Dry tribology and nanomechanics of gaseous flame soot in comparison with carbon black and diesel soot

Ethylene gas is burnt and the carbon soot particles are thermophoretically collected using a home-built equipment where the fuel air injection and intervention into the 7.5-cm long flame are controlled using three small pneumatic cylinders and computer-driven controllers. The physical and mechanical properties and tribological performance of the collected soot are compared with those of carbon black and diesel soot. The crystalline structures of the nanometric particles generated in the flame, as revealed by high-resolution transmission electron studies, are shown to vary from the flame root to the exhaust. As the particle journeys upwards the flame, through a purely amorphous coagulated phase at the burner nozzle, it leads to a well-defined crystalline phase shell in the mid-flame zone and to a disordered phase consisting of randomly distributed short-range crystalline order at the exhaust. In the mid-flame region, a large shell of radial-columnar order surrounds a dense amorphous core. The hardness and wear resistance as well as friction coefficient of the soot extracted from this zone are low. The mechanical properties characteristics of this zone may be attributed to microcrystalline slip. Moving towards the exhaust, the slip is inhibited and there is an increase in hardness and friction compared to those in the mid-flame zone. This study of the comparison of flame soot to carbon black and diesel soot is further extended to suggest a rationale based on additional physico-chemical study using micro-Raman spectroscopy.

Performance of inherently compensated flat pad aerostatic bearings subject to dynamic perturbation forces

The importance of air bearing design is growing in engineering. As the trend to precision and ultra precision manufacture gains pace and the drive to higher quality and more reliable products continues, the advantages which can be gained from applying aerostatic bearings to machine tools, instrumentation and test rigs is becoming more apparent. The inlet restrictor design is significant for air bearings because it affects the static and dynamic performance of the air bearing. For instance pocketed orifice bearings give higher load capacity as compared to inherently compensated orifice type bearings, however inherently compensated orifices, also known as laminar flow restrictors are known to give highly stable air bearing systems (less prone to pneumatic hammer) as compared to pocketed orifice air bearing systems. However, they are not commonly used because of the difficulties encountered in manufacturing and assembly of the orifice designs. This paper aims to analyse the static and dynamic characteristics of inherently compensated orifice based flat pad air bearing system. Based on Reynolds equation and mass conservation equation for incompressible flow, the steady state characteristics are studied while the dynamic state characteristics are performed in a similar manner however, using the above equations for compressible flow. Steady state experiments were also performed for a single orifice air bearing and the results are compared to that obtained from theoretical studies. A technique to ease the assembly of orifices with the air bearing plate has also been discussed so as to make the manufacturing of the inherently compensated bearings more commercially viable. (c) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

土壤内水分流动、温度分布及其表面蒸发效应的研究

<正> 终结讨论:感谢王积强同志对拙文的讨论,由于本人尚在国外学习,无法读到讨论稿中引文,可能对问题缺乏针对性。 (一)一般地说,土壤的总水势由基模势、重力势等组成,在有溶质情况下,还应考虑渗透势、在气压有较大变化情况下,也应该考虑气压势(Pneumatic Potential)。不过在一般情况下,气压变化较小,这种气压势作用可以忽略,这也是我们工作的出发点,其实作为一个比较全面描述,应该考虑热和水的输运是相互交义的、相互影响的。我后来也作了这方面工作,结果证明在亚利桑那这样一个实测条件下,用强迫一恢复方法去描述温度效应是有效的。 至于讨论稿中所提出由于气压变化造成毛细导管堵塞和疏通现象,是很重要的,在目前非饱和土

Combustion tube studies of dust flame acceleration

A new pneumatic dispersion system for obtaining a good quality uniform dust suspension in a horizontal dust combustion tube was developed. The effect of three different dispersion techniques on self-sustained dust flame acceleration in such a combustion tube was examined. The importance of the dispersion quality in the test tube for maintaining a self-sustained dust flame acceleration was demonstrated. A combustion tube for studies of flame acceleration in fine aluminum dust-air mixture and its transition to detonation under industrial ignition conditions was constructed in the course of the present study. It consists mainly of an initiation section and a test section. The initiation section must be equipped in a well-developed dispersion system for creating a good dispersion condition in the test tube. The length of this section is 3 meters. The test tube requires only to distribute uniformly the dust over the bottom of the tube prior to the experiment. The aluminum dust spherical in shape with 6 mu m in diameter was used for tests. Experimental results demonstrated that the increase in flame velocity is roughly linear through the entire length of the test tube. The highest flame propagation velocity in fine aluminum dust-air mixture approaches some 1200m/s at a distance of 4.8m from the ignition plate.

栓状流密相气力输送

首先介绍了气力输送的实验设备。评述了水平栓流气力输送的压力降计算方法，用3种不同的方法计算了压力降并与实验数据进行比较。此外评述了用特征线方法进行了水平管的数值模拟，倾斜管的压力降计算和长距离的栓流气力输送。最后展望了该领域的发展方向。

Performance of an Ocean Energy Conversion System with DFIG Sensorless Control

The 2009/28/EC Directive requires Member States of the European Union to adopt a National Action Plan for Renewable Energy. In this context, the Basque Energy Board, EVE, is committed to research activities such as the Mutriku Oscillating Water Column plant, OWC. This is an experimental facility whose concept consists of a turbine located in a pneumatic energy collection chamber and a doubly fed induction generator that converts energy extracted by the turbine into a form that can be returned to the network. The turbo-generator control requires a precise knowledge of system parameters and of the rotor angular velocity in particular. Thus, to remove the rotor speed sensor implies a simplification of the hardware that is always convenient in rough working conditions. In this particular case, a Luenberger based observer is considered and the effectiveness of the proposed control is shown by numerical simulations. Comparing these results with those obtained using a traditional speed sensor, it is shown that the proposed solution provides better performance since it increases power extraction in the sense that it allows a more reliable and robust performance of the plant, which is even more relevant in a hostile environment as the ocean.

双套管密相气力输运过程的数值模拟和能耗分析

基于计算流体力学理论,提出一种可用于预测双套管密相气力输送系统能耗的新方法.与以往依靠经验的计算方法不同,本工作将输送管道分为起始段与充分发展段两部分,分别进行详细的计算流体力学模拟后汇总得出整个系统的总能耗.压力梯度为750 Pa/m的情况下,计算所得物料输送速率为10 t/h,耗气量为290 m~3/h,实验所得物料输送速率为8.0 t/h,耗气量240 m~3/h,证明本数模方法是可靠的.

Diseño, fabricación y control de un sistema neumático de agarre de 1 grado de libertad

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene la finalidad de contribuir al desarrollo de una línea de investigación mediante la implementación de un sistema neumático de agarre al mecanismo de cinemática paralela 5R. Dicho proyecto se integra dentro de una línea de investigación basada en el desarrollo y estudio de mecanismos de este tipo. Así, este Trabajo supone una pequeña parte de un proyecto de mayor envergadura, para cuyo éxito será necesaria la colaboración con otros investigadores y la integración de este trabajo al realizado por ellos. Consiste en diseñar, fabricar y controlar un sistema neumático de agarre al mecanismo 5R. El diseño se realizará sopesándose las distintas alternativas que existen, teniéndose en cuenta las limitaciones impuestas por el 5R. En el diseño se escogen los componentes correctos para conseguir que el sistema realice sus dos funciones:  Agarrar piezas.  Movimiento en el eje z que le permita desplazar el objeto. Antes del ensamblaje de los componentes neumáticos, y teniendo en cuenta el diseño realizado, se fabricarán las piezas necesarias para poder integrarlo al 5R y para, a su vez, juntar los componentes entre sí. A continuación, se desarrollará un programa informático para poder controlar el sistema. Finalmente, para verificar su correcto funcionamiento, se realizarán las pruebas pertinentes.

Diseño del circuito neumático para el accionamiento de una cuchara de colada

[ES]En el presente trabajo se diseña el circuito neumático para el accionamiento de una cuchara de colada. Se comienza con la solución menos automatizada a la que se le van añadiendo elementos para mejorar el circuito hasta llegar a la forma de funcionamiento deseada. Para su desarrollo se han realizado los circuitos de forma teórica con el programa FluidSIM y posteriormente de forma práctica en un panel neumático en el laboratorio de fluidos de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao. Finalmente se presenta un ejemplo ilustrativo del dimensionamiento del cilindro neumático.

Procedures to prevent the occurrence of potentially dangerous situations during the operation of the Mackereth 1-metre mini or short sediment corer

During the 1950s and 1960s, F.J.H. Mackereth developed and published plans for a series of pneumatic samplers for lake sediments. Unfortunately, as the equipment was continually evolving during ensuing research, no user manuals, beyond the original publication, had been produced. Over the last few years there have been a few potentially very serious accidents with the 1-metre corer, which has prompted the authors to carry out a risk assessment. This highlighted two weaknesses in the design and its later developments. They can be corrected simply by checking for screw threads that may have been added to the exhaust port on the mini-corer, and by changing the operating procedure. An A4 nine-page user manual is now available from the authors. A small charge ( pound sterling 10 in 1998) will be made to cover handling costs and postage.

Modelagem e otimização de misturas ternárias de polipropileno (PP), borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) e pó de pneu (SRT).

O aumento nos rejeitos industriais e a contínua produção de resíduos causam muitas preocupações no âmbito ambiental. Neste contexto, o descarte de pneus usados tem se tornado um grande problema por conta da pequena atenção que se dá à sua destinação final. Assim sendo, essa pesquisa propõe a produção de uma mistura polimérica com polipropileno (PP), a borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM) e o pó de pneu (SRT). A Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), coleção de técnicas estatísticas e matemáticas úteis para desenvolver, melhorar e optimizar processos, foi aplicada à investigação das misturas ternárias. Após o processamento adequado em extrusora de dupla rosca e a moldagem por injeção, as propriedades mecânicas de resistência à tração e resistência ao impacto foram determinadas e utilizadas como variáveis resposta. Ao mesmo tempo, a microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi usada para a investigação da morfologia das diferentes misturas e melhor interpretação dos resultados. Com as ferramentas estatísticas específicas e um número mínimo de experimentos foi possível o desenvolvimento de modelos de superfícies de resposta e a otimização das concentrações dos diferentes componentes da mistura em função do desempenho mecânico e além disso com a modificação da granulometria conseguimos um aumento ainda mais significativo deste desempenho mecânico.

Diseño del circuito neumático de una máquina conformadora

[ES]Este trabajo de fin de grado se basa en el diseño de un circuito neumático para una máquina conformadora. El diseño se efectúa con el programa Fluidsim. Primeramente se define un esquema de los movimientos básicos que se realiza en la conformación. Para el diseño del circuito se desarrollan dos posibles soluciones. Más tarde, se verifica su funcionamiento en el panel del Laboratorio de la Escuela de Ingenieros de Bilbao y se dimensionarán los elementos del circuito para un caso concreto. Por último, se extraerán las conclusiones pertinentes de cada circuito ensayado.

Co-incineração de pneus com resíduos sólidos urbanos

O aumento da população, o crescimento das grandes cidades, da industrialização e do consumo, tem trazido preocupação com relação a sustentabilidade quanto à disponibilidade energética e quanto à destinação dos resíduos sólidos urbanos gerados. Dessa forma, é fundamental realizarem-se os estudos visando novas formas de reutilização dos resíduos gerados pelas atividades industriais. Os resíduos sólidos urbanos e os pneus inservíveis gerados trazem conseqüências ao meio ambiente e às populações quando destinados inadequadamente. A destinação final dos resíduos sólidos urbanos é complexa, sendo sempre um grande desafio para as administrações públicas. Com a Política Nacional de Resíduos Sólidos (instituída pela Lei n 12.305/2010), tem-se um marco da preservação ambiental, coma a gestão e gerenciamento de resíduos sólidos, com a ordem de prioridade: não geração, redução, reutilização, reciclagem, tratamento dos resíduos sólidos e disposição final ambientalmente adequada dos rejeitos e prevê, de forma inteligente, a atribuição aos fabricantes de responsabilidade pelo retorno de produtos descartados pelos consumidores. Uma alternativa para minimizar estes aspectos e impactos ambientais é o tratamento térmico com aproveitamento energético. Este processo contribui para mais uma solução de destinação dos resíduos, proporcionado uma redução das áreas a serem utilizadas nos aterros sanitários e contribuindo como uma fonte de geração de energia elétrica

Estudio de señales cerebrales y aplicación a cojín elevador para discapacitados.

[ES]Estudio de obtención de señales cerebrales, creación de sensores de electroencefalograma y circuito que procesa frecuencias cerebrales para control de un prototipo de cojín elevador que ayude a personas discapacitadas a levantarse de un asiento con el fin de dar los primeros pasos en la creación de un exoesqueleto controlado cerebralmente.

Diseño de un mecanismo de amplificación para una garra de 1 grado de libertad.

[ES]El presente Trabajo de Fin de Grado tiene la finalidad de contribuir al desarrollo de una línea de investigación mediante la implementación de un mecanismo que amplifique el movimiento de un grado de libertad. Dicho proyecto consiste en optimizar un mecanismo ya existente formado por un músculo neumático de un grado de libertad de forma que se mejore el rango de utilización de dicho mecanismo ampliando la carrera final de éste. Para ello se llevará a cabo un análisis de distintos mecanismos multiplicadores, el diseño de la mejor opción entre todos ellos y la final fabricación de un prototipo funcional. También se llevará a cabo el diseño y fabricación de las piezas auxiliares que, si bien, no forman parte explícita del mecanismo multiplicador, son necesarias para la posterior implantación de dicho mecanismo en el mecanismo ya existente, formado por un mecanismo mecatrónico de cinemática plana 5R dotado de un músculo neumático y una ventosa.