Eργαστήριο Φυσικών & Xημικών Διεργασιών

Το Εργαστήριο Φυσικών και Χημικών Διεργασιών μπορεί να προσφέρει, αλλά και ήδη έχει προσφέρει, εξειδικευμένες υπηρεσίες στη βιομηχανία και σε οργανισμούς στις θεματικές περιοχές που υπηρετεί. Με την παροχή των υπηρεσιών αυτών δίνεται η ευκαιρία στο εργαστήριο να εφαρμόσει τα αποτελέσματα της διεξαγόμενης έρευνας και να συνεισφέρει στην αύξηση της ανταγωνιστικότητας της ελληνικής βιομηχανίας.

Κύριες Ερευνητικές Περιοχές

• Αναλυτική και υπολογιστική μελέτη των φαινομένων μεταφοράς, της κινητικής θεωρίας αερίων, της δυναμικής αραιοποιημένων αερίων (rarefied gas dynamics), των ολοκληρωτικών-διαφορικών εξισώσεων (εξίσωση Boltzmann, και κινητικά μοντέλα) και της μεθόδου Lattice Boltzmann με εφαρμογές στην μικρορευστοδυναμική, σε μικρο-ηλεκτρο-μηχανολογικά συστήματα (MEMS) και στην τεχνολογία κενού
• Αξιοποίηση εναλλακτικών μορφών ενέργειας και βιομηχανικών παραπροϊόντων
• Εξοικονόμηση ενέργειας και νερού στη βιομηχανία
• Μελέτη μηχανισμών σχηματισμού και τρόπων αναστολής ή περιορισμού σχηματισμού επικαθίσεων σε εναλλάκτες θερμότητας, τεχνολογίες μεμβρανών, γεωθερμικές μονάδες κτλ.
• Μελέτη του φαινομένου του «sloshing»
• Πειραματική και υπολογιστική μελέτη φαινομένων μεταφοράς θερμότητας και μάζας.
• Πειραματική μελέτη διφασικής ροής  υγρού-αερίου σε οριζόντιους ή σχεδόν οριζόντιους και κατακόρυφους αγωγούς.
• Ρευστοδυναμικός σχεδιασμός και βελτιστοποίηση δικτύων σωληνώσεων.
• Σχεδιασμός συσκευών διεργασιών

Ορισμένα θέματα που διερευνώνται συστηματικά τα τελευταία χρόνια είναι:

Πειραματική μελέτη ροής υγρού υμένα
Η μέθοδος απεικόνισης φθορισμού και άλλες σύγχρονες τεχνικές χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της χωροχρονικής εξέλιξης βαρυτικών ροών υγρού υμένα σε κεκλιμένο κανάλι. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στη δυναμική των συνεκτικών δομών της ελεύθερης επιφάνειας. Εξετάζεται επίσης η επίδραση στη ροή τοιχώματος με περιοδική διαμόρφωση.

Υπολογιστική μελέτη ροής υγρού υμένα
Κώδικες πεπερασμένων στοιχείων χρησιμοποιούνται για την προσομοίωση της ροής υγρού υμένα πάνω σε επίπεδες και σε περιοδικά διαμορφωμένες επιφάνειες. Μελετάται η δυναμική επιφανειακών δομών που προκαλούνται με την εισαγωγή διαταραχών στην είσοδο του υπολογιστικού πεδίου.

Ερευνητικά Προγράμματα

Ενδεικτικά αναφέρονται:

• FP7-PEOPLE-2007-1-1-ITN Marie Curie Action: “Networks for Initial Training”. Title” “Gas flows in micro electro mechanical systems (GASMEMS)”, 2008-2011.
• FP7-PEOPLE-2007-1-1-ITN Marie Curie Action: “Networks for Initial Training”.  Multi-scale complex fluid flows and interfacial phenomena (MULTIFLOW), 2009-2012.
• FP7-PEOPLE– Marie Curie International Reintegration Grants, Micro-Scale Flows in Fibrous Media, 2007-2009.
• ERASMUS-Life Long Programme (509971-LLP-1-2010-ES), “Master on Water Reuse and Desalination Engineering (WARDE)”, 2010-2011.
• PYTHAGORAS, GSRT, “Experimental and numerical understanding of two-phase gas-liquid flow”. 9/2005-8/2006.
• GSRT, Regional Innovation Poles, Competitiveness Programme. Participation of the Laboratory in the project “Biofuels production in Thessaly”, 1/2007-10/2008.
• GSRT, Regional Innovation Poles, Competitiveness Programme. Participation of the Laboratory in the project “Production Optimization in the Textile Industry”, 1/2007-10/2008.

Συνεργασίες

Το Εργαστήριο έχει αναπτύξει συνεργασία με πολλά ελληνικά και ξένα πανεπιστήμια, ερευνητικά κέντρα και βιομηχανίες. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται:

• ΙΓΜΕ – Τμήμα Γεωθερμίας
• Α.Π.Θ. – Τμήματα Μηχανολόγων και Χημικών Μηχανικών, Χημείας και Γεωλογίας
• ΕΜΠ – Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών
• Πανεπιστήμιο Πατρών – Τμήμα Χημικών και Μηχανολόγων Μηχανικών
• Bulgarian Academy of Science, Institute of Mechanics (Prof. St. Stefanov)
• CNRS, University of Paris 6/11, Laboratory FAST (Dr. Christian Ruyer-Quil)
• Federal University of Parana, Curitiba, Department of Physics, Brazil (Prof. F. Sharipov)
• Karlsruhe Institute of Technology, Institute of Technical Physics (Dr. C. Day)
• Imperial College, UK, Dept. Chem. Eng. (Prod. S. Kalliadasis)
• Institut de Mechanique des Fluides (IMFT), Toulouse, France (Prof. F. Charru)
• Politechniko di Milano, Dept. of Mathematics (Prof. A. Frezzotti)
• Technion-Israel Institute of Technology (Prof. A. Oron)
• Université de Provence, Dept. de Méchanique Enérgetique (Prof. I.Graur)
• Université de Toulouse, INSA, Lab. de Génie Méchanique de Toulouse (Prof. St. Colin)
• University of Bayreuth, Dept. Mechanics & Fluid Dynamics (Prof. N. Axel)

• Οριζόντιος και κατακόρυφος αγωγός διφασικής ροής, διαμέτρου 0,025 m, με τα μετρητικά παρελκόμενα και με δυνατότητα μικρής κλίσης
• Κανάλι ροής μήκους 3 m με δυνατότητα κλίσης
• Σύστημα απεικόνισης φθορισμού για καταγραφή πάχους υγρών υμένων
• Κάμερες CCD και υψηλής ταχύτητας video
• Σύστημα εναλλάκτη πλακών
• Θερμιδόμετρο οβίδας
• Φασματοφωτόμετρο UV-VIS
• Αέριος χρωματογράφος με ανιχνευτές TCD/FID
• Συσκευή ανάλυσης κοκκομετρίας με laser
• Παράλληλο υπολογιστικό σύστημα 12 επεξεργαστών σε περιβάλλον Linux με επεξεργασία MPI
• Εμπορικά λογισμικά και λογισμικά αναπτυγμένα στο εργαστήριο για ανάλυση φαινομένων ροής και μεταφοράς και μικρορευστοδυναμικής

Ph.D. THESES

1. Vlachogiannis, M. Experimental investigation of film flow over flat and wavy walls, 2001 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
2. Argyriadi, E. Inclined film flow: effect of wave characteristics and the morphology of substrate, 2005 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
3. Naris Stergios, The Lattice Boltzmann method in computational fluid dynamics, 2005 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
4. Divinis Nikolaos, Bubble growth in supersaturated solution under microgravity conditions, 2006 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
5. Serifi Katerina, Modelling of inclined film flow over flat and corrugated wall, 2006 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
6. Riga A., Comparative study of decolorization and degradation of dye solutions, 2008 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
7. Varoutis Stelios, Flow phenomena in the whole range of Knudsen number with applications in nano- and micro–electro-mechanical systems, 2008 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
8. Leontidis Vlasios, Tridimensional phenomena in film flow, 2009 (co-supervised by Prof. V. Bontozoglou and Assoc. Prof. N. Andritsos)
9. Tzotzi Christina, Influence of physical properties on two-phase gas-liquid flow in horizontal and near horizontal pipes, 2009 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
10.  Pantazis S., Simulation of transport phenomena in conditions far from thermodynamic equilibrium via kinetic theory with applications in vacuum technology and MEMS, 2011 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
11. Nguyen Phuc-Khanh, Computational Study of Liquid Film Flows along Flat and Undulated Substrates, 2012 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
12. Szalmas Lajos, Flow of gas mixtures in microchannels, 2012 (co-supervised by Prof. D. Valougeorgis and Prof. S. Colin from University of Toulouse).
13. Cao Zhehui, Primary instability and subsequent dynamics of liquid film flow along periodic corrugations, 2013 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
14. Licharopoulos Yiannis, Computational solution of kinetic equations in time-dependent transport phenomena far from local thermodynamic equilibrium, 2014 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
15. Georgantaki Anna, Effect of surfactants and/or electrical fields on falling films, 2013 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
16. Tantos Christos, Effect of rotational and vibrational degrees of freedom in polyatomic gas heat transfer, flow and adsorption processes far from local equilibrium, 2016 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
17. Chatzipaschali Aspasia, Energy and Exergy analysis of combined heat and power systems – Wastewater treatment in dairy industries for energy production, 2016 (supervised by Prof. N. Andritsos after the death of Assoc. Prof. A. Stamatis, May 2015).
18. Tatsios Giorgos, Advanced deterninustic and stochastic kinetic modeling of gaseous microscale transport phenomena, 2019 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
19. Quesada Guillermo Lopez, Thermally Driven Micropumps, 2019 (co-supervised by Prof. D. Valougeorgis and Prof. S. Colin from University of Toulouse).

MSc THESES (since 2006)

1. Chletsis, A., Biogas production from wastewater and solid waste, July 2009 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
2. Dallas, P., A study of traveling waves in inclined liquid film flow, 2007 (supervised by Dr. M. Vlachogiannis and Prof. V. Bontozoglou).
3. Diafas Orfeas, «Οι επιπτώσεις της καύσης βιομάζας ξύλου σε αστικά κέντρα», July 2014 (supervised by Prof. N. Andritsos).
4. Giannarakis M. and Pappas-Vafias P., Comparative analysis of heating and cooling in the Electrical department Building using geothermal heat pumps and air-water heat pumps,  March 2017 (supervised by Prof. N. Andritsos).
5. Gianniki Maria, Γιαννίκη Μαρίνα, Multiphase oil production – Modelling of multiphase flow in the riser, March 2015 (supervised by Prof. N. Andritsos).
6. Katsiranis, I., Water management in the cooling water system of the steel industry SOVEL SA, May 2007 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
7. Lihnaropoulos, J., Numerical solution of integro-differential equations in kinetic theory by the discrete velocity method, 2008 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
8. Misdanitis, S., Rarefied gas flow between moving plates with heat transfer, 2009 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
9. Mpokari, A., Characteristics of Solitary Waves in Film Flow: The effect of channel inclination, 2008 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
10. Ntantos Achilles, Energy consumption of military building and preparation for the 2020 directives, July 2012 (supervised by Prof. N. Andritsos).
11. Papadimitriou, E., Experimental study of instability of inclined film flow, March 2010 (supervised by Dr. M. Vlachogiannis).
12. Psychos A., Anaerobic digestion treatment of dairy industry wastewaters, July 2015 (supervised by Prof. N. Andritsos).
13. Roukas, L., Effect of surface tension on flow regimes in horizontal gas-liquid flow, Oct. 2010 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
14. Roukas, L., Λ. Ρουκάς, Effect of surface tension on two-phase gas-liquid flow in a horizontal pipe, October 2010 (supervised by Prof. N. Andritsos).
15. Steriadis, G., Effect of polymer injection on two-phase gas-liquid flow in a horizontal pipe, July 2011 (supervised by Prof. N. Andritsos).
16. Syranidou N., Effect of pipe inclination on the transition to slug flow regime in two-phase gas-liquid flow, March 2009 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
17. Tanos, Elias, Investigation on the presence and origin of Cr(VI) in the potable water in the Perfecture pf Magnesia, February 2013 (supervised by Prof. N. Andritsos).
18. Tzamtzis Dimitris, Study of the water system at the cement factory AGET Hercules, October 2011 (supervised by Prof. N. Andritsos).
19. Tzotzi, Ch., Modelling interfacial friction factor in horizontal gas-liquid stratified flow, April 2007 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
20. Varoutis, S., The method of integral equations in flow problems without thermodynamic equilibrium, 2006 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
21. Veliadis Dimitris, Analysis of using geothermal heat pumps for water heating at the swimming pool of Volos Municipality, February 2013 (supervised by Prof. N. Andritsos).
22. Villis, P., Parametric analysis of solar systems for heating of sanitary water and for heating of swimming pool water, July 2017 (supervised by Prof. N. Andritsos).

DIPLOMA THESES (since 2006)
2006

1. Aggelopoulos, T. Sampling and analysis of particulate matter, Oct. 2006 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
2. Aziz, E. Gas-liquid Flow regimes in horizontal and near horizontal pipe, May 2006 (co-supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos and Dr M. Vlachogiannis).
3. Lazaridis, S. Condensation of R113a in a plate heat exchanger, Oct. 2006 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
4. Psomadakis, P. Modelling magnetohydrodynamic flows, 2006  (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
5. Xydias, D. Feasibility study of closed vertical geothermal heat pump system, Oct. 2006 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
6. Ziskatas, Z. Feasibility study of closed horizontal geothermal heat pump system, March 2006 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).

2007

1. Athanasiadis, K. Two-phase flow in small diameter vertical upflow, May 2007 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
2. Chrysafis, N. Dehydration of agricultural products using geothermal energy, July 2007 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
3. Stathas, P. Construction of large film flow setup, 2007 (supervised by Dr M. Vlachogiannis).

2008

1. Kalpakli, A. Visualisation of two-phase gas-liquid flow, 2008 (supervised by Dr M. Vlachogiannis).
2. Lazaridis, Ch. Application of a heat pump of variable refrigerant flow in a closed loop geoexchanger, Oct. 2008 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
3. Roukas, L. Natural convection in a finned heat exchanger, 2008 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
4. Tassis, H. Thermal desalination processes using solar and geothermal energy, Dec. 2008 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
5. Tzanidakis, E. Construction of an experimental setup and investigation of falling film in a vertical wall, 2008 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
6. Zisis, G. Experimental investigation of falling film in a vertical wall with an edge, 2008 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).

2009

1. Zouloumis, G. Influence of pipe inclination on the stratified flow regime, March 2009 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
2. Maniou, A. Gas Flow in mictoducts: comparative study between experimental ans computational results, 2009 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).
3. Papaioannou, A. Space cooling using solar and geothermal energy, Oct. 2009 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).
4. Ritos, K. Flow in microchannels with different cross-section driven by pressure and temperature gardients,  2009 (supervised by Prof. D. Valougeorgis).

2010

1. Dimitrakopoulos, N. Experimental study of heat tramsfer phenomena using liquid crystal thermography, June 2010 (supervised by Prof. V. Bontozoglou).
2. Hadjiioannou Th., Investigation of instability in slightly downward gas-liquid flow, June 2010 (supervised by Dr M. Vlachogiannis).
3. Poteas, A. Photovoltaic Systems, Oct. 2010 (supervised by Dr M. Vlachogiannis).
4. Zaganis, L. Car recycling, March 2010 (supervised by Assoc. Prof. N. Andritsos).

Καθηγητής Βασίλης Μποντόζογλου
Εργαστήριο Φυσικών & Χημικών Διεργασιών
Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Βιομηχανίας
Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας
Πεδίον Άρεως – Βόλος 38334
Ελλάδα
Tηλ.: +30 24210 74069
Fax: +30 24210 74085
Email: bont@mie.uth.gr