Welding of Al alloy plates using a novel high-average-power pulsed CO2 laser

A novel high-average-power pulsed CO2 laser with a unique electrode structure is presented. The operation of a 5-kW transverse-flow CO2 laser with the preionized pulse-train switched technique results in pulsation of the laser power, and the average laser power is about 5 kW. The characteristic of this technique is switching the preionized pulses into pulse trains so as to use the small preionized power (hundreds of watts) to control the large main-discharge power (tens of kilowatts). By this means, the cost and the complexity of the power supply are greatly reduced. The welding of LF2, LF21, LD2, and LY12 aluminum alloy plates has been successfully achieved using this laser. (c) 2005 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Avaliação do possível impacto das técnicas de MEOR (Microbial Enhanced Oil Recovery) no fator de recuperação das reservas de petróleo e gás do Brasil

Os métodos tradicionais de estimular a produção de petróleo, envolvendo a injeção de água, vapor, gás ou outros produtos, estabeleceram a base conceitual para novos métodos de extração de óleo, utilizando micro-organismos e processos biológicos. As tecnologias que empregam os processos de bioestimulação e bioaumentação já são amplamente utilizadas em inúmeras aplicações industriais, farmacêuticas e agroindustriais, e mais recentemente, na indústria do petróleo. Dada a enorme dimensão econômica da indústria do petróleo, qualquer tecnologia que possa aumentar a produção ou o fator de recuperação de um campo petrolífero gera a expectativa de grandes benefícios técnicos, econômicos e estratégicos. Buscando avaliar o possível impacto de MEOR (microbial enhanced oil recovery) no fator de recuperação das reservas de óleo e gás no Brasil, e quais técnicas poderiam ser mais indicadas, foi feito um amplo estudo dessas técnicas e de diversos aspectos da geologia no Brasil. Também foram realizados estudos preliminares de uma técnica de MEOR (bioacidificação) com possível aplicabilidade em reservatórios brasileiros. Os resultados demonstram que as técnicas de MEOR podem ser eficazes na produção, solubilização, emulsificação ou transformação de diversos compostos, e que podem promover outros efeitos físicos no óleo ou na matriz da rocha reservatório. Também foram identificadas bacias petrolíferas brasileiras e recursos não convencionais com maior potencial para utilização de determinadas técnicas de MEOR. Finalmente, foram identificadas algumas técnicas de MEOR que merecem maiores estudos, entre as técnicas mais consolidadas (como a produção de biossurfatantes e biopolímeros, e o controle da biocorrosão), e as que ainda não foram completamente viabilizadas (como a gaseificação de carvão, óleo e matéria orgânica; a dissociação microbiana de hidratos de gás; a bioconversão de CO2 em metano; e a bioacidificação). Apesar de seu potencial ainda não ser amplamente reconhecido, as técnicas de MEOR representam o limiar de uma nova era na estimulação da produção de recursos petrolíferos existentes, e até mesmo para os planos de desenvolvimento de novas áreas petrolíferas e recursos energéticos. Este trabalho fornece o embasamento técnico para sugerir novas iniciativas, reconhecer o potencial estratégico de MEOR, e para ajudar a realizar seu pleno potencial e seus benefícios.

Recuperação do íon amônio gerado durante a evaporação de lixiviados de aterros utilizando resinas poliméricas de troca iônica

O lixiviado gerado em aterro sanitário possui substâncias de difícil degradação e amônia, que dificulta o tratamento biológico. O tratamento do lixiviado gerado em aterros sanitários requer uma série de processos de elevado custo e, outras técnicas de tratamento têm sido investigadas no intuito de reduzir custos e aumentar a eficiência do tratamento. A evaporação do lixiviado é uma técnica que aproveita o gás de aterro como fonte de calor, e é utilizada na redução do volume a tratar; porém as emissões atmosféricas geradas durante essa evaporação indicam a presença de amônia, o que pode causar impactos negativos em torno do aterro. Desta forma, é importante a realização de estudos que aprimorem esta técnica, para que a evaporação torne-se ambientalmente e economicamente viável. A amônia presente em amostras com pH em torno de 8,0 e temperatura em torno de 25C, está na forma de íon amônio, o que favorece ao processo de troca iônica. A troca iônica é um processo que tem sido estudado por muitos pesquisadores e consiste na troca de um ou mais constituintes de uma fase fluida para a superfície de uma fase sólida (resinas poliméricas). Este trabalho apresenta a eficiência de quatro tipos diferentes de resinas poliméricas: Amberlyst 15 Wet, Lewatit VPOC 1800, Dowex Mac-3 e Purolite MN250 na remoção e posterior, recuperação do íon amônio presente nos vapores condensados da evaporação de lixiviados. A princípio foi investigado a quantidade e o momento em que o amônio é lançado durante o processo de evaporação. Em seguida, caracterizaram-se as resinas quanto à eficiência de remoção, o tempo de contato e a quantidade ideal da resina. Estão apresentadas neste estudo as isotermas de adsorção de Langmuir, Freundlich e Temkin em diferentes temperaturas (298-318 K) e as condições ideais do processo. Os resultados apontaram duas resinas com eficiência de remoção, em torno de 40%, para concentrações acima de 1000 mg dm-3 de amônio, utilizando 0,5 g de resina e um tempo de contato de 20 minutos. Diferentes modelos cinéticos foram aplicados: Pseudo-Primeira Ordem, Pseudo-Segunda Ordem, difusão intrapartícula, Elovich e o modelo cinético de difusão externa e os resultados discutidos. Foi possível tratar Através da condensação dos vapores emitidos durante a evaporação do lixiviado, foi possível tratar foi possível obter uma recuperação em torno de 70% do íon amônio contido no vapor condensado proveniente da evaporação do lixiviado.

The Bay Scallop, Argopecten irradians, Massachusetts Through North Carolina: Its Biology and the History of Its Habitats and Fisheries

This article covers the biology and the history of the bay scallop habitats and fishery from Massachusetts to North Carolina. The scallop species that ranges from Massachusetts to New York is Argopecten irradians irradians. In New Jersey, this species grades into A. i. concentricus, which then ranges from Maryland though North Carolina. Bay scallops inhabit broad, shallow bays usually containing eelgrass meadows, an important component in their habitat. Eelgrass appears to be a factor in the production of scallop larvae and also the protection of juveniles, especially, from predation. Bay scallops spawn during the warm months and live for 18–30 months. Only two generations of scallops are present at any time. The abundances of each vary widely among bays and years. Scallops were harvested along with other mollusks on a small scale by Native Americans. During most of the 1800’s, people of European descent gathered them at wading depths or from beaches where storms had washed them ashore. Scallop shells were also and continue to be commonly used in ornaments. Some fishing for bay scallops began in the 1850’s and 1860’s, when the A-frame dredge became available and markets were being developed for the large, white, tasty scallop adductor muscles, and by the 1870’s commercial-scale fishing was underway. This has always been a cold-season fishery: scallops achieve full size by late fall, and the eyes or hearts (adductor muscles) remain preserved in the cold weather while enroute by trains and trucks to city markets. The first boats used were sailing catboats and sloops in New England and New York. To a lesser extent, scallops probably were also harvested by using push nets, picking them up with scoop nets, and anchor-roading. In the 1910’s and 1920’s, the sails on catboats were replaced with gasoline engines. By the mid 1940’s, outboard motors became more available and with them the numbers of fishermen increased. The increases consisted of parttimers who took leaves of 2–4 weeks from their regular jobs to earn extra money. In the years when scallops were abundant on local beds, the fishery employed as many as 10–50% of the towns’ workforces for a month or two. As scallops are a higher-priced commodity, the fishery could bring a substantial amount of money into the local economies. Massachusetts was the leading state in scallop landings. In the early 1980’s, its annual landings averaged about 190,000 bu/yr, while New York and North Carolina each landed about 45,000 bu/yr. Landings in the other states in earlier years were much smaller than in these three states. Bay scallop landings from Massachusetts to New York have fallen sharply since 1985, when a picoplankton, termed “brown tide,” bloomed densely and killed most scallops as well as extensive meadows of eelgrass. The landings have remained low, large meadows of eelgrass have declined in size, apparently the species of phytoplankton the scallops use as food has changed in composition and in seasonal abundance, and the abundances of predators have increased. The North Carolina landings have fallen since cownose rays, Rhinoptera bonsais, became abundant and consumed most scallops every year before the fishermen could harvest them. The only areas where the scallop fishery remains consistently viable, though smaller by 60–70%, are Martha’s Vineyard, Nantucket, Mass., and inside the coastal inlets in southwestern Long Island, N.Y.

My Days on the Albatross

Navigation and surveying formed a connecting link, as it were, between what was getting to be called the “Old Navy” and what was soon to take shape as a “New Navy.” Seamanship, as an art of special character, was beginning to change its form with the passing of sail power and its supersession by the steam engine; while requiring in its new form no less ability and practiced judgment in the handling of large ships, it offered a diminished field for expertness in craft of only moderate size and speed among officers doing simple watch duty not in company with other ships; and, therefore, it was threatened with a materially lessened regard.

Emprego da energia solar para pré-aquecimento de água de reposição de caldeira.

Apresenta-se uma avaliação técnico-econômica para o préaquecimento solar da água de reposição em caldeiras de sistemas de vapor abertos. São empregados, para compor um estudo de caso, os dados de uma indústria de laticínios de médio porte situada próximo da cidade do Rio de Janeiro. Quarenta e oito simulações computacionais do sistema de aquecimento solar (SAS) foram realizadas em TRNSYS, correspondendo aos 5% melhores resultados econômicos de uma série de 2.700 simulações mais simples (método φ-f-chart), programados em MATLAB. Foram empregados dados horários de ano típico meteorológico (TMY) para a cidade do Rio de Janeiro. O ganho econômico foi baseado no consumo evitado dos três combustíveis mais comuns na indústria de laticínios, enquanto o custo de investimento foi composto a partir de valores comerciais e da literatura. Os resultados da avaliação econômica mostraram-se desfavoráveis para a substituição de óleo combustível, favoráveis no caso de caldeiras a gás natural, condicionado a existência de subsídios, e bem competitivos para a substituição de GLP. A eficiência térmica do sistema mostrou ser o parâmetro técnico chave para o desempenho econômico, consequentemente, uma vez que a eficiência se mostrou inversamente proporcional tanto ao volume do reservatório quanto à área de coletores, não há uma configuração ótima para o sistema. Não obstante, os resultados permitiram a proposição de políticas públicas para incentivar o uso da energia solar na indústria leiteira e, consequentemente, contribuir para a preservação ambiental.

Estudo do Controle das Emissões de poluentes em Caldeira Aquatubular de alta pressão com Queimadores Convencionais, Abordagem da Eficiência Versus Custo do Dano.

As emissões atmosféricas têm sido consideradas por especialistas, poder público, iniciativa privada e organizações ambientalistas, um dos maiores impactos ambientais que o planeta vem enfrentando. Neste contexto estão tanto as fontes estacionárias quanto as fontes móveis. Ao mesmo tempo em que se lançam na atmosfera milhões de toneladas de poluentes a cada ano através da indústria, o homem procura soluções alternativas através de fontes de energia limpa. Adicionalmente, procura-se ao diminuir as emissões das fontes fixas exercer melhor controle e tratamento. Apresenta-se nesse trabalho, a possibilidade da implementação de ações que visem minimizar o impacto causado pelas caldeiras geradoras de energia, em especial as que operam com queimadores convencionais. Experimentou-se um procedimento capaz de ser utilizado de imediato pelas indústrias, antes mesmo de se implementar inovações tecnológicas, que demandam tempo e recursos. Desta forma, pode-se reduzir, de maneira imediata, o volume de poluentes lançados diariamente na atmosfera, em especial o monóxido de carbono, CO, os óxidos de nitrogênio, NOx, e o material particulado, MP. Objetivou-se atingir um nível de emissões capaz de minimizar o custo do dano, sem perder a eficiência da combustão. Apresenta-se ainda a base metodológica de um modelo, utilizando-se a lógica difusa, como forma de se obter um controle e confiabilidade na gestão das emissões.

Modelagem do comportamento dinâmico e análise de fadiga de pontes rodoviárias mistas (aço-concreto).

Considerando-se os diversos carregamentos que solicitam a estrutura de uma ponte rodoviária, ao longo de sua vida útil, alguns possuem um comportamento essencialmente dinâmico, ou seja, variam com o tempo, diferentemente do que é considerado na prática corrente de projeto desse tipo de obra de arte. Em geral, os projetistas desse tipo de estrutura têm tratado carregamentos como o de vento, tráfego de veículos e de pedestres como ações de natureza estática, ignorando seu perfil cíclico. Tal consideração, em diversas situações de projeto, tende a minorar os efeitos das ações dinâmicas sobre o sistema estrutural. Além disso, estruturas submetidas a solicitações cíclicas, sob uma carga inferior à caga máxima suportada pelo material, estão sujeitas ao fenômeno da fadiga. A consideração adequada de todos estes aspectos mostra-se fundamentalmente importante para correta avaliação dos níveis de esforços solicitantes do sistema estrutural e, bem como, para a identificação de fenômenos importantes como o da fadiga que pode vir a provocar, por exemplo, a ruptura de componentes estruturais sem aviso prévio ou motivo aparente. Para tal, nesta dissertação as técnicas para a contagem de ciclos de tensão e a aplicação das regras de dano acumulado foram analisadas através de curvas do tipo S-N, associadas a diversas normas de projeto. A ponte rodoviária mista (aço-concreto) investigada neste estudo é constituída por seis vigas de aço longitudinais com enrijecedores transversais, oito transversinas e por um tabuleiro de concreto armado. O modelo numérico-computacional, desenvolvido para a análise dinâmica da ponte, foi elaborado com base em técnicas usuais de discretização através do método dos elementos finitos. As mesas e almas das vigas, assim como os enrijecedores , foram modelados por elementos de casca e laje de concreto armado, por elementos sólidos. O carregamento dinâmico avaliado no presente estudo diz respeito ao tráfego de veículos, cuja representação se dá a partir de sistemas "massa-mola-amortecedor". Os comboios formados são adotados como sendo semi-infinitos, deslocando-se com velocidade constante sobre a ponte. As conclusões da presente investigação versam acerca da vida útil de serviço dos elementos estruturais de pontes mistas (aço-concreto).

Available lysine in canned fish

Otolithus argenteus was canned in brine by heat processing at two different steam pressures either at 0.70 kg/cm super(2) or 1.05 kg/cm super(2) for 25 minutes. The nutritive value of canned fish as evaluated by the total nitrogen and available lysine did not alter much either during heat processing or during storage over a period of nine months at 28 degree plus or minus 5 degree C.

Effects of different types of drying on the nutritive value of proteins in the fishmeals

A comparative study on the effect of different types of drying on the nutritive value of the proteins in the different fishmeals of known history was made. From the observations, it is clear that the mode of drying has got little or no effect on the nutritive value of the meal as revealed by the chemical indices of available lysine and pepsin digestibility, provided enough precautions were taken to avoid scorching during drying process. Sun dried meals are in no way inferior to the meals prepared by hot-air, steam or vacuum drying.

Gas properties as a limit to gas turbine performance

Although increasing the turbine inlet temperature has traditionally proved the surest way to increase cycle efficiency, recent work suggests that the performance of future gas turbines may be limited by increased cooling flows and losses. Another limiting scenario concerns the effect on cycle performance of real gas properties at high temperatures. Cycle calculations of uncooled gas turbines show that when gas properties are modelled accurately, the variation of cycle efficiency with turbine inlet temperature at constant pressure ratio exhibits a maximum at temperatures well below the stoichiometric limit. Furthermore, the temperature at the maximum decreases with increasing compressor and turbine polytropic efficiency. This behaviour is examined in the context of a two-component model of the working fluid. The dominant influences come from the change of composition of the combustion products with varying air/fuel ratio (particularly the contribution from the water vapour) together with the temperature variation of the specific heat capacity of air. There are implications for future industrial development programmes, particularly in the context of advanced mixed gas-steam cycles.

Vortex Transport and Blade Interactions in High Pressure Turbines

This paper presents a study of the three-dimensional flow field within the blade rows of a high-pressure axial flow steam turbine stage. Half-delta wings were fixed to a rotating hub to simulate an upstream rotor passage vortex. The flow field is investigated in a Low-Speed Research Turbine using pneumatic and hot-wire probes downstream of the blade row. The paper examines the impact of the delta wing vortex transport on the performance of the downstream blade row. Steady and unsteady numerical simulations were performed using structured 3D Navier-Stokes solver to further understand the flow field. The loss measurements at the exit of the stator blade showed an increase in stagnation pressure loss due to the delta wing vortex transport. The increase in loss was 21% of the datum stator loss, demonstrating the importance of this vortex interaction. The transport of the stator viscous flow through the rotor blade row is also described. The rotor exit flow was affected by the interaction between the enhanced stator passage vortex and the rotor blade row. Flow underturning near the hub and overturning towards the mid-span was observed, contrary to the classical model of overturning near the hub and underturning towards the mid-span. The unsteady numerical simulation results were further analysed to identify the entropy producing regions in the unsteady flow field.

A three-dimensional tunnel model for calculation of train-induced ground vibration

The frequency range of interest for ground vibration from underground urban railways is approximately 20 to 100 Hz. For typical soils, the wavelengths of ground vibration in this frequency range are of the order of the spacing of train axles, the tunnel diameter and the distance from the tunnel to nearby building foundations. For accurate modelling, the interactions between these entities therefore have to be taken into account. This paper describes an analytical three-dimensional model for the dynamics of a deep underground railway tunnel of circular cross-section. The tunnel is conceptualised as an infinitely long, thin cylindrical shell surrounded by soil of infinite radial extent. The soil is modelled by means of the wave equations for an elastic continuum. The coupled problem is solved in the frequency domain by Fourier decomposition into ring modes circumferentially and a Fourier transform into the wavenumber domain longitudinally. Numerical results for the tunnel and soil responses due to a normal point load applied to the tunnel invert are presented. The tunnel model is suitable for use in combination with track models to calculate the ground vibration due to excitation by running trains and to evaluate different track configurations. © 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Development of canned products from Indian major carp, catla (Catla catla)

Pieces of catla fish (Catla catla, a major carp of lndian subcontinent) of length 10 to 11 cm and thickness 1.0 to 1.5cm were precooked by two methods; steam precooking and frying. The precooked pieces were packed_in No.1 tall can (30lx411) with various hot filling media like oil, brine, tomato sauce and curry. Cans were seamed by a hand seamer and retorted at 117.2° C (12 psi) for 90 minutes. All the canned products had satisfactory cut-out, biochemical and organoleptic characteristics. Steam precooked canned products had moisture content of 65.6 to 74%, protein content of 20.8 to 22%, fat content of 1.1 to 6.6% and ash content of 2.1 to 2.5%; whereas fried canned products had moisture content of 65.4 to 68.2%, protein content of 21.3 to 22%, fat content of 7 to 10.2% and ash content of 2.1 to 2.7% on wet wt. basis. Salt content in steam precooked and fried canned products varied from 1.2 to 1.9% and 2.0 to 2.5% respectively. All the canned products were organoleptically good. However, degree of preference varied for different products. Canned fried catla in curry was the best product among all types of packs. Among the precooking methods, frying was more efficient than steam precooking in controlling the amount of exudate to a desirable limit in canned products. However, crispness, the characteristic quality for a fried fish, was lost during retorting. There was no change in quality characteristics during a storage period of 3 months at ambient temperature (32±2°C).

Canning of smoked dhoma (Sciaenid sp.)

A process for the preparation of a wholesome smoked and canned product from dhoma (Sciaenid sp.) is discussed. The dressed dhoma is cold blanched in 15% brine containing 0.5% potash alum and 0.2% citric acid and smoked for 120 minutes at 45 ± 5°C. The smoked fish after filling in cans is precooked at 0.35 kg/sq.cm steam pressure for 50 minutes in inverted position, filled with hot refined groundnut oil, sealed and processed for 60 minutes at 0.7 kg/sq.cm steam pressure.