Simulation of Freight Trains Equipped with Partially Filled Tank Containers and Related Resonance Phenomenon

To study the fluid motion-vehicle dynamics interaction, a model of four, liquid filled two-axle container freight wagons was set up. The railway vehicle has been modelled as a multi-body system (MBS). To include fluid sloshing, an equivalent mechanical model has been developed and incorporated. The influence of several factors has been studied in computer simulations, such as track defects, curve negotiation, train velocity, wheel wear, liquid and solid wagonload, and container baffles. SIMPACK has been used for MBS analysis, and ANSYS for liquid sloshing modelling and equivalent mechanical systems validation. Acceleration and braking manoeuvres of the freight train set the liquid cargo into motion. This longitudinal sloshing motion of the fluid cargo inside the tanks initiated a swinging motion of some components of the coupling gear. The coupling gear consists of UIC standard traction hooks and coupling screws that are located between buffers. One of the coupling screws is placed in the traction hook of the opposite wagon thus joining the two wagons, whereas the unused coupling screw rests on a hanger. Simulation results showed that, for certain combinations of type of liquid, filling level and container dimensions, the liquid cargo could provoke an undesirable, although not hazardous, release of the unused coupling screw from its hanger. The coupling screw's release was especially obtained when a period of acceleration was followed by an abrupt braking manoeuvre at 1 m/s2. It was shown that a resonance effect between the liquid's oscillation and the coupling screw's rotary motion could be the reason for the coupling screw's undesired release. Possible solutions to avoid the phenomenon are given.Acceleration and braking manoeuvres of the freight train set the liquid cargo into motion. This longitudinal sloshing motion of the fluid cargo inside the tanks initiated a swinging motion of some components of the coupling gear. The coupling gear consists of UIC standard traction hooks and coupling screws that are located between buffers. One of the coupling screws is placed in the traction hook of the opposite wagon thus joining the two wagons, whereas the unused coupling screw rests on a hanger. This paper reports on a study of the fluid motion-train vehicle dynamics interaction. In the study, a model of four, liquid-filled two-axle container freight wagons was developed. The railway vehicle has been modeled as a multi-body system (MBS). To include fluid sloshing, an equivalent mechanical model has been developed and incorporated. The influence of several factors has been studied in computer simulations, such as track defects, curve negotiation, train velocity, wheel wear, liquid and solid wagonload, and container baffles. A simulation program was used for MBS analysis, and a finite element analysis program was used for liquid sloshing modeling and equivalent mechanical systems validation. Acceleration and braking maneuvers of the freight train set the liquid cargo into motion. This longitudinal sloshing motion of the fluid cargo inside the tanks initiated a swinging motion of some components of the coupling gear. Simulation results showed that, for certain combinations of type of liquid, filling level and container dimensions, the liquid cargo could provoke an undesirable, although not hazardous, release of an unused coupling screw from its hanger. It was shown that a resonance effect between the liquid's oscillation and the coupling screw's rotary motion could be the reason for the coupling screw's undesired release. Solutions are suggested to avoid the resonance problem, and directions for future research are given.

Radio-holografía de microondas para la optimización de la superficie de grandes antenas reflectoras

En el presente trabajo de tesis se afronta el problema de la optimización de la superficie de grandes antenas reflectoras. Es sabido que los grandes reflectores, formados por una superficie panelada, sufren deformaciones debidas al impacto del viento, a los cambios de temperatura y a los efectos gravitacionales derivados del gran peso de la estructura. Estos efectos hacen que los reflectores pierdan su forma ideal, generalmente de paraboloide, y se reduzca su eficiencia de apertura y, por tanto, se limite la máxima frecuencia de uso de los mismos. Es necesario, por tanto, disponer de técnicas que permitan medir el estado de la superficie de grandes reflectores, y derivar los ajustes necesarios a aplicar sobre los tornillos de soporte de cada uno de los paneles que conforman dicha superficie. De esta manera, se devolvería al reflector su forma óptima y aumentaría la eficiencia de apertura y el rango de frecuencias de uso. Hay que resaltar que el aumento de la eficiencia de un radiotelescopio supone una reducción en el tiempo de integración necesario para la detección de las debilísimas señales generadas por las radiofuentes naturales, ahorrando así valioso tiempo de observación. Además, el incremento en el rango de frecuencias permite la detección de nuevas líneas o especies moleculares en dichas radiofuentes. Tras un primer capítulo introductorio, se presenta, en el capítulo segundo, la geometría de estos grandes reflectores y la influencia de los distintos factores que afectan a la calidad de la superficie de los mismos, como la gravedad, el viento y la temperatura, particularizando para el caso del radiotelescopio de 40 metros del Centro Astronómico de Yebes. En el tercer capítulo, se presentan las diferentes técnicas metrológicas empleadas actualmente para abordar la determinación de estos ajustes, mostrándose las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas. Actualmente, la técnica metrológica más precisa y rápida para llevar a cabo esta tarea de caracterización de la superficie de un gran reflector, es la radio-holografía de microondas presentada en el capítulo cuarto. A partir de las medidas proporcionadas por esta técnica, realizadas con la ayuda de un transmisor, y mediante transformaciones de campo, se calculan los errores de la superficie del reflector, respecto al paraboloide ideal, y se derivan los ajustes necesarios. En los capítulos quinto y sexto se presentan los resultados de la aplicación de esta técnica a dos radiotelescopios: el de 30 metros de IRAM en Pico de Veleta (Granada) y los prototipos de 12 metros de las antenas del proyecto ALMA. Por su parte, el capítulo séptimo contiene el núcleo fundamental de esta tesis y presenta el desarrollo de la técnica de radio-holografía de microondas para optimizar la superficie del radiotelescopio de 40 metros del Centro Astronómico de Yebes. Para ello, ha sido necesario diseñar, construir e instalar un receptor de doble canal en banda Ku en foco primario, y la instrumentación asociada para hacer las medidas de amplitud y fase del diagrama de radiación. Además, ha sido necesario desarrollar el software para llevar a cabo las transformaciones de campo y derivar los ajustes de los paneles. De las medidas holográficas iniciales resultó un error de la superficie del radiotelescopio de 485 μm WRMS, respecto al paraboloide ideal en dirección normal. Tras varias iteraciones del proceso de medida y ajuste, se consiguió reducir dicho error a 194 μm WRMS. Esta notable mejora de la calidad de la superficie ha supuesto aumentar la eficiencia de apertura desde 2,6% al 38,2% a 86 GHz, para un receptor a esta frecuencia situado en el foco primario que produjese la misma iluminación que el receptor de holografía. In this thesis the problem of large reflector antenna surface optimization is faced. It is well known that large reflectors, which are made of a panelled surface, suffer from deformations due to the impact of wind, temperature gradients and gravity loads coming from the high weigth of the structure. These effects distort the ideal reflector shape, which is a paraboloid in most cases, hence reducing the aperture efficiency of the reflector and limiting the maximum frequency of operation. Therefore, it is necessary to have some techniques to measure the status of large reflector surfaces and to derive the adjustment values to be applied to the screws that connect the surface panels to the reflector back-up structure. In this way, the reflector would recover its optimum shape and the aperture efficiency and frequency range would increase. It has to be stated that an increment in the radiotelescope aperture efficiency would imply a reduction in the integration time needed to detect such weak signals coming from natural radiosources in space and, hence, an important saving in observation time. In addition, the increase in the frequency range of operation would allow the detection of new molecular lines in those radiosources. After the introduction, the second chapter shows the geometry of large reflector antennas and the impact on its surface quality of different factors like gravity, wind and temperature, particularly for the case of the Centro Astronómico de Yebes 40 meter radiotelescope. The third chapter deals with the different metrology techniques used to determine the panel adjustments, including the advantages and drawbacks of each one Currently, the most accurate and fast metrologic technique to carry out the characterization of large reflector surfaces is microwave radio-holography2, which is shown in chapter four. From the measurements provided by microwave radio-holography, performed with the help of a transmitter, and with the use of field transformations, the reflector surface errors are computed and the panel adjustments are derived. Chapters five and six show the results of holographic measurements applied to two first class radiotelescopes: the IRAM 30 meter radiotelescope and the 12 meter prototype antennas for the ALMA project. Chapter seven contains the main work of this thesis. It presents the development of the microwave radio-holography technique for the optimization of the Centro Astronómico de Yebes 40m radiotelescope. The work implied the design, construction and instalation of a prime focus Ku-band dual channel receiver, together with the associated instrumentation to measure the amplitude and phase of the radiotelescope radiation pattern. In addition, the software to carry out field transformations and screw settings computations was developed too. Initial holography measurements came up with an surface error of 485 μmWRMS in normal direction with respect to the best-fit paraboloid. After a few iterations of the measurementadjustment cycle, the surface error was reduced to 194 μm WRMS. This remarkable improvement in surface quality means an increment in aperture efficiency from 2,6% to 38,2% at 86 GHz, assuming a receiver at this frequency in prime focus position which produces the same illumination as the holography receiver.

3D hp-adaptive finite element simulations of a magic-T electromagnetic waveguide structure

This paper employs a 3D hp self-adaptive grid-refinement finite element strategy for the solution of a particular electromagnetic waveguide structure known as Magic-T. This structure is utilized as a power divider/combiner in communication systems as well as in other applications. It often incorporates dielectrics, metallic screws, round corners, and so on, which may facilitate its construction or improve its design, but significantly difficult its modeling when employing semi-analytical techniques. The hp-adaptive finite element method enables accurate modeling of a Magic-T structure even in the presence of these undesired materials/geometries. Numerical results demonstrate the suitability of the hp-adaptive method for modeling a Magic-T rectangular waveguide structure, delivering errors below 0.5% with a limited number of unknowns. Solutions of waveguide problems delivered by the self-adaptive hp-FEM are comparable to those obtained with semi-analytical techniques such as the Mode Matching method, for problems where the latest methods can be applied. At the same time, the hp-adaptive FEM enables accurate modeling of more complex waveguide structures.

PÊNDULO ANCORADO EM MINI-IMPLANTES: AVALIAÇÃO DENTÁRIA E ESQUELÉTICA

O aparelho Pêndulo é eficaz na correção das más oclusões de Classe II, com comprometimento dentoalveolar superior. No entanto, a perda de ancoragem caracterizada pela mesialização dos pré-molares superiores, e pela vestibularização e protrusão dos incisivos superiores, constitui um grave efeito colateral deste dispositivo. O objetivo deste estudo foi avaliar as possíveis alterações dentárias e esquelética, sagitais e verticais, decorrentes do uso do Pêndulo modificado, ancorado em mini-implantes. Dez indivíduos foram tratados neste estudo, sendo que telerradiografias em norma lateral foram realizadas no início do tratamento, e imediatamente após a remoção do Pêndulo. Em cada indivíduo foram instalados dois mini-implantes no palato, que receberam carga imediata por meio da ativação do Pêndulo modificado, apoiado nestes dispositivos de ancoragem temporária. Nenhum dos dentes avaliados apresentou alterações verticais estatisticamente significantes; o mesmo ocorreu para as alterações esqueléticas verticais e sagitais, e para o trespasse vertical e horizontal. Com relação às alterações estatisticamente significantes, o primeiro molar superior moveu-se para distal aproximadamente 5,6mm em 6,2 meses, e com inclinação distal média de 7,100. Os segundos pré-molares superiores distalizaram em média 2,7mm e inclinaram 5,550; já os segundos molares superiores moveram-se em média 4,6mm para distal com uma inclinação de 13,700; valores estes também considerados estatisticamente significantes. O sistema de distalização de molares superiores, composto pelo Pêndulo modificado ancorado em mini-implantes, mostrou-se eficaz na correção da má oclusão de Classe II, sem produzir os efeitos de perda de ancoragem. (AU)

PÊNDULO ANCORADO EM MINI-IMPLANTES: AVALIAÇÃO DENTÁRIA E ESQUELÉTICA

O aparelho Pêndulo é eficaz na correção das más oclusões de Classe II, com comprometimento dentoalveolar superior. No entanto, a perda de ancoragem caracterizada pela mesialização dos pré-molares superiores, e pela vestibularização e protrusão dos incisivos superiores, constitui um grave efeito colateral deste dispositivo. O objetivo deste estudo foi avaliar as possíveis alterações dentárias e esquelética, sagitais e verticais, decorrentes do uso do Pêndulo modificado, ancorado em mini-implantes. Dez indivíduos foram tratados neste estudo, sendo que telerradiografias em norma lateral foram realizadas no início do tratamento, e imediatamente após a remoção do Pêndulo. Em cada indivíduo foram instalados dois mini-implantes no palato, que receberam carga imediata por meio da ativação do Pêndulo modificado, apoiado nestes dispositivos de ancoragem temporária. Nenhum dos dentes avaliados apresentou alterações verticais estatisticamente significantes; o mesmo ocorreu para as alterações esqueléticas verticais e sagitais, e para o trespasse vertical e horizontal. Com relação às alterações estatisticamente significantes, o primeiro molar superior moveu-se para distal aproximadamente 5,6mm em 6,2 meses, e com inclinação distal média de 7,100. Os segundos pré-molares superiores distalizaram em média 2,7mm e inclinaram 5,550; já os segundos molares superiores moveram-se em média 4,6mm para distal com uma inclinação de 13,700; valores estes também considerados estatisticamente significantes. O sistema de distalização de molares superiores, composto pelo Pêndulo modificado ancorado em mini-implantes, mostrou-se eficaz na correção da má oclusão de Classe II, sem produzir os efeitos de perda de ancoragem. (AU)

PÊNDULO ANCORADO EM MINI-IMPLANTES - ANÁLISE EM MODELOS DIGITAIS

A distalização dos molares superiores é uma opção de tratamento da má oclusão de Classe II, quando o envolvimento é principalmente dentoalveolar. Dispositivos intrabucais como o aparelho Pêndulo, dispensam a colaboração do paciente quanto ao uso, porém promovem efeitos muitas vezes indesejáveis como a vestibularização dos dentes anteriores que participam na ancoragem e a inclinação dos molares distalizados. Após o surgimento dos Dispositivos de Ancoragem Temporária (DATs), como o mini-implante pode-se alcançar a ancoragem de forma previsível e eficiente. Com isto, por meio de um estudo prospectivo, foram avaliadas as alterações dentárias, promovidas pela distalização de molares superiores com um aparelho Pêndulo modificado, apoiado em dois mini-implantes instalados no palato de 10 indivíduos, sendo 2 do sexo feminino e 8 do masculino, com média de idade de 14,3 anos. A amostra foi composta por 20 modelos digitalizados em 3D, obtidos de em duas fases: no início do tratamento (T1) e após distalização com sobrecorreção de 1 mm (T2), permitindo quantificar as alterações dentárias sagitais, transversais e possíveis movimentos de rotação, angulação e movimentos verticais. Os resultados obtidos mostraram que no sentido sagital, houve uma efetiva distalização com significância estatística, para os segundos molares superiores; primeiros molares superiores em média de 4,34 mm e 3,91mm para o lado direito e esquerdo, respectivamente, e para os segundos pré-molares do lado direito e esquerdo de 2,06 mm e 1,95 mm, respectivamente. Porém, para os dentes anteriores, foi constatada a perda de ancoragem. No sentido transversal, o maior aumento ocorreu na região dos dentes posteriores. Os movimentos de rotação, angulação e vertical dos primeiros molares superiores, indicam que houve rotação mesiovestibular e inclinação distal das coroas destes dentes de ambos os lados; as medidas verticais, demonstram que houve movimento significativo apenas para o primeiro molar direito, com inclinação distal pela intrusão da cúspide distal. Este dispositivo mostrou-se eficaz na correção da Classe II em um tempo médio de 6,2 meses.(AU)

PÊNDULO ANCORADO EM MINI-IMPLANTES - ANÁLISE EM MODELOS DIGITAIS

A distalização dos molares superiores é uma opção de tratamento da má oclusão de Classe II, quando o envolvimento é principalmente dentoalveolar. Dispositivos intrabucais como o aparelho Pêndulo, dispensam a colaboração do paciente quanto ao uso, porém promovem efeitos muitas vezes indesejáveis como a vestibularização dos dentes anteriores que participam na ancoragem e a inclinação dos molares distalizados. Após o surgimento dos Dispositivos de Ancoragem Temporária (DATs), como o mini-implante pode-se alcançar a ancoragem de forma previsível e eficiente. Com isto, por meio de um estudo prospectivo, foram avaliadas as alterações dentárias, promovidas pela distalização de molares superiores com um aparelho Pêndulo modificado, apoiado em dois mini-implantes instalados no palato de 10 indivíduos, sendo 2 do sexo feminino e 8 do masculino, com média de idade de 14,3 anos. A amostra foi composta por 20 modelos digitalizados em 3D, obtidos de em duas fases: no início do tratamento (T1) e após distalização com sobrecorreção de 1 mm (T2), permitindo quantificar as alterações dentárias sagitais, transversais e possíveis movimentos de rotação, angulação e movimentos verticais. Os resultados obtidos mostraram que no sentido sagital, houve uma efetiva distalização com significância estatística, para os segundos molares superiores; primeiros molares superiores em média de 4,34 mm e 3,91mm para o lado direito e esquerdo, respectivamente, e para os segundos pré-molares do lado direito e esquerdo de 2,06 mm e 1,95 mm, respectivamente. Porém, para os dentes anteriores, foi constatada a perda de ancoragem. No sentido transversal, o maior aumento ocorreu na região dos dentes posteriores. Os movimentos de rotação, angulação e vertical dos primeiros molares superiores, indicam que houve rotação mesiovestibular e inclinação distal das coroas destes dentes de ambos os lados; as medidas verticais, demonstram que houve movimento significativo apenas para o primeiro molar direito, com inclinação distal pela intrusão da cúspide distal. Este dispositivo mostrou-se eficaz na correção da Classe II em um tempo médio de 6,2 meses.(AU)

Surgical exposures and options for instrumentation in acetabular fracture fixation: Pararectus approach versus the modified Stoppa.

BACKGROUND As an alternative to the modified Stoppa approach, the Pararectus approach is used clinically for treatment of acetabular fractures involving the anterior column. The current study assessed the surgical exposure and the options for instrumentation using both of these approaches. METHODS Surgical dissections were conducted on five human cadavers (all male, mean age 88 years (82-97)) using the modified Stoppa and the Pararectus approach, with the same skin incision length (10cm). Distal boundaries of the exposed bony surfaces were marked using a chisel. After removal of all soft-tissues, distances from the boundaries in the false and true pelvis were measured with reference to the pelvic brim. The exposed bone was coloured and calibrated digital images of each inner hemipelvis were taken. The amount of exposed surface using both approaches was assessed and represented as a percentage of the total bony surface of each hemipelvis. For instrumentation, a suprapectineal quadrilateral buttress plate was used. Screw lengths were documented, and three-dimensional CT reconstructions were performed to assess screw trajectories qualitatively. Wilcoxon's signed rank test for paired groups was used (level of significance: p<0.05). RESULTS After utilization of the Pararectus approach, the distances from the farthest boundaries of exposed bone towards the pelvic brim were significantly higher in the false but not the true pelvis, compared to the modified Stoppa approach. The percentage (mean±SD) of exposed bone accessible after utilizing the Pararectus approach was 42±8%, compared to 29±6% using the modified Stoppa (p=0.011). In cadavers exposed by the Pararectus approach, screws placed for posterior fixation and as a posterior column screw were longer by factor 1.8 and 2.1, respectively (p<0.05), and screws could be placed more posteromedial towards the posterior inferior iliac spine or in line with the posterior column directed towards the ischial tuberosity. CONCLUSION Compared to the modified Stoppa, the Pararectus approach facilitates a greater surgical access in the false pelvis, provides versatility for fracture fixation in the posterior pelvic ring and allows for the option to extend the approach without a new incision.

Constitution of the state of Alabama,

Mode of access: Internet.

PÊNDULO ANCORADO EM MINI-IMPLANTES: AVALIAÇÃO DENTÁRIA E ESQUELÉTICA

O aparelho Pêndulo é eficaz na correção das más oclusões de Classe II, com comprometimento dentoalveolar superior. No entanto, a perda de ancoragem caracterizada pela mesialização dos pré-molares superiores, e pela vestibularização e protrusão dos incisivos superiores, constitui um grave efeito colateral deste dispositivo. O objetivo deste estudo foi avaliar as possíveis alterações dentárias e esquelética, sagitais e verticais, decorrentes do uso do Pêndulo modificado, ancorado em mini-implantes. Dez indivíduos foram tratados neste estudo, sendo que telerradiografias em norma lateral foram realizadas no início do tratamento, e imediatamente após a remoção do Pêndulo. Em cada indivíduo foram instalados dois mini-implantes no palato, que receberam carga imediata por meio da ativação do Pêndulo modificado, apoiado nestes dispositivos de ancoragem temporária. Nenhum dos dentes avaliados apresentou alterações verticais estatisticamente significantes; o mesmo ocorreu para as alterações esqueléticas verticais e sagitais, e para o trespasse vertical e horizontal. Com relação às alterações estatisticamente significantes, o primeiro molar superior moveu-se para distal aproximadamente 5,6mm em 6,2 meses, e com inclinação distal média de 7,100. Os segundos pré-molares superiores distalizaram em média 2,7mm e inclinaram 5,550; já os segundos molares superiores moveram-se em média 4,6mm para distal com uma inclinação de 13,700; valores estes também considerados estatisticamente significantes. O sistema de distalização de molares superiores, composto pelo Pêndulo modificado ancorado em mini-implantes, mostrou-se eficaz na correção da má oclusão de Classe II, sem produzir os efeitos de perda de ancoragem. (AU)

PÊNDULO ANCORADO EM MINI-IMPLANTES - ANÁLISE EM MODELOS DIGITAIS

A distalização dos molares superiores é uma opção de tratamento da má oclusão de Classe II, quando o envolvimento é principalmente dentoalveolar. Dispositivos intrabucais como o aparelho Pêndulo, dispensam a colaboração do paciente quanto ao uso, porém promovem efeitos muitas vezes indesejáveis como a vestibularização dos dentes anteriores que participam na ancoragem e a inclinação dos molares distalizados. Após o surgimento dos Dispositivos de Ancoragem Temporária (DATs), como o mini-implante pode-se alcançar a ancoragem de forma previsível e eficiente. Com isto, por meio de um estudo prospectivo, foram avaliadas as alterações dentárias, promovidas pela distalização de molares superiores com um aparelho Pêndulo modificado, apoiado em dois mini-implantes instalados no palato de 10 indivíduos, sendo 2 do sexo feminino e 8 do masculino, com média de idade de 14,3 anos. A amostra foi composta por 20 modelos digitalizados em 3D, obtidos de em duas fases: no início do tratamento (T1) e após distalização com sobrecorreção de 1 mm (T2), permitindo quantificar as alterações dentárias sagitais, transversais e possíveis movimentos de rotação, angulação e movimentos verticais. Os resultados obtidos mostraram que no sentido sagital, houve uma efetiva distalização com significância estatística, para os segundos molares superiores; primeiros molares superiores em média de 4,34 mm e 3,91mm para o lado direito e esquerdo, respectivamente, e para os segundos pré-molares do lado direito e esquerdo de 2,06 mm e 1,95 mm, respectivamente. Porém, para os dentes anteriores, foi constatada a perda de ancoragem. No sentido transversal, o maior aumento ocorreu na região dos dentes posteriores. Os movimentos de rotação, angulação e vertical dos primeiros molares superiores, indicam que houve rotação mesiovestibular e inclinação distal das coroas destes dentes de ambos os lados; as medidas verticais, demonstram que houve movimento significativo apenas para o primeiro molar direito, com inclinação distal pela intrusão da cúspide distal. Este dispositivo mostrou-se eficaz na correção da Classe II em um tempo médio de 6,2 meses.(AU)

The intermediate pyrolysis of de-inking sludge to produce a sustainable liquid fuel

De-inking sludge is a waste product generated from secondary fibre paper mills who manufacture recycled paper into new paper sheets; it refers directly to the solid residues which evolve during the de-inking stage of the paper pulping process. The current practice for the disposal of this waste is either by land-spreading, land-filling or incineration which are unsustainable. This work has explored the intermediate pyrolysis of pre-conditioned de-inking sludge pellets in a recently patented 20 kg/h intermediate pyrolysis reactor (The Pyroformer). The reactor is essentially two co-axial screws which are configured in such a way as to circulate solids within the reactor and thus facilitate in the cracking of tars. The potential application of using the volatile organic vapours and permanent gases evolved would be to generate both combined heat and power (CHP) located at paper making sites. The results show that de-inking sludge could be successfully pyrolysed and the organic vapours produced were composed of a mixture of aromatic hydrocarbons, phenolic compounds and some fatty acid methyl esters as detected by liquid GC-MS. The calorific value of the oil after condensing was between 36 and 37 MJ/kg and the liquid fuel properties were also determined, permanent gases were detected by a GC-TCD and were composed of approximately 24% CO, 6% CH and 70% CO (v/v%). The solid residue from pyrolysis also contained a small residual calorific value, and was largely composed of mainly calcium based inert metal oxides. The application of applying intermediate pyrolysis to de-inking sludge for both CHP production and waste reduction is in principle a feasible technology which could be applied at secondary fibre paper mills. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

The intermediate pyrolysis of de-inking sludge to produce a sustainable liquid fuel

De-inking sludge is a waste product generated from secondary fibre paper mills who manufacture recycled paper into new paper sheets; it refers directly to the solid residues which evolve during the de-inking stage of the paper pulping process. The current practice for the disposal of this waste is either by land-spreading, land-filling or incineration which are unsustainable. This work has explored the intermediate pyrolysis of pre-conditioned de-inking sludge pellets in a recently patented 20 kg/h intermediate pyrolysis reactor (The Pyroformer). The reactor is essentially two co-axial screws which are configured in such a way as to circulate solids within the reactor and thus facilitate in the cracking of tars. The potential application of using the volatile organic vapours and permanent gases evolved would be to generate both combined heat and power (CHP) located at paper making sites. The results show that de-inking sludge could be successfully pyrolysed and the organic vapours produced were composed of a mixture of aromatic hydrocarbons, phenolic compounds and some fatty acid methyl esters as detected by liquid GC-MS. The calorific value of the oil after condensing was between 36 and 37 MJ/kg and the liquid fuel properties were also determined, permanent gases were detected by a GC-TCD and were composed of approximately 24% CO, 6% CH and 70% CO (v/v%). The solid residue from pyrolysis also contained a small residual calorific value, and was largely composed of mainly calcium based inert metal oxides. The application of applying intermediate pyrolysis to de-inking sludge for both CHP production and waste reduction is in principle a feasible technology which could be applied at secondary fibre paper mills. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Metrology enhanced tooling for aerospace (META):strategies for improved accuracy of jig built structures

The accuracy of many aerospace structures is limited by the accuracy of assembly tooling which is in turn limited by the accuracy of the measurements used to set the tooling. Further loss of accuracy results from different rates of thermal expansion for the components and tooling. This paper describes improved tooling designs and setting processes which have the potential to significantly improve the accuracy of aerospace structures. The most advanced solution described is environmentally isolated interferometer networks embedded within tooling combined with active compensation of component pick-ups. This would eliminate environmental effects on measurements while also allowing compensation for thermal expansion. A more immediately realizable solution is the adjustment of component pick-ups using micrometer jacking screws allowing multilateration to be employed during the final stages of the setting process to generate the required offsets. Copyright © 2011 SAE International.

A prototype bone screw design for osteoporotic bone

Poster. Introduction: One in five menand one half of women over the age of 50 will experience a bone fracture, whichis frequently accompanied by poor bone health. This combination of poor bonehealth and fracture is a two edge sword, because not only does poor bone healthmake fractures more likely, it also reduces the efficacy of standard fracturetreatments. Currently available surgical fixation devices that were originallydeveloped for healthy bone, such as pins, plates and bone screws, are often noteffective for patients with osteoporosis, resulting in unsatisfactory outcomesor longer and more painful recovery times. One major issue is the design ofbone screws, which can loosen or pull-out from osteoporotic bone. Osteopenicscrews with larger outer thread diameters have been developed to try andaddress this problem. The larger diameter screws have been shown to be 60–70 %stronger in lab tests of individual screws but the larger diameter screwscannot be used with the standard spacing in fixation plates without the risk ofcausing fractures between the screws. In addition, many fractures occur nearjoints where there is not room to increase the spacing between screws.Therefore, new bone screws are needed for treatment of fractures in osteoporoticbone. Materials and Methods: Afterdeveloping a novel bone screw design, we fabricated screws using rapidprototyping methods. Screws were inserted into 10 pcf density sawbones polyurethanefoam as a model for osteoporotic bone. Pull-out tests were conducted using theprototype bone screw design and the standard screw design for comparison inaccordance with ASTM 543-13. Results and Discussion: Ourprototype screws have the same outer diameter as standard bone screws, but haveoptimised threads. For pull-out tests in 10 psf density sawbones poly-urethanefoam, the prototype screw design was 60 % stronger than the standard bone screwdesign (p<0.01). Conclusion: Our novel bonescrew design provides significant improvement in standard tests with syntheticbone material. Additional tests are needed to determine if the bone screwswould be suitable for human trials.