięcia wraz ze wzrostem grubości ciętych materiałów oraz niekorzystne oddziaływanie tego procesu cięcia na środowisko pracy. W kolejnym rozdziale monografii przedstawiono wyniki badań nad odpornością na korozję wżerową złączy spawanych ze stali austenitycznych. W badaniach zastosowano trzy gatunki stali nierdzewnych, dla których wykonano złącza doczołowe poddane następnie badaniom korozyjnym zgodnie z normą ASTM G48. Wyniki badań wskazują na pozytywny wpływ zastosowania spawania łukiem pulsującym na odporność korozyjną badanych złączy spawanych. Równie ważny w tym zakresie jest odpowiedni skład chemiczny stali i jej jakość, rozumiana w tym przypadku jako niska zawartość ferrytu δ i jego równomierne rozmieszczenie w osnowie austenitycznej. Ostatni rozdział monografii został poświęcony nowoczesnym zrobotyzowanym procesom spawalniczym, jakimi niewątpliwie są spawanie laserowe i spawanie hybrydowe. Procesy te zostały zastosowane do wykonania złączy teowych ze stali S700MC, która znajduje coraz szersze zastosowanie w wytwarzaniu konstrukcji spawanych. Uzyskane wyniki badań wskazują na silne oddziaływanie zastosowanych źródeł ciepła na geometrię złącza oraz jego strukturę i zmierzoną twardość. Zastosowanie spawania hybrydowego pozwoliło w tym przypadku na osiągnięcie lepszej geometrii złącza oraz mniejszego gradientu twardości i przewidywalnej większej trwałości złącza.
Innowacyjne przedsiębiorstwo w czasach transformacji cyfrowej
Tomasz Turek (red.)
W monografii zaprezentowano wybrane aspekty funkcjonowania przedsiębiorstw w czasach transformacji cyfrowej. Podmioty te, aby sprostać wymaganiom rynków i gospodarki, muszą zmieniać się i dostosowywać do nowych realiów. Zmiany te powodują, że są one coraz bardziej innowacyjne, a innowacje te przejawiają się poprzez nowe produkty, usługi i procesy. Publikacja zawiera osiem rozdziałów, w których Autorzy analizują, jaki wpływ na sukces przedsiębiorstwa ma zastosowanie osiągnięć współczesnej cyfryzacji. Poruszają m.in. zagadnienia algorytmów zarządzania danymi, informacją i wiedzą; zwinności organizacyjnej; sztucznej inteligencji, roli technologii informacyjno-komunikacyjnych i outsourcingu IT; warsztatów wymagań przy zastosowaniu podejścia procesowego do identyfikacji wymagań funkcjonalnych wobec systemów informatycznych; wykorzystania funkcjonalności sieci zawodowej LinkedIn jako źródła wiedzy w organizacji, a także transformacji cyfrowej w przedsiębiorstwach komunalnych i zarządzaniu transportem miejskim.