Mathematical modelling of rock-bed solar thermal storage tank

An important application of thermal storage is solar energy for power generation or process heating. Low temperature thermal storage in a packed rock bed is considered best option for thermal storage for solar drying applications. In this paper, mathematical formulations for conical and cylindrical rock bed storage tanks have been developed. The model equations are solved numerically for charging/discharging cycles. From the simulated results, it was observed that for the same aspect ratio between the diameter and the length of the thermal storages, the conical thermal storage had better performance. The temperature distribution was found to be more uniform in the truncated conical shape rock bed storage. Also, the pressure drop over long period of time in the conical thermal storage was lower than that of the cylindrical thermal storage. Hence, the amount of power required from a centrifugal fan was lower.

Energy Efficiency through Thermal Energy Storage - Evaluation of the Possibilities for the Swedish Building Stock, Phase 1

As a first step in assessing the potential of thermal energy storage in Swedish buildings, the current situation of the Swedish building stock and different storage methods are discussed in this paper. Overall, many buildings are from the 1960’s or earlier having a relatively high energy demand, creating opportunities for large energy savings. The major means of heating are electricity for detached houses and district heating for multi dwelling houses and premises. Cooling needs are relatively low but steadily increasing, emphasizing the need to consider energy storage for both heat and cold. The thermal mass of a building is important for passive storage of thermal energy but this has not been considered much when constructing buildings in Sweden. Instead, common ways of storing thermal energy in Swedish buildings today is in water storage tanks or in the ground using boreholes, while latent thermal energy storage is still very uncommon.

Refrigerator COP with thermal storage

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pitting Corrosion in Austenitic Stainless Steel Water Tanks of Hotel Trains

The water storage tanks of hotel trains suffered pitting corrosion. To identify the cause, the tanks were subjected to a detailed metallographic study and the chemical composition of the austenitic stainless steels used in their construction was determined. Both the tank water and the corrosion products were further examined by physicochemical and microbiological testing. Corrosion was shown to be related to an incompatibility between the chloride content of the water and the base and filler metals of the tanks. These findings formed the basis of recommendations aimed at the prevention and control of corrosion in such tanks. Se han detectado problemas de corrosión por picaduras en los depósitos de agua de trenes hotel. Para identificar las causas se llevó a cabo un detallado estudio metalográfico así como de la composición química de los aceros inoxidables austeníticos utilizados en su construcción. También se realizaron estudios fisicoquímicos y microbiológicos de los productos de corrosión. Se ha encontrado que los problemas de corrosión están relacionados con la incompatibilidad entre el contenido en cloruros del agua y los metales base y de aporte de la soldadura de los tanques. En base a estos hallazgos se proponen una serie de recomendaciones encaminadas a la prevención y control de la corrosión de dichos depósitos.

Domestic hot water consumption vs. solar thermal energy storage: the optimum size of the storage tank

Many efforts have been made in order to adequate the production of a solar thermal collector field to the consumption of domestic hot water of the inhabitants of a building. In that sense, much has been achieved in different domains: research agencies, government policies and manufacturers. However, most of the design rules of the solar plants are based on steady state models, whereas solar irradiance, consumption and thermal accumulation are inherently transient processes. As a result of this lack of physical accuracy, thermal storage tanks are sometimes left to be as large as the designer decides without any aforementioned precise recommendation. This can be a problem if solar thermal systems are meant to be implemented in nowadays buildings, where there is a shortage of space. In addition to that, an excessive storage volume could not result more efficient in many residential applications, but costly, extreme in space consumption and in some cases too heavy. A proprietary transient simulation program has been developed and validated with a detailed measurement campaign in an experimental facility. In situ environmental data have been obtained through a whole year of operation. They have been gathered at intervals of 10 min for a solar plant of 50 m2 with a storage tank of 3 m3, including the equipment for domestic hot water production of a typical apartment building. This program has been used to obtain the design and dimensioning criteria of DHW solar plants under daily transient conditions throughout a year and more specifically the size of the storage tank for a multi storey apartment building. Comparison of the simulation results with the current Spanish regulation applicable, “Código Técnico de la Edificación” (CTE 2006), offers fruitful details and establishes solar facilities dimensioning criteria.

Musts for USTs : a summary of the new regulations for underground storage tank systems.

Mode of access: Internet.

How to effectively recover free product at leaking underground storage tank sites : a guide for state regulators.

"EPA 510-R-96-001."

Guide to the Illinois Underground Storage Tank Fund.

Cover title.

The Study of Sonar for Imaging of the Solid-Liquid Interface Inside Large Tanks

Retrieval, treatment, and disposal of high-level radioactive waste (HLW) is expected to cost between 100 and 300 billion dollars. The risk to workers, public health, and the environment are also a major area of concern for HLW. Visualization of the interface between settled solids and the optically opaque liquid is needed for retrieval of the waste from underground storage tanks. A Profiling sonar selected for this research generates 2-D image of the interface. Multiple experiments were performed to demonstrate the effectiveness of sonar in real-time monitoring the interface inside HLW tanks. First set of experiments demonstrated that objects shapes could be identified even when 30% of solids entrained in liquid, thereby mapping the interface. Simulation of sonar system validated these results. Second set of experiments confirmed the sonar’s ability in detecting the solids with density similar to the immersed liquid. Third set of experiments determined the affects of near by objects on image resolution. Final set of experiments proved the functional and chemical capabilities of sonar in caustic solution.

Analysis of Long Cantilever Cylindrical Shell Subjected to Wind Loading

Bending analysis of closed cylindrical shells subjected to asymmetric load and having different support conditions is of interest in the design of chimneys, water towers, oil storage tanks, etc. A simple method of analyzing a long cantilever cylindrical shell, subjected to asymmetric load, is presented in the paper, using Schorer’s shell theory and orthogonal functions. The application of the solution has been illustrated with an example of a cantilever shell subjected to wind loads. The results obtained for this problem have been compared with the previously available results to illustrate the accuracy of the results obtained here. The solution presented can also be extended to a cylindrical shell with other support conditions, as well as to the study of free vibration of a cylindrical shell. The present solution will be very useful for designers who need to obtain numerical results for specific problems with minimum computational effort.

Calibration and linearity verification of capacitance type cryo level indicators using cryogenically multiplexed diode array

In space application the precision level measurement of cryogenic liquids in the storage tanks is done using triple redundant capacitance level sensor, for control and safety point of view. The linearity of each sensor element depends upon the cylindricity and concentricity of the internal and external electrodes. The complexity of calibrating all sensors together has been addressed by two step calibration methodology which has been developed and used for the calibration of six capacitance sensors. All calibrations are done using Liquid Nitrogen (LN2) as a cryogenic fluid. In the first step of calibration, one of the elements of Liquid Hydrogen (LH2) level sensor is calibrated using 700mm eleven point discrete diode array. Four wire method has been used for the diode array. Thus a linearity curve for a single element of LH2 is obtained. In second step of calibration, using the equation thus obtained for the above sensor, it is considered as a reference for calibrating remaining elements of the same LH2 sensor and other level sensor (either Liquid Oxygen (LOX) or LH2). The elimination of stray capacitance for the capacitance level probes has been attempted. The automatic data logging of capacitance values through GPIB is done using LabVIEW 8.5.

Real time monitoring of petroleum leakage detection using etched fiber Bragg grating

Detection of petroleum leakages in pipelines and storage tanks is a very important as it may lead to significant pollution of the environment, accidental hazards, and also it is a very important fuel resource. Petroleum leakage detection sensor based on fiber optics was fabricated by etching the fiber Bragg grating (FBG) to a region where the total internal reflection is affected. The experiment shows that the reflected Bragg's wavelength and intensity goes to zero when etched FBG is in air and recovers Bragg's wavelength and intensity when it is comes in contact with petroleum or any external fluid. This acts as high sensitive, fast response fluid optical switch in liquid level sensing, petroleum leakage detection etc. In this paper we present our results on using this technique in petroleum leakage detection.

Monitoramento microbiológico e físico-químico de tanques de armazenamento de óleo e água

A injeção da água do mar nos campos marítimos (offshore), processo este conhecido como recuperação secundária de petróleo, gera muitos resíduos e efluentes. Dentre estes, pode-se destacar a água produzida, que consiste de água de formação, água naturalmente presente na formação geológica do reservatório de petróleo, e água de injeção, aquela normalmente injetada no reservatório para aumento de produção. Sete tanques de armazenamento de água/óleo de um terminal foram monitorados quanto à presença de micro-organismos e teores de sulfato, sulfeto, pH e condutividade. Particularmente, as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que agem às expensas da atividade de outras espécies, reduzindo sulfato à sulfeto, constituindo-se num problema-chave. Os tanques de óleo codificados como Verde, Ciano, Roxo, Cinza, Vermelho, Amarelo e Azul, apresentaram comportamentos distintos quanto aos parâmetros microbiológicos e físico-químicos. Após este monitoramento, de acordo com valores referência adotados, e levando-se em conta como principais parâmetros classificatórios concentrações de BRS, bactérias anaeróbias totais e sulfeto, os dois tanques considerados mais limpos do monitoramento foram os tanques roxo e ciano. Analogamente, por apresentarem os piores desempenhos frente aos três principais parâmetros, os tanques amarelo e cinza foram considerados os mais sujos de todo o monitoramento. Após esta segregação, esses três principais parâmetros, mais a concentração de sulfato, foram inter-relacionados a fim de se corroborar esta classificação. Foi possível observar que o sulfeto instantâneo não foi o parâmetro mais adequado para se avaliar o potencial metabólico de uma amostra. Por este motivo, foram verificados os perfis metabólicos das BRS presentes nas amostras, confirmando a segregação dos tanques, baseada em parâmetros em batelada

Emprego de microscopia de fluorescência para a quantificação microbiana em amostras salinas da indústria do petróleo

Os micro-organismos constituem um grande problema em termos econômicos para a indústria petrolífera. Estes são responsáveis pela produção de substâncias corrosivas e a formação de biofilmes, que causam deterioração dos materiais metálicos. Os principais grupos microbianos presentes em amostras ambientais da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi otimizada uma metodologia para a microscopia de fluorescência de amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água/óleo. As condições testadas foram o tipo de óleo de imersão, o tipo de diluente, o volume do corante, o volume da amostra corada e a concentração do fixador (glutaraldeído) numa tentativa de correlacionar com resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, as células totais foram quantificadas por microscopia de fluorescência utilizando o corante fluorescente laranja de acridina (AO). Verificou-se que houve uma correlação entre os resultados da quantificação de células totais por microscopia de fluorescência e os resultados de BANHT pela técnica do NMP, devido a pouca variação de valores expressos em ambas as quantificações. Entretanto, não foi possível correlacionar os resultados da quantificação de células totais com os resultados de BRS por NMP devido à grande variação dos valores de quantificação de BRS. Na microscopia de fluorescência, foi possível, quantificar os micro-organismos em aproximadamente 30 minutos e através das fotografias, verificou-se ainda que as amostras apresentaram-se nítidas e os micro-organismos com uma boa fluorescência

Produção biogênica de sulfetos em amostras de água e óleo

Durante a exploração de petróleo offshore (fora da costa), a injeção de água do mar no processo de recuperação secundária de petróleo, ocasiona a produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) pela presença das bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem o sulfato presente na água em sulfeto. A produção intensiva de H2S tem sido um dos maiores problemas das indústrias petrolíferas, pois constitui-se uma das principais causas de corrosão em linhas de produção (tubulações), equipamentos e tanques metálicos. Os principais micro-organismos presentes em amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água e óleo da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi utilizada a metodologia de produção semi-contínua de sulfetos biogênicos por 15 dias, numa tentativa de correlacionar com os resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, avaliou-se as condições mais adequadas para a produção biogênica de sulfetos em tanques, alterando-se parâmetros tais como salinidade, temperatura e composição do meio de cultura. Verificou-se que os aumentos da salinidade e da temperatura do meio implicaram na diminuição da atividade biogênica semi-contínua de geração de sulfetos. E conforme dilui-se o meio de cultura, o crescimento de bactérias foi reduzido, assim como a geração de sulfetos. A quantificação de BRS e BANHT foi avaliada pela técnica do NMP de acordo com o método do FDA em 2011 e de Harrigan em 1998. Este último subestima a população microbiana, desconsiderando os limites e erros provenientes da técnica