Análisis, simulación y pruebas de un convertidor DC/DC para aplicaciones aeronáuticas

En la actualidad se está desarrollando la electrónica para el diseño de sistemas de conversión de potencia de alta frecuencia, que reduce notablemente el peso y el ruido de los dispositivos convertidores y aumenta a su vez la densidad de potencia sin afectar negativamente al rendimiento, coste o fiabilidad de dichos dispositivos. La disciplina que se encarga de investigar y crear estos sistemas es la electrónica de potencia. Este documento recoge la metodología empleada para el diseño, análisis y simulación de un convertidor DC/DC de 10 kW de aplicación aeronáutica. Este dispositivo forma parte de un proyecto en el que colaboran el Centro de Electrónica Industrial de la Universidad Politécnica de Madrid (CEI - UPM) y las empresas Indra y Airbus. Su objetivo es el diseño y construcción de un rectificador trifásico que proporcione una salida continua de 28 V y 10 kW de potencia. Durante su aplicación final, se dispondrá de dos dispositivos idénticos al diseñado en este proyecto, aportando cada uno de ellos 5 kW, sin embargo, debido a la importancia en seguridad en las aplicaciones aeronáuticas, cada rectificador debe ser capaz de aportar 10 kW de potencia en caso de fallo en uno de ellos. En primer lugar, este trabajo explica el diseño elegido para dicho convertidor, que sigue una topología Dual Active Bridge (DAB), en creciente interés para el desarrollo de dispositivos de potencia en alta frecuencia por sus mejoras en eficiencia y densidad de potencia. Esta topología consiste en dos puentes completos de dispositivos de conmutación, en este caso MOSFET, con un transformador entre medias diseñado para proporcionar la tensión de salida deseada. La topología ha sido modificada para satisfacer especificaciones del proyecto y cumplir las expectativas del diseño preliminar, que se centra en la transición suave de corriente en el transformador, siendo clave el diseño de un filtro resonante en serie con el transformador que proporciona una corriente senoidal con valor nulo en los instantes de conmutación de los MOSFET. Una vez introducida la topología, el siguiente capítulo se centra en el procedimiento de selección de componentes internos del convertidor: destacando el análisis de condensadores y MOSFET. Para su selección, se han estudiado las exigencias eléctricas en los puntos en los que estarán instalados, conociendo así las tensiones y corrientes que deberán soportar. Para asegurar un diseño seguro, los componentes han sido seleccionados de forma que durante su funcionamiento se les exija como máximo el 70% de sus capacidades eléctricas y físicas. Además, a partir de los datos aportados por los fabricantes ha sido posible estimar las pérdidas durante su funcionamiento. Este proyecto tiene un enfoque de aplicación aeronáutica, lo que exige un diseño robusto y seguro, que debe garantizar una detección rápida de fallos, de modo que sea capaz de aislar la anomalía de forma eficaz y no se propague a otros componentes del dispositivo. Para asegurarlo, se ha realizado la selección de sensores de tensión y corriente, que permiten la detección de fallos y la monitorización del convertidor. Al final de este apartado se muestra el esquema de alimentación, se analiza el consumo de los MOSFET y los sensores y se recopilan las pérdidas estimadas por los componentes internos del convertidor. Una vez terminado el diseño y selección de componentes, se muestran las simulaciones realizadas para prever el comportamiento del convertidor. Se presenta el modelo construido y las modificaciones instaladas para las diferentes simulaciones. Se destacan el diseño del regulador que introduce la entrada de corriente del convertidor para analizar su arranque, la construcción de una máquina de estados para analizar la detección de tensiones y corrientes fuera del intervalo correspondiente del correcto funcionamiento, y el modelo de MOSFET para simular los fallos posibles en estos dispositivos. También se analiza la influencia de la oscilación de la carga en los valores de tensión y en la resonancia del convertidor. Tras la simulación del equipo se describen las pruebas realizadas en los componentes magnéticos construidos dentro del periodo de elaboración de este trabajo: el transformador y la bobina externa, diseñada para mejorar el filtro resonante. La etapa final de este trabajo se ha centrado en la elaboración de un código de generación de señales PWM que controlen el funcionamiento de los MOSFET. Para esto se ha programado una tarjeta de control del procesador digital de señales (DSP)Delfino (TMS320F28335) instalado en una placa de experimentación (TMS320C2000), desarrollado por la empresa Texas Instruments, que facilita el acceso a los terminales GPIO y ADC del DSP durante el desarrollo del código, anexo a este documento.

Aprovechamiento térmico de residuos estériles de carbón para generación eléctrica mediante tecnologías de combustión y gasificación eficientes y con mínimo impacto ambiental

La presente tesis doctoral, “Aprovechamiento térmico de residuos estériles de carbón para generación eléctrica mediante tecnologías de combustión y gasificación eficientes y con mínimo impacto ambiental”, desarrolla la valorización energética de los residuos del carbón, estériles de carbón, producidos durante las etapas de extracción y lavado del carbón. El sistema energético se encuentra en una encrucijada, estamos asistiendo a un cambio en el paradigma energético y, en concreto, en el sector de la generación eléctrica. Se precipita un cambio en la generación y el consumo eléctricos. Una mayor concienciación por la salud está forzando la contención y eliminación de agentes contaminantes que se generan por la utilización de combustibles fósiles de la forma en la que se viene haciendo. Aumenta la preocupación por el cambio climático y por contener en 2°C el aumento de la temperatura de la Tierra para final de este siglo, circunstancia que está impulsando el desarrollo e implantación definitiva de tecnología de control y reducción de emisiones CO2. Generar electricidad de una manera sostenible se está convirtiendo en una obligación. Esto se materializa en generar electricidad respetando el medioambiente, de una forma eficiente en la utilización de los recursos naturales y a un coste competitivo, pensando en el desarrollo de la sociedad y en el beneficio de las personas. En la actualidad, el carbón es la principal fuente de energía utilizada para generar electricidad, y su empleo presenta la forma de energía más barata para mejorar el nivel de vida de cualquier grupo y sociedad. Además, se espera que el carbón siga presente en el mix de generación eléctrica, manteniendo una significativa presencia y extrayéndose en elevadas cantidades. Pero la producción de carbón lleva asociada la generación de un residuo, estéril, que se produce durante la extracción y el lavado del mineral de carbón. Durante décadas se ha estudiado la posibilidad de utilizar el estéril y actualmente se utiliza, en un limitado porcentaje, en la construcción de carreteras, terraplenes y rellenos, y en la producción de algunos materiales de construcción. Esta tesis doctoral aborda la valorización energética del estéril, y analiza el potencial aprovechamiento del residuo para generar electricidad, en una instalación que integre tecnología disponible para minimizar el impacto medioambiental. Además, persigue aprovechar el significativo contenido en azufre que presenta el estéril para producir ácido sulfúrico (H2SO4) como subproducto de la instalación, un compuesto químico muy demandado por la industria de los fertilizantes y con multitud de aplicaciones en otros mercados. Se ha realizado el análisis de caracterización del estéril, los parámetros significativos y los valores de referencia para su empleo como combustible, encontrándose que su empleo como combustible para generar electricidad es posible. Aunque en España se lleva extrayendo carbón desde principios del siglo XVIII, se ha evaluado para un período más reciente la disponibilidad del recurso en España y la normativa existente que condiciona su aplicación en el territorio nacional. Para el período evaluado, se ha calculado que podrían estar disponibles más de 68 millones de toneladas de estéril susceptibles de ser valorizados energéticamente. Una vez realizado el análisis de la tecnología disponible y que podría considerarse para emplear el estéril como combustible, se proponen cuatro configuraciones posibles de planta, tres de ellas basadas en un proceso de combustión y una de ellas en un proceso de gasificación. Tras evaluar las cuatro configuraciones por su interés tecnológico, innovador y económico, se desarrolla el análisis conceptual de una de ellas, basada en un proceso de combustión. La instalación propuesta tiene una capacidad de 65 MW y emplea como combustible una mezcla de carbón y estéril en relación 20/80 en peso. La instalación integra tecnología para eliminar en un 99,8% el SO2 presente en el gas de combustión y en más de un 99% las partículas generadas. La instalación incorpora una unidad de producción de H2SO4, capaz de producir 18,5 t/h de producto, y otra unidad de captura para retirar un 60% del CO2 presente en la corriente de gases de combustión, produciendo 48 tCO2/h. La potencia neta de la planta es 49,7 MW. Se ha calculado el coste de inversión de la instalación, y su cálculo resulta en un coste de inversión unitario de 3.685 €/kW. ABSTRACT The present doctoral thesis, “Thermal utilisation of waste coal for electricity generation by deployment of efficient combustion and gasification technologies with minimum environmental impact”, develops an innovative waste-to-energy concept of waste coals produced during coal mining and washing. The energy system is at a dilemma, we are witnessing a shift in the energy paradigm and specifically in the field of electricity generation. A change in the generation and electrical consumption is foreseen. An increased health consciousness is forcing the containment and elimination of pollutants that are generated by the use of fossil fuels in the way that is being done. Increasing concern about climate change and to contain the rise of global temperature by 2°C by the end of this century, is promoting the development and final implementation of technology to control and reduce the CO2 emission. Electricity generation in a sustainable manner is becoming an obligation. This concept materialised in generating electricity while protecting the environment and deployment of natural resources at a competitive cost, considering the development of society and people´s benefit. Currently, coal is the main source of energy employ to generate electricity, and its use represents the most cost competitive form of energy to increase the standard of living of any group or society. Moreover, coal will keep playing a key role in the global electricity generation mix, maintaining a significant presence and being extracting in large amounts. However, coal production implies the production of waste, termed waste coal or culm in Pennsylvania anthracite extraction, produced during coal mining and coal washing activities. During the last decades, the potential use of waste coal has been studied, and currently, in a limited amount, waste coal is used in roads construction, embankments and fillings, and to produce some construction materials. This doctoral thesis evaluates the waste to energy of waste coals and assesses its potential use to generate electricity, implementing available technology to minimise the environment impact. Additionally, it pursues the significant advantage that presents sulphur content in waste coal to produce sulphuric acid (H2SO4) as a byproduct of the waste-to-energy process, a chemical compound highly demanded by the fertiliser industry and many applications in other markets. It analyses the characteristics of waste coal, and assesses the significant parameters and reference values for its use as fuel, being its fuel use for electricity generation very possible. While mining coal is taking place in Spain since the 1700s, it has been evaluated for a more recent period the waste coal available in Spain and the existing legislation that affects its application and deploy to generate electricity in the country. For the evaluation period has been calculated that may be available more than 68 million tons of waste coal that can be waste-toenergy. The potential available technology to deploy waste coal as fuel has been evaluated and assessed. After considering this, the doctoral thesis proposes four innovative alternatives of facility configuration, three of them based on a combustion process and one in a gasification process. After evaluating the four configurations for its technological, innovative and economic interest, the conceptual analysis of one of alternatives, based on a combustion process, takes place. The proposed alternative facility developed has a capacity of 65 MW, using as fuel a mixture of coal and waste coal 80/20 by weight. The facility comprises technology to remove 99.8% SO2 present in the flue gas and more than 99% of the particles. The facility includes a unit capable of producing 18.5 t/h of H2SO4, and another capture facility, removing 60% of CO2 present in the flue gas stream, producing 48 tCO2/h. The net capacity of the power station is 49.7 MW. The facility unitary cost of investment is 3,685 €/kW.

PROFESSORES DE INGLÊS: TRAJETÓRIA FORMATIVA E PROFISSIONAL

O presente trabalho tem como objetivo discutir sobre as trajetórias formativas e profissionais de professores de inglês do ensino superior, aprofundando as reflexões acerca das dificuldades ou facilidades entre a formação e o início da prática docente. Além da realização da análise de conteúdo dos dados das entrevistas, a pesquisa teórica também se fez importante no intuito de buscar um pouco da história do ensino da língua inglesa no Brasil, bem como um estudo sobre os métodos e abordagens do ensino de inglês, a fim de que se pudesse analisar se a formação desses profissionais incluiu ou não o conhecimento dos mesmos e até que ponto foi ou não importante não só para sua formação como também para sua atuação em sala de aula. A partir de minha própria experiência co mo professora particular de inglês, com dificuldades de atuação, principalmente devido a uma má formação, busquei algumas respostas com estes docentes mais experientes que pudessem contribuir de algum modo para que os futuros professores de inglês sejam mais bem formados e preparados para superarem as dificuldades inicias da carreira bem como para que consigam reduzi-las, podendo assim exercer sua profissão com mais segurança e competência, já que também vão formar e preparar outros professores.(AU)

Projeto e testes de uma churrasqueira a etanol com queimadores infravermelhos.

Atualmente, há poucas aplicações de uso de combustíveis renováveis em queimadores, apesar de representarem grande parte do consumo de energia primária. O etanol se apresenta como uma alternativa com grande potencial para substituição de combustíveis não-renováveis em queimadores no Brasil. Tendo em vista este potencial, foi realizado um estudo de possíveis aplicações de queimadores a etanol, com potência inferior a 50 kW, do ponto de vista ambiental, econômico e tecnológico. Foi selecionada uma churrasqueira como a aplicação mais viável. Tendo em vista a necessidade de troca de calor por radiação, foram selecionados queimadores porosos infravermelhos em conjunto com bicos pulverizadores. Durante os testes, a combustão incompleta com gotejamento de combustível se mostrou um problema freqüente. Foi construída uma série de protótipos até se chegar a uma solução final do problema. Este protótipo final, com itens de baixo custo, foi testado avaliando-se potência e emissões, apresentando performance adequada. Foram também estabelecidas diretrizes para desenvolvimento de um produto.

Asymmetric hybrid capacitors based on activated carbon and activated carbon fibre–PANI electrodes

Composites consisting of polyaniline (PANI) coatings inside the microporosity of an activated carbon fibre (ACF) were prepared by electrochemical and chemical methods. Electrochemical characterization of both composites points out that the electrodes with polyaniline show a higher capacitance than the pristine porous carbon electrode. These materials have been used to develop an asymmetric capacitor based on activated carbon (AC) as negative electrode and an ACF–PANI composite as positive electrode in H2SO4 solution as electrolyte. The presence of a thin layer of polyaniline inside the porosity of the activated carbon fibres avoids the oxidation of the carbon material and the oxygen evolution reaction is produced at more positive potentials. This capacitor was tested in a maximum cell voltage of 1.6 V and exhibited high energy densities, calculated for the unpackaged active materials, with values of 20 W h kg−1 and power densities of 2.1 kW kg−1 with excellent cycle lifetime (90% during the first 1000 cycles) and high coulombic efficiency.

Desarrollo de metodologías interactivas basadas en las nuevas tecnologías

El Grado de Ingeniería Civil tiene una componente marcadamente práctica en sus asignaturas, siendo este aspecto fundamental para la adquisición de las competencias esperadas en los futuros ingenieros. Precisamente, éste es el caso de las asignaturas que se imparten desde el área de conocimiento de Ingeniería del Terreno. Sin embargo, a pesar de que los estudiantes desarrollan las prácticas de forma presencial, no disponen de un soporte físico que desarrolle los conceptos tratados. Durante los últimos tres años se han desarrollado e implementando una serie de mejoras en la metodología docente relacionadas con las nuevas tecnologías, permitiendo el uso de dispositivos electrónicos por parte del alumnado y estimulando su uso en el proceso de aprendizaje. Estas tecnologías permiten que el alumnado pueda reproducir y ejercitar los conocimientos prácticos tanto durante las sesiones presenciales como fuera de ellas. Igualmente, han permitido que los estudiantes desarrollen el autoaprendizaje interactivo a la vez que guiado. La metodología expuesta se ha aplicado a las prácticas de reconocimiento de rocas, y es fácilmente exportable a otros ámbitos tales como las prácticas de campo y otras prácticas de laboratorio. Dicha metodología está basada en el los códigos QR, Quick Response Code, recurriéndose a ella tras la constatación de que el alumnado actual es un usuario asiduo de los dispositivos móviles.

Mount Desert Island and Frenchman Bay, Maine, Nautical Chart, 1776 (Image 1 of 2) (Raster Image)

This layer is a georeferenced raster image of the untitled, historic nautical chart: [A chart of Mount Desert Island, Frenchman's Bay &c.] (sheet originally published in 1776). The map is [sheet 42] from the Atlantic Neptune atlas Vol. 3 : Charts of the coast and harbors of New England, from surveys taken by Samuel Holland and published by J.F.W. Des Barres, 1781. Scale [ca. 1:50,000]. This layer is image 1 of 2 total images of the two sheet source map, representing the northern portion of the map. Covers portions of Mount Desert Island, Frenchman Bay, Blue Hill Bay, and Union River Bay, Maine. The image is georeferenced to the surface of the earth and fit to the 'World Mercator' (WGS 84) projected coordinate system. All map collar information is also available as part of the raster image, including any inset maps, profiles, statistical tables, directories, text, illustrations, or other information associated with the principal map. This map shows coastal features such as harbors, inlets, rocks, channels, points, coves, shoals, islands, and more. Includes also selected land features such as cities and towns, and buildings. Relief is shown by hachures; depths by soundings. This layer is part of a selection of digitally scanned and georeferenced historic maps from The Harvard Map Collection. The entire Atlantic Neptune atlas Vol. 3 : Charts of the coast and harbors of New England has been scanned and georeferenced as part of this selection.

Caracterização experimental de uma bomba ejetora

A opção de futuro incide sobre os processos de combustão em regime pobre e com baixos índices de formação de poluentes. Neste contexto, o presente trabalho estuda um ejetor de um queimador de gás propano, que equipa uma marmita utilizada para confeção de alimentos no Exército Português, para compreender o mecanismo de arrastamento de ar, com vista a identificar as causas que possam contribuir para uma diminuição da razão de equivalência da mistura ar/combustível. Estes queimadores são dispositivos de funcionamento estritamente mecânico e de conceção simples que permitem uma gama de potências caloríficas compreendidas entre 8 e 22 kW. Permitem uma boa estabilidade de chama que é um requisito fundamental de segurança. A regulação de potência é executada através de uma válvula de ajuste, contendo três posições, uma em que a alimentação se encontra cortada e as outras duas permitindo funcionar na potência mínima e máxima. De modo a efetuar o estudo do ejetor, numa primeira fase, submeteu-se o sistema a uma caracterização experimental do campo de escoamentos à entrada de ar do ejetor, a partir da técnica de diagnóstico Particle Image Velocimetry (PIV). Assim avalia-se de que forma o escoamento de ar exterior influencia o comportamento do escoamento da mistura de ar/combustível à saída do queimador. Numa segunda fase, recorre-se à técnica de diagnóstico Quimiluminescência para medição de espécies químicas, para avaliar o comportamento do ejetor a alterações de vários parâmetros, tais como caudal de combustível, área de entrada de ar e área de saída da mistura do difusor. Conclui-se que o ejetor mostrase "insensível" a alterações da área de saída e de entrada de ar, em relação ao valor médio da razão de equivalência. Porém observa-se que as misturas de ar/combustível são mais homogéneas quando as áreas de entrada, da saída e da garganta têm valores próximos.

Sviluppo e validazione sperimentale di modelli per la simulazione di una microrete di generazione e di accumulo

Nel corso degli anni le fonti rinnovabili e in particolare il fotovoltaico hanno assunto un ruolo sempre più importante nel panorama energetico italiano. Si è effettuata un’analisi della tecnologia fotovoltaica illustrandone il funzionamento, le tipologie di pannelli, il calcolo dell’energia elettrica producibile e le curve caratteristiche. Dal momento che la maggior parte delle rinnovabili presenta il problema della non programmabilità dovuta alla produzione intermittente, è necessario adottare dei sistemi di accumulo. Tali sistemi vengono mostrati, con particolare riguardo per le batterie al piombo acido e per l’idrogeno immagazzinato in idruri metallici, spiegando nel dettaglio l’elettrolisi e gli elettrolizzatori PEM. Dopo questa panoramica iniziale, si è illustrato l’impianto oggetto di questa tesi, composto principalmente da due pannelli fotovoltaici, un simulatore solare, due batterie al Piombo, un elettrolizzatore, un carico e un alimentatore. In seguito viene spiegata l’attività sperimentale, svolta sulle prove di laboratorio ai fini di ottenere le curve di funzionamento dei vari componenti, tramite due approcci diversi: per il sistema atto all’elettrolisi e per tutti i suoi componenti si è usato un modello black-box, per i pannelli fotovoltaici si è usato un approccio fisico-matematico partendo dalle equazioni del simulatore solare applicandovi i dati dei pannelli del laboratorio. Una volta ottenute queste curve, si è creato un modello completo del laboratorio per simularne il funzionamento al variare dell’irraggiamento. Si è testato prima il modello su un’utenza da 3 kW, poi, dopo aver confrontato gli andamenti reali con quelli ottenuti, si sono simulate varie configurazioni per trovare quella che permette al sistema di produrre idrogeno alla potenza nominale di 250 W in una giornata senza supplemento della rete elettrica.

Haedong myŏngjangjŏn.

6-kwŏn.

Sunchʻŏn Pak Ssi chokpo /

10-kwŏn.

Namyang Hong Ssi sebo.

Imprint date from preface: Sungjŏng Kapsinhu Sam Pŏngsin, sŏ.

Wŏrin sŏkpo.

Sŏkpo sangjŏl sŏ -- Wŏrin sŏkpo sŏ -- Wŏrin sŏkpo kwŏn-1-2 -- Hunmin chŏngŭm.

Determining the age of adult wild dogs (Canis lupus dingo, C-l. domesticus and their hybrids). I. Pulp cavity: tooth width ratios

In order to determine the age of adult wild dogs, we compared two methods ( that of Thomson and Rose (TR method) and that of Knowlton and Whittemore (KW method)) of measuring and calculating pulp cavity : tooth width ratios on upper and lower canine teeth from 68 mixed-sex, known-age wild dogs of 9 months to 13 years of age reared at two localities. Although significant relationships ( P = 0.0001) were found between age and pulp cavity ratios by both methods, the TR ratio calculation and measurement showed heteroscedasity in error variance whereas the KW ratios had a more stable error variance and were normally distributed. The KW method also found significant differences between pulp cavity ratios between teeth of the upper and lower jaws ( P < 0.0001) and sex ( P = 0.01) but not geographic origin ( P = 0.1). Regressions and formulae for fitted curves are presented separately for male and female wild dogs. Males show greater variability in pulp cavity decrements with age than do females, suggesting a physiological difference between the sexes. We conclude that the KW method of using pulp cavity as a proportion of tooth width, measured 15 mm from the root tip and averaged over both upper canines, is the more accurate method of estimating the age of adult wild dogs.

Molten carbonate fuel cells

Over the past 12 months, developments in both porous and non-porous materials for the molten carbonate fuel cell (MCFC) should lead to significantly increased stack lifetimes. Lithium-sodium carbonate is emerging as the material of choice for the electrolyte and has been tested in a 10 kW scale stack. Several new cathode materials, with lower dissolution rates in the electrolyte than state-of-the-art NiO, have been tested. However a significant finding is that the dissolution rate of NiO can also be reduced by an order of magnitude by preparing it as a functional nanomaterial. Although most developers continue to use nickel anodes, recent tests with ceramic oxides anodes open up the prospects of reduced carbon deposition and future cells running directly on dry methane. (c) 2004 Published by Elsevier Ltd.