Experimental and Numerical Analysis of Gas Forced Convection through Microtubes and Micro Heat Exchangers

The last decade has witnessed very fast development in microfabrication technologies. The increasing industrial applications of microfluidic systems call for more intensive and systematic knowledge on this newly emerging field. Especially for gaseous flow and heat transfer at microscale, the applicability of conventional theories developed at macro scale is not yet completely validated; this is mainly due to scarce experimental data available in literature for gas flows. The objective of this thesis is to investigate these unclear elements by analyzing forced convection for gaseous flows through microtubes and micro heat exchangers. Experimental tests have been performed with microtubes having various inner diameters, namely 750 m, 510 m and 170 m, over a wide range of Reynolds number covering the laminar region, the transitional zone and also the onset region of the turbulent regime. The results show that conventional theory is able to predict the flow friction factor when flow compressibility does not appear and the effect of fluid temperature-dependent properties is insignificant. A double-layered microchannel heat exchanger has been designed in order to study experimentally the efficiency of a gas-to-gas micro heat exchanger. This microdevice contains 133 parallel microchannels machined into polished PEEK plates for both the hot side and the cold side. The microchannels are 200 µm high, 200 µm wide and 39.8 mm long. The design of the micro device has been made in order to be able to test different materials as partition foil with flexible thickness. Experimental tests have been carried out for five different partition foils, with various mass flow rates and flow configurations. The experimental results indicate that the thermal performance of the countercurrent and cross flow micro heat exchanger can be strongly influenced by axial conduction in the partition foil separating the hot gas flow and cold gas flow.

Benvenuto Rambaldi da Imola: dantista in progress

Si procede ad un’analisi diacronica delle tre redazioni del commento dantesco di Benvenuto da Imola (dalle "recollectae" bolognesi e ferraresi al "Comentum"), considerando il testo benvenutiano quale «opera umana o lavoro in fieri», di cui rappresentare «drammaticamente la vita dialettica», così come il Contini iniziava a fare, negli anni ’30, con gli ʻscartafacciʼ ariosteschi. Secondo tale impostazione, si prende in esame la multiforme attitudine pedagogica di Benvenuto, di cui si indica, con riferimento ad altri commentatori coevi, danteschi e non, il contesto operativo. Nella seconda parte si ricostruisce, in senso sempre diacronico, la problematica oscillazione del commentatore tra tendenze avanguardistiche in direzione umanistico-petrarchesca e strenua apologia del testo dantesco. Nella terza ed ultima parte sono vagliate le originali idee benvenutiane riguardo alla lingua e alla poesia della Commedia, delle quali si ripercorre, attraverso l’esame delle varianti redazionali, la progressiva messa a fuoco. Obiettivo dell’elaborato, insomma, è restituire una descrizione organica e problematica della ricerca dantesca, "in progress", portata avanti da Benvenuto da Imola.

Le opere di urbanizzazione a scomputo degli oneri

Le considerazioni sviluppate in questo scritto si pongono come obiettivo quello di fare chiarezza sul delicato tema delle opere di urbanizzazione a scomputo. La normativa concernente la realizzazione delle opere pubbliche a scomputo totale o parziale degli oneri di urbanizzazione è stata oggetto di svariate modifiche e interpretazioni giurisprudenziali, che si sono susseguite dopo l'importante pronuncia della Corte di Giustizia Europea. E' con questa sentenza che i Giudici del Kirchberg introducono un particolare obbligo procedurale a carico dei privati: nel caso in cui singole opere superino i valori di rilevanza europea, esse devono essere affidate, applicando le procedure di gara previste dalla direttiva 37/93/CEE. Va precisato che sino a quel momento l'affidamento diretto delle opere al privato costituiva nell'ottica del Legislatore lo strumento per realizzare le infrastrutture necessarie per consentire gli insediamenti edilizi che la pubblica amministrazione spesso non era in grado di effettuare. In questo panorama legislativo la sentenza della Corte di Giustizia, appare del tutto dirompente. Infatti, introducendo il principio secondo cui anche la realizzazione diretta delle opere di urbanizzazione da parte del privato deve sottostare alle regole delle procedure europee in materia di appalti, mette inevitabilmente a confronto due normative, quella degli appalti pubblici e quella dell'urbanistica, che sino a quel momento erano riuscite a viaggiare in modo parallelo, senza dar luogo a reciproche sovrapposizioni. Il Legislatore nazionale ha, con molta fatica, recepito il principio comunitario ed è stato negli anni quasi costretto, attraverso una serie di modifiche legislative, ad ampliarne la portata. La presente ricerca, dopo aver analizzato i vari correttivi apportati al Codice degli appalti pubblici vuole, quindi, verificare se l'attuale quadro normativo rappresenti un vero punto di equilibrio tra le contrapposte esigenze di pianificazione del territorio e di rispetto dei principi comunitari di concorrenza nella scelta del contraente.

La cerchia di Giulio Clovio: gli incontri, i viaggi, le amicizie di un artista europeo

La tesi riguarda il miniatore Giulio Clovio (Grižane, Croazia, 1498 – Roma, 1578), considerandolo come il fulcro di una rete di relazioni tra committenti, artisti e letterati. È divisa in tre parti, seguendo la vita dell’artista: giovinezza (1498-1534), maturità (1534-1561) e vecchiaia (1561-1578). Tra i committenti più significativi: Domenico e Marino Grimani e il cardinale Alessandro Farnese. Tra gli artisti italiani: Giulio Romano, Girolamo dai Libri, Valerio Belli, Sofonisba Anguissola. Tra gli artisti europei: Francisco de Hollanda, Pieter Brueghel il Vecchio, Bartholomeus Sprangher, El Greco e Lampsonio.

L'evoluzione poetica delle Grazie di Ugo Foscolo. Un'ipotesi di commento.

Il presente progetto di ricerca propone l’esegesi di alcune sezioni delle Grazie di Ugo Foscolo, secondo l’Edizione Nazionale (1985), a cura di Pagliai-Scotti. È stato fornito il commento delle seguenti sezioni: Prima redazione dell’Inno, Seconda redazione dell’Inno e Appendice alla Seconda redazione dell’Inno, Versi del Rito, Quadernone, Stesure milanesi: Viaggio delle api e frammenti sparsi. Tutte le stesure della Prima redazione dell’Inno e alcuni frammenti delle Stesure milanesi non erano mai stati commentati fino ad ora. Il commento offre una ricostruzione dell’intertesto delle Grazie – le fonti letterarie, erudite e figurative –, e punta alla storicizzazione e alla contestualizzazione della poesia di Foscolo. Attraverso lo studio dei frammenti nella loro evoluzione è possibile intendere come i tre inni, diventati uno soltanto nella redazione del Quadernone, rappresentino la sintesi di tutto il sapere e gli interessi foscoliani (eruditi, scientifici, filosofico-estetici e letterari), e come essi, sin dai primi esiti poetici, siano specchio delle esperienze biografiche dell’autore. Il commento proposto nella tesi ribadisce la complessità della poesia delle Grazie, nelle sue componenti civili e didattiche. Esso avanza nuovi e importanti spunti di indagine, ponendosi come viatico indispensabile per un futuro commento integrale.

Daniello Bartoli, Il Giappone, Edizione critica

La tesi di ricerca ha portato alla realizzazione di un’edizione critica del Giappone di Daniello Bartoli (1660): per la prima volta la «seconda parte» dell’Asia trova, in questo lavoro, una trascrizione integrale condotta con moderni criteri filologi. Quanto all’esegesi la ricerca ha visto la compilazione di tre «Schedari»: un «Indice dei nomi», che vede l’identificazione dei personaggi storici citati esplicitamente nell’opera, ne traccia un rapido profilo biografico e ne fornisce precisa e aggiornata bibliografia. Per quanto riguarda i missionari evocati dall’autore nel testo, questa sezione indica se (e dove) si tratta di personaggio o di fonte (registrando, nel caso, il luogo o i luoghi in cui Bartoli ricorre a tale testimonianza); un «Indice dei luoghi», che dà l’indicazione moderna del luogo citato e ne fornisce il riscontro con i repertori più aggiornati; un «Lessico» riservato ai termini giapponesi presenti nel testo che vengono spiegati e, là dove possibile, studiati nella loro storia, nella loro presenza nella coeva letteratura di viaggio e corredati di utili riferimenti bibliografici. Le pagine introduttive inquadrano l’opera di Bartoli sia nell’orizzonte biografico dell’autore sia nel milieu gesuitico barocco, fornendo puntuali coordinate storiche grazie alle quali recuperare il più ampio contesto delle missioni gesuitiche nell’Estremo Oriente tra Cinque e Seicento. Particolare attenzione è stata riservata al modo di intendere il compito dello storico da parte di Bartoli: una storiografia la sua che s’intreccia in modi affatto peculiari alle diverse forme stilistiche e dinamiche retoriche richieste dalle altre due grandi attività a cui egli dedicò impegno e passione: l’insegnamento e la predicazione.

Grid Connected Doubly Fed Induction Generator Based Wind Turbine under LVRT

This project concentrates on the Low Voltage Ride Through (LVRT) capability of Doubly Fed Induction Generator (DFIG) wind turbine. The main attention in the project is, therefore, drawn to the control of the DFIG wind turbine and of its power converter and to the ability to protect itself without disconnection during grid faults. It provides also an overview on the interaction between variable speed DFIG wind turbines and the power system subjected to disturbances, such as short circuit faults. The dynamic model of DFIG wind turbine includes models for both mechanical components as well as for all electrical components, controllers and for the protection device of DFIG necessary during grid faults. The viewpoint of this project is to carry out different simulations to provide insight and understanding of the grid fault impact on both DFIG wind turbines and on the power system itself. The dynamic behavior of DFIG wind turbines during grid faults is simulated and assessed by using a transmission power system generic model developed and delivered by Transmission System Operator in the power system simulation toolbox Digsilent, Matlab/Simulink and PLECS.

Aging of nuclear power plant cables: in search of non-destructive diagnostic quantities

The safety systems of nuclear power plants rely on low-voltage power, instrumentation and control cables. Inside the containment area, cables operate in harsh environments, characterized by relatively high temperature and gamma-irradiation. As these cables are related to fundamental safety systems, they must be able to withstand unexpected accident conditions and, therefore, their condition assessment is of utmost importance as plants age and lifetime extensions are required. Nowadays, the integrity and functionality of these cables are monitored mainly through destructive test which requires specific laboratory. The investigation of electrical aging markers which can provide information about the state of the cable by non-destructive testing methods would improve significantly the present diagnostic techniques. This work has been made within the framework of the ADVANCE (Aging Diagnostic and Prognostics of Low-Voltage I\&C Cables) project, a FP7 European program. This Ph.D. thesis aims at studying the impact of aging on cable electrical parameters, in order to understand the evolution of the electrical properties associated with cable degradation. The identification of suitable aging markers requires the comparison of the electrical property variation with the physical/chemical degradation mechanisms of polymers for different insulating materials and compositions. The feasibility of non-destructive electrical condition monitoring techniques as potential substitutes for destructive methods will be finally discussed studying the correlation between electrical and mechanical properties. In this work, the electrical properties of cable insulators are monitored and characterized mainly by dielectric spectroscopy, polarization/depolarization current analysis and space charge distribution. Among these techniques, dielectric spectroscopy showed the most promising results; by means of dielectric spectroscopy it is possible to identify the frequency range where the properties are more sensitive to aging. In particular, the imaginary part of permittivity at high frequency, which is related to oxidation, has been identified as the most suitable aging marker based on electrical quantities.

Advances in methods to detect, isolate and quantify foodborne pathogens

Foodborne diseases impact human health and economies worldwide in terms of health care and productivity loss. Prevention is necessary and methods to detect, isolate and quantify foodborne pathogens play a fundamental role, changing continuously to face microorganisms and food production evolution. Official methods are mainly based on microorganisms growth in different media and their isolation on selective agars followed by confirmation of presumptive colonies through biochemical and serological test. A complete identification requires form 7 to 10 days. Over the last decades, new molecular techniques based on antibodies and nucleic acids allow a more accurate typing and a faster detection and quantification. The present thesis aims to apply molecular techniques to improve official methods performances regarding two pathogens: Shiga-like Toxin-producing Escherichia coli (STEC) and Listeria monocytogenes. In 2011, a new strain of STEC belonging to the serogroup O104 provoked a large outbreak. Therefore, the development of a method to detect and isolate STEC O104 is demanded. The first objective of this work is the detection, isolation and identification of STEC O104 in sprouts artificially contaminated. Multiplex PCR assays and antibodies anti-O104 incorporated in reagents for immunomagnetic separation and latex agglutination were employed. Contamination levels of less than 1 CFU/g were detected. Multiplex PCR assays permitted a rapid screening of enriched food samples and identification of isolated colonies. Immunomagnetic separation and latex agglutination allowed a high sensitivity and rapid identification of O104 antigen, respectively. The development of a rapid method to detect and quantify Listeria monocytogenes, a high-risk pathogen, is the second objective. Detection of 1 CFU/ml and quantification of 10–1,000 CFU/ml in raw milk were achieved by a sample pretreatment step and quantitative PCR in about 3h. L. monocytogenes growth in raw milk was also evaluated.

The APSEL4D Monolithic Active Pixel Sensor and its Usage in a Single Electron Interference Experiment

We have realized a Data Acquisition chain for the use and characterization of APSEL4D, a 32 x 128 Monolithic Active Pixel Sensor, developed as a prototype for frontier experiments in high energy particle physics. In particular a transition board was realized for the conversion between the chip and the FPGA voltage levels and for the signal quality enhancing. A Xilinx Spartan-3 FPGA was used for real time data processing, for the chip control and the communication with a Personal Computer through a 2.0 USB port. For this purpose a firmware code, developed in VHDL language, was written. Finally a Graphical User Interface for the online system monitoring, hit display and chip control, based on windows and widgets, was realized developing a C++ code and using Qt and Qwt dedicated libraries. APSEL4D and the full acquisition chain were characterized for the first time with the electron beam of the transmission electron microscope and with 55Fe and 90Sr radioactive sources. In addition, a beam test was performed at the T9 station of the CERN PS, where hadrons of momentum of 12 GeV/c are available. The very high time resolution of APSEL4D (up to 2.5 Mfps, but used at 6 kfps) was fundamental in realizing a single electron Young experiment using nanometric double slits obtained by a FIB technique. On high statistical samples, it was possible to observe the interference and diffractions of single isolated electrons traveling inside a transmission electron microscope. For the first time, the information on the distribution of the arrival time of the single electrons has been extracted.

Deidrogenazione catalitica di idrocarburi per la produzione di H2 "on-board"

Lo studio della deidrogenazione catalitica di idrocarburi affronta uno dei problemi principali per l'applicazione delle fuel cells in aeromobili. La conversione di miscele di idrocarburi in H2 può essere eseguita in loco, evitando le difficoltà di stoccaggio dell'idrogeno: l'H2 prodotto è privo di CO e CO2 e può essere alimentato direttamente alle celle a combustibile per dare energia ai sistemi ausiliari, mentre i prodotti deidrogenati, mantenendo le loro originali caratteristiche possono essere riutilizzati come carburante. In questo un lavoro è stato effettuato uno studio approfondito sulla deidrogenazione parziale (PDH) di diverse miscele di idrocarburi e carburante avio JetA1 desolforato utilizzando Pt-Sn/Al2O3, con l'obiettivo di mettere in luce i principali parametri (condizioni di reazione e composizione di catalizzatore) coinvolti nel processo di deidrogenazione. Inoltre, la PDH di miscele idrocarburiche e di Jet-A1 ha evidenziato che il problema principale in questa reazione è la disattivazione del catalizzatore, a causa della formazione di residui carboniosi e dell’avvelenamento da zolfo. Il meccanismo di disattivazione da residui carboniosi è stato studiato a fondo, essendo uno dei principali fattori che influenzano la vita del catalizzatore e di conseguenza l'applicabilità processo. Alimentando molecole modello separatamente, è stato possibile discriminare le classi di composti che sono coinvolti principalmente nella produzione di H2 o nell’avvelenamento del catalizzatore. Una riduzione parziale della velocità di disattivazione è stata ottenuta modulando l'acidità del catalizzatore al fine di ottimizzare le condizioni di reazione. I catalizzatori Pt-Sn modificati hanno mostrato ottimi risultati in termini di attività, ma soffrono di una disattivazione rapida in presenza di zolfo. Così, la sfida finale di questa ricerca era sviluppare un sistema catalitico in grado di lavorare in condizioni reali con carburante ad alto tenore di zolfo, in questo campo sono stati studiati due nuove classi di materiali: Ni e Co fosfuri supportati su SiO2 e catalizzatori Pd-Pt/Al2O3.

Il presidente del consiglio dei ministri nell'ordinamento vigente e nelle prospettive di riforma

“Il Presidente del Consiglio dei Ministri nell'ordinamento vigente e nelle proposte di riforma”. La tesi si propone di ricostruire i caratteri propri della figura giuridica del Presidente del Consiglio nell’ordinamento vigente, sino alla analisi delle più recenti proposte di riforma costituzionale in tema. La dimensione analitico-sistematica proposta è stata sviluppata in riferimento alle concrete dinamiche economiche, politiche ed istituzionali, in relazione alle quali si è inteso verificare il tipo di rapporto tra esigenze di stabilizzazione del ciclo economico ed esigenze di stabilizzazione degli esecutivi, dando il dovuto rilievo al processo di integrazione della Unione Europea, come “motore” delle istanze di riforma del sistema economico ed istituzionale. Nel primo capitolo, si sono esplicitate le chiavi metodologiche secondo le quali si è inteso sviluppare il percorso di ricerca. Nel secondo capitolo si è operata una ricostruzione del quadro ordinamentale a base statutaria, come termine iniziale per poter cogliere al meglio la configurazione del ruolo poi assunta nell’ordinamento repubblicano; ciò come premessa necessaria ad una corretta ricostruzione diacronica, di tutti gli elementi rilevanti per poter comprendere la portata delle proposte attuali. Nel terzo capitolo, si è cercato di ricostruire il ruolo del presidente del consiglio, collocandolo nel quadro della dinamica attuazione/inattuazione dell’ordinamento repubblicano e alla luce dei caratteri del sistema politico, in modo da poter coniugare i tratti evolutivi imposti all’inquadramento della figura dalle dinamiche del sistema politico; così da poter conseguentemente cogliere gli elementi genetici di un dibattito politico istituzionale, che genera proposte di riforma organica, mediante l’analisi degli atti delle commissioni Parlamentari per le riforme. Nel quarto capitolo, a partire dalla apertura di una fase di c.d. “transizione”, si ricostruiscono le proposte specificamente finalizzate al riassetto del Presidente del Consiglio prodotte dalle commissioni parlamentari per le riforme, segnando le tappe di un percorso ancora aperto e dall’esito incerto.

L'inno avestico agli Aməsha Spəṇtas (Yasht 2). Testo critico e traduzione con commentario storico religioso

L'inno dedicato ai sette Amesha Spəṇta è parte della produzione avestica recenziore, e si compone in gran parte di porzioni testuali riprese da altri testi avestici a loro volta di formazione tardiva. Lo Yašt si divide in tre parti principali: le stanze 0-10; 11-14; e infine la stanza 15 che comprende la formula di chiusura tipica degli inni avestici. La prima sezione (2.0-10) è composta dalla formula di apertura, incompleta rispetto a quelle dei restanti inni, seguita dai primi sette capitoli di entrambi i Sīh-rōzag compresi i Gāh. Le stanze centrali (11-14) si caratterizzano per l'assenza di passi gemelli, un elevato numero di hapax e di arcaismi formali e inoltre, una grande variabilità nella tradizione manoscritta. Si tratta di una formula magica per esorcizzare/allontanare demoni e stregoni, che doveva essere recitata per sette volte. Tale formula probabilmente rappresentava in origine un testo autonomo che veniva recitato assieme ad altri testi avestici. La versione a noi pervenuta comprende la recitazione di parte di entrambi i Sīh-rōzag, ma è molto probabile che tale arrangement sia soltanto una sequenza recitativa che doveva coesistere assieme ad altre. Attualmente la formula magica viene recitata principalmente assieme allo Yasna Haptaŋhāiti, senza le restanti stanze dell'inno nella sua versione geldneriana. Il testo sembra nascere come formula magica la quale venne recitata assieme a diversi testi avestici come per esempio parti dello Sīh-rōzag. In un periodo impossibile da stabilire con certezza la versione viene fissata nella forma a noi pervenuta nella maggior parte dei manoscritti e per la sua affinità formale probabilmente interpretato come inno e perciò incluso nell'innario avestico.

Il lascito di Agostino Mitelli ai quadraturisti e ai decoratori del secondo Seicento bolognese attraverso le testimonianze grafiche

Agostino Mitelli (1609-1660) è una figura centrale nella vicenda artistica bolognese. Rinnova profondamente la quadratura, genere in cui opera maggiormente, e diventa il principale riferimento per le generazioni successive. Infatti ha un grande numero di allievi che si fanno interpreti del suo stile e le sue opere continuano ad essere studiate fino a Settecento inoltrato. Nel suo lavoro accorda una grande importanza al mezzo grafico, in cui eccelle e che considera strumento di verifica ed esercizio. Questa predilezione influenza anche i suoi seguaci: dopo la sua morte i suoi disegni diventano molto ricercati e vengono impiegati come repertori di soluzioni di quadratura ed elementi decorativi. Sono essi stessi strumento di studio e infatti ci è pervenuto un grande numero di copie ed esercizi in stile mitelliano. L'analisi sistematica di questo materiale anonimo e poco studiato mi ha permesso di individuare alcune delle personalità di maggiore spicco tra i suoi seguaci, quali Domenico Santi, Giacomo Antonio Mannini e Marc'Antonio Chiarini. Per valutare l'influenza dell'opera di Agostino presso le generazioni successive è centrale anche la produzione calcografica che analizzo a partire dalle quattro serie di elementi di ornato che egli stesso dà alle stampe e che riscuotono molto successo, come provano le numerose ristampe, anche francesi. Dopo la sua morte vengono incise diverse imprese che si riallacciano al suo operato: la prima è quella del figlio Giuseppe Maria Mitelli che pubblica alcuni suoi disegni. Seguono le serie di Santi, Buffagnotti, Mannini, Chiarini e diversi altri che comprendono anche quadratura e veduta e che spesso sono state riassemblate da editori e collezionisti. Anche le fonti affrontano la questione della dipendenza delle successive generazioni dagli stilemi di Agostino Mitelli, oltre a quelle a stampa ho studiato approfonditamente i manoscritti inediti dell'altro figlio di Agostino, Giovanni Mitelli, che forniscono molte nuove notizie.

Measurement of the $B^0$ - $\bar{B}^0$ and $B^0_s$ - $\bar{B}^0_s$ production asymmetries in pp collisions at $\sqrt{s}=7$ TeV and $\sqrt{s}=8$ TeV with the LHCb experiment

The production rate of $b$ and $\bar{b}$ hadrons in $pp$ collisions are not expected to be strictly identical, due to imbalance between quarks and anti-quarks in the initial state. This phenomenon can be naively related to the fact that the $\bar{b}$ quark produced in the hard scattering might combine with a $u$ or $d$ valence quark from the colliding protons, whereas the same cannot happen for a $b$ quark. This thesis presents the analysis performed to determine the production asymmetries of $B^0$ and $B^0_s$. The analysis relies on data samples collected by the LHCb detector at the Large Hadron Collider (LHC) during the 2011 and 2012 data takings at two different values of the centre of mass energy $\sqrt{s}=7$ TeV and at $\sqrt{s}=8$ TeV, corresponding respectively to an integrated luminosity of 1 fb$^{-1}$ and of 2 fb$^{-1}$. The production asymmetry is one of the key ingredients to perform measurements of $CP$ violation in b-hadron decays at the LHC, since $CP$ asymmetries must be disentangled from other sources. The measurements of the production asymmetries are performed in bins of $p_\mathrm{T}$ and $\eta$ of the $B$-meson. The values of the production asymmetries, integrated in the ranges $4 < p_\mathrm{T} < 30$ GeV/c and $2.5<\eta<4.5$, are determined to be: \begin{equation} A_\mathrm{P}(\B^0)= (-1.00\pm0.48\pm0.29)\%,\nonumber \end{equation} \begin{equation} A_\mathrm{P}(\B^0_s)= (\phantom{-}1.09\pm2.61\pm0.61)\%,\nonumber \end{equation} where the first uncertainty is statistical and the second is systematic. The measurement of $A_\mathrm{P}(B^0)$ is performed using the full statistics collected by LHCb so far, corresponding to an integrated luminosity of 3 fb$^{-1}$, while the measurement of $A_\mathrm{P}(B^0_s)$ is realized with the first 1 fb$^{-1}$, leaving room for improvement. No clear evidence of dependences on the values of $p_\mathrm{T}$ and $\eta$ is observed. The results presented in this thesis are the most precise measurements available up to date.