Analytical expressions for the flame front speed in the downward combustion of thin solid fuels and comparison to experiments

We derive analytical expressions for the propagation speed of downward combustion fronts of thin solid fuels with a background flow initially at rest. The classical combustion model for thin solid fuels that consists of five coupled reaction-convection-diffusion equations is here reduced into a single equation with the gas temperature as the single variable. For doing so we apply a two-zone combustion model that divides the system into a preheating region and a pyrolyzing region. The speed of the combustion front is obtained after matching the temperature and its derivative at the location that separates both regions.We also derive a simplified version of this analytical expression expected to be valid for a wide range of cases. Flame front velocities predicted by our analyticalexpressions agree well with experimental data found in the literature for a large variety of cases and substantially improve the results obtained from a previous well-known analytical expression

Detecció, anàlisi de partícules provocades pel desgast en olis lubricant usats com a eina de manteniment de motors de combustió interna

A la física o a l’enginyeria es defineix com fregament o fricció a la resistència que s'oposa a la rotació o al lliscament d'un cos sobre un altre, o també a la força que apareix en la superfície de contacte de dos cossos quan s'intenta lliscar un sobre un altre. El fregament ha estat fins avui dia un gran problema físic, això és degut a que genera imperfeccions, especialment microscòpiques, entre les superfícies en contacte. Aleshores és quan apareix la tribologia. La tribologia és la ciència que estudia la fricció, el desgast i la lubricació de superfícies en contacte. El lliscament entre superfícies sòlides es caracteritza generalment per un alt coeficient de fricció i un gran desgast a causa de les propietats específiques de lessuperfícies. La lubricació consisteix en la introducció d'una capa intermèdia d'un material aliè entre les superfícies en moviment. En aquest projecte hem intentat aplicar tècniques i mètodes de control els quals puguin arribar a millorar i perfeccionar els sistemes de mesura i control a nivell industrial i/o particular. En el nostre cas ha estat l’estudi dels olis lubricants usats en motors de combustió interna de variats vehicles com motocicletes, automòbils, camions o vaixells. Hem introduït una millora d’automatització mitjançant un circuit pneumàtic al captador de partícules, hi hem introduït una tècnica per captar partícules a partir de filtres de membrana, hem estudiat les mostres i llurs ferrogrames i membranes amb la finalitat de detectar les anomalies dels motors. L’objectiu del treball és l’estudi del desgast originat en motors de combustió interna, majoritàriament, Dièsel de camions, automòbils i vaixells. Això, comprèn la captació de partícules en ferrografies, la seva observació i anàlisi en microscopi, la seva classificació, comparació i la detecció d’anomalies en els motors. Per altra banda, també s’aprofundirà en les tècniques d’anàlisi, la lubricació i manteniment dels motors i el nou disseny i validació d’un captador de partícules automatitzat

Aplicació de la tècnica d’ espectroscòpia d’ absorció atòmica de flama com a eina per al manteniment de vehicles

L’objectiu d’aquest projecte fi de carrera és en primer lloc, determinar les modificacions a realitzar en el laboratori de lubricants i combustibles de l’EPS per a la utilització de l’espectrofotòmetre d’absorció atòmica de flama; en segon lloc, posar a punt l’aparell establint els paràmetres i les condicions d’assaig idònies per a portar a terme les anàlisis de metalls de desgast presents en olis lubricants usats de motors de combustió interna. I finalment, establir un protocol de treball al laboratori i estudiar la viabilitat d’oferir el servei d’anàlisi de lubricants a empreses i particulars

Proxies de temperatura i pluviositat per a la reconstrucció climàtica a la Península Ibèrica

Amb la finalitat d’avaluar els lípids alquilats com a proxies de precipitació i temperatura a la Península Ibèrica, s’han analitzat 23 mostres de sòls de diferents punts del territori espanyol. L’estudi d’aquests biomarcadors cuticulars s’ha fet a través de la identificació i quantificació del seu contingut a les mostres, el càlcul de diversos paràmetres com l’índex de preferència de carboni (CPI), la longitud mitjana de cadena (ACL) o la pèrdua de matèria orgànica per ignició (LOI), i la recerca de correlacions estadístiques entre les variables climàtiques dels punts de mostreig i els resultats obtinguts. Aquests conclouen amb el fet de que els lípids alquilats són útils com a biomarcadors cuticulars de plantes superiors i tenen un potencial significatiu com a proxies de precipitació a la Península Ibèrica.

Simulació de processos de combustió de sòlids prims

L'objecte del projecte consisteix en investigar les capacitats del programari dedinàmica de fluids computacional FLUENT per simular processos transitoris de combustióquan es cremen sòlids. Com el programari FLUENT no incorpora cap mòdul de combustióde sòlids prims, s'hauran de realitzar les funcions d'usuari adients per tal d'incorporar lesequacions i les condicions de contorns que són rellevants en aquests tipus de problemes. Elmodel resultant es validarà amb dades experimentals per a la combustió de fulls decel•lulosa en flames bidimensionals. També es durà a terme una anàlisi de sensibilitat de lasolució variant els paràmetres del model. En funció dels resultats de la validació es durà aterme una extensió del model per a situacions tridimensionals

Prototip culata del vehicle de baix consum (equip EPS-UdG Shell Eco)

Aquest projecte s’ha portat a terme per tal de millorar en diferentsaspectes el motor Honda Gx35 , del vehicle de baix consum de la Universitat deGirona (Udg). Aquest és un motor de combustió interna de gasolina (cicle Otto).L’objectiu és el disseny d’una culata per poder minimitzar el consum de gasolina, la qual s’ha de poder acoblar amb el motor Honda Gx35. Aquest motor,prèviament s’haurà de modificar per poder-hi instal•lari la nova culata

Hyperbolic reaction-diffusion equations for a forest fire model

Forest fire models have been widely studied from the context of self-organized criticality and from the ecological properties of the forest and combustion. On the other hand, reaction-diffusion equations have interesting applications in biology and physics. We propose here a model for fire propagation in a forest by using hyperbolic reaction-diffusion equations. The dynamical and thermodynamical aspects of the model are analyzed in detail

Forest fires: Evaluation of government intervention measures

The purpose of this paper is to examine the relation between government measures, volunteer participation, climate variables and forest fires. A number of studies have related forest fires to causes of ignition, to fire history in one area, to the type of vegetation and weathercharacteristics or to community institutions, but there is little research on the relation between fire production and government prevention and extinction measures from a policy evaluation perspective.An observational approach is first applied to select forest fires in the north east of Spain. Taking a selection of fires with a certain size, a multiple regression analysis is conducted to find significant relations between policy instruments under the control of the government and the number of hectares burn in each case, controlling at the same time the effect of weather conditions and other context variables. The paper brings evidence on the effects of simultaneity and the relevance of recurring to army soldiers in specific days with extraordinary high simultaneity. The analysis also brings light on the effectiveness of twopreventive policies and of helicopters for extinction tasks.

Front dynamics in turbulent media

A study of a stable front propagating in a turbulent medium is presented. The front is generated through a reaction-diffusion equation, and the turbulent medium is statistically modeled using a Langevin equation. Numerical simulations indicate the presence of two different dynamical regimes. These regimes appear when the turbulent flow either wrinkles a still rather sharp propagating interfase or broadens it. Specific dependences of the propagating velocities on stirring intensities appropriate to each case are found and fitted when possible according to theoretically predicted laws. Different turbulent spectra are considered.

Front dynamics in turbulent media

A study of a stable front propagating in a turbulent medium is presented. The front is generated through a reaction-diffusion equation, and the turbulent medium is statistically modeled using a Langevin equation. Numerical simulations indicate the presence of two different dynamical regimes. These regimes appear when the turbulent flow either wrinkles a still rather sharp propagating interfase or broadens it. Specific dependences of the propagating velocities on stirring intensities appropriate to each case are found and fitted when possible according to theoretically predicted laws. Different turbulent spectra are considered.

Progress in front propagation research

We review the progress in the field of front propagation in recent years. We survey many physical, biophysical and cross-disciplinary applications, including reduced-variable models of combustion flames, Reid's paradox of rapid forest range expansions, the European colonization of North America during the 19th century, the Neolithic transition in Europe from 13 000 to 5000 years ago, the description of subsistence boundaries, the formation of cultural boundaries, the spread of genetic mutations, theory and experiments on virus infections, models of cancer tumors, etc. Recent theoretical advances are unified in a single framework, encompassing very diverse systems such as those with biased random walks, distributed delays, sequential reaction and dispersion, cohabitation models, age structure and systems with several interacting species. Directions for future progress are outlined

Estudi experimental de la influència de l’angle d’inclinació de la mostra de combustible en la velocitat de propagació de la flama

El projecte estudia el comportament de la flama de forma experimental, ones recullen dades, es confeccionen taules, representen gràfiques i discuteixen resultats . Tot això, per arribar a aconseguir dades i resultats que permetin contrastar les prediccions de diferents models numèrics i aproximacions quasi analítiques. També s’han comparat i discutit críticament amb els estudis que ja s’havien publicat. Per tant, aquest projecte s’ha realitzat amb un combustible sòlid prim, anomenat cel•lulosa, del qual es coneix la composició, gramatge, etc. Amb aquest material, s’han tallat mostres de diferents mides, segons la característica de cada experiment a realitzar, ja que amb aquestes s’ha experimentat de dues maneres diferents: subjectant-les per les dues vores (vores inhibides) o amb una vora lliure. En qualsevol cas, totes les mostres s’han subjectat verticalment, i comencen a cremar des de la seva part superior on hi ha una resistència que s’escalfa i provoca la ignició, de manera que la combustió sigui descendent

Progress in front propagation research

We review the progress in the field of front propagation in recent years. We survey many physical, biophysical and cross-disciplinary applications, including reduced-variable models of combustion flames, Reid's paradox of rapid forest range expansions, the European colonization of North America during the 19th century, the Neolithic transition in Europe from 13 000 to 5000 years ago, the description of subsistence boundaries, the formation of cultural boundaries, the spread of genetic mutations, theory and experiments on virus infections, models of cancer tumors, etc. Recent theoretical advances are unified in a single framework, encompassing very diverse systems such as those with biased random walks, distributed delays, sequential reaction and dispersion, cohabitation models, age structure and systems with several interacting species. Directions for future progress are outlined

Viabilitat energètica de la sobrealimentació tèrmica de motors de combustió interna alternatius

Avaluació de la la viabilitat energètica de la millora de prestacions d’un motor de combustió interna alternatiu de tipus MEP (Motor d’Encesa Provocada o gasolina), mitjançant una sobrealimentació tèrmica. En aquest projecte, s’ha defugit de les tecnologies més esteses i s’ha estudiat una nova via no tant explorada, l’augment de la densitat de l’aire mitjançant la disminució de la seva temperatura a l’admissió, tecnologia que es coneix amb el nom de “sobrealimentació tèrmica”. Així doncs, respecte a les tecnologies de sobrealimentació més clàssiques, en aquest cas no es disposarà de cap sistema de compressió mecànica que augmenti la densitat de l’aire comprimint-lo, sinó que s’utilitzarà un sistema totalment diferent, el qual consistirà en un circuit de refrigeració per compressió mecànica de refrigerant, molt semblant a l’utilitzat pel sistema de climatització del vehicle i que en aquest cas refrigerarà l’aire d’admissió fent-lo passar per un intercanviador de calor (evaporador). Aquest fet repercutirà en un augment de potència i de les prestacions del motor tèrmic, que per contra haurà d’alimentar el cicle de compressió de vapor que produeix el fred. L’elecció d’aquest sistema, ha estat motivada sobretot per demostrar que altres sistemes de sobrealimentació són possibles a partir d’elements en part ja presents en el vehicle i que siguin fàcilment implementables, sense haver de modificar elements mecànics importants del motor

Two distinct plant respiratory physiotypes might exist which correspond to fast-growing and slow-growing species

The origin of the carbon atoms in CO2 respired by leaves in the dark of several plant species has been studied using 13C/12C stable isotopes. This study was conducted using an open gas exchange system for isotope labeling that was coupled to an elemental analyser and further linked to an isotope ratio mass spectrometer (EA-IRMS) or coupled to a gas chromatography-combustion-isotope ratio mass spectrometer (GC-C-IRMS). We demonstrate here that the carbon, which is recently assimilated during photosynthesis, accounts for nearly ca. 50% of the carbon in the CO2 lost through dark respiration after illumination in fast-growing and cultivated plants and trees and, accounts for only ca. 10% in slow-growing plants. Moreover, our study shows that fast- growing plants, which had the largest percentages of newly fixed carbon of leaf-respired CO2 , were also those with the largest shoot/root ratios, whereas slow-growing plants showed the lowest shoot/root values.