Regolazione della pompa elettrica del carburante a bassa pressione: Analisi dell'impatto sul consumo specifico di un motore a combustione interna

The trend of CO2 emission limit and fuel saving due to the oil price increase and are important drivers for engines development. The engine auxiliary devices electrification (g.e fuel pump) is a way to reduce the energy consumption, because it becomes possible to control them depending on engine operation point, this kid of management can be applied to the electric low-pressure pump. Usually the fuel delivery is performed at the maximum flow rate and a pressure regulator discharges the exceeding fuel amount inside the rail (gasoline engine) or upstream of the high pressure pump (common rail diesel engine). In this work it has been investigated the fuel saving achievable through a proper control of the electric fuel pump on a small common rail diesel engine, and a control architecture is proposed. The aim was to maximize the fuel economy without any impact on pressure control in the engine transient conditions. L'andamento del limite di emissioni di CO2 e il risparmio di carburante dovuto all'aumento del prezzo del petrolio sono fattori importanti per lo sviluppo dei motori. I dispositivi ausiliari, come la pompa del carburante, sono un modo per ridurre il consumo energetico, in quanto diventa possibile controllarli a seconda del punto di funzionamento del motore, questo tipo di gestione può essere applicato alla pompa elettrica a bassa pressione. Solitamente la portata del combustibile viene eseguita alla portata massima e un regolatore di pressione si scarica la quantità eccedente di carburante all'interno del rail (motore a benzina) o a monte della pompa a alta pressione (common rail motore diesel). In questo lavoro è stato studiato il risparmio di combustibile ottenibile attraverso un adeguato controllo della pompa elettrica del carburante su un piccolo motore diesel common rail e viene proposta una architettura di controllo. Lo scopo è quello di massimizzare il risparmio di carburante, senza alcun impatto sul controllo della pressione nelle condizioni transitorie del motore.

Life cycle assessment e analisi economica dell'utilizzo di pneumatici fuori uso nelle linee ferroviarie

La presente tesi si propone di determinare quale sia la situazione del mercato italiano e spagnolo sui pneumatici fuori uso (PFU) e quale sia il migliore metodo di costruzione degli elementi elastici da PFU. I risultati dell'analisi di mercato mostrano che l'introduzione del principio di responsabilità del produttore, introdotto in Italia solo nel 2011, sta portando ottimi risultati, e il problema di raccolta degli PFU è in via di risoluzione. Gli studi dinamici documentano che gli under rail paid (URP) costruiti da PFU rispettano tutte le necessità tecniche per l'utilizzo nelle linee ferroviarie sia convenzionali che ad alta velocità. Invece il Life Cycle Assessment (LCA) dimostra che il processo di costruzione degli URP da PFU decostruiti impatta meno rispetto a quello dei PFU triturati. I risultati del Life Cycle Cost (LCC) fanno propendere per un utilizzo degli URP nelle vie ferroviarie in quanto si ha una diminuzione dei costi di manutenzione.

ZeroG: overground gait and balance training system

A new overground body-weight support system called ZeroG has been developed that allows patients with severe gait impairments to practice gait and balance activities in a safe, controlled manner. The unloading system is capable of providing up to 300 lb of static support and 150 lb of dynamic (or constant force) support using a custom-series elastic actuator. The unloading system is mounted to a driven trolley, which rides along an overhead rail. We evaluated the performance of ZeroG's unloading system, as well as the trolley tracking system, using benchtop and human-subject testing. Average root-mean-square and peak errors in unloading were 2.2 and 7.2 percent, respectively, over the range of forces tested while trolley tracking errors were less than 3 degrees, indicating the system was able to maintain its position above the subject. We believe training with ZeroG will allow patients to practice activities that are critical to achieving functional independence at home and in the community.

Finnish Miners versus Ivy League Capitalists

Finnish immigrants were recruited to work in the copper mines of Michigan by Boston capitalists intimately associated with Harvard. Boston capitalists defined the culture of capitalism in the United States. They extended their culture across the continent as they acquired mines and railroads. Finnish workers encountered Ivy League capitalism in Michigan, Minnesota, Idaho, Montana, Wyoming, Colorado, Utah and Arizona—often with the same interrelated group of capitalists. The two groups continually met in explosive confrontations in Montana, Michigan, Minnesota, and Arizona. To the Ivy League capitalists, Finns were terrorists who threatened the American social order. For the Finns, it was a war for social justice. In my presentation, I will trace the experience of Finnish workers in corporations controlled by Ivy League capitalists from the first strike at Calumet & Hecla in 1873 to the Red Scare of 1919-1921.

Study of the effect of biodiesel fuel on passive oxidation in a catalyzed particulate filter

A 2007 Cummins ISL 8.9L direct-injection common rail diesel engine rated at 272 kW (365 hp) and 317 kW (425 hp) was used to load the filter to 2.2 g/L and passively oxidize particulate matter (PM) within an aftertreatment system consisting of a diesel oxidation catalyst (DOC) and catalyzed particulate filter (CPF). The tests conducted with the engine rated at 365 hp used a 2007 DOC and CPF. The tests conducted with the engine rated at 425 hp used a 2010 DOC and 2007 CPF. Understanding the passive NO2 oxidation kinetics of PM within the CPF allows for reducing the frequency of active regenerations (hydrocarbon injection) and the associated fuel penalties. Modeling the passive oxidation of accumulated PM in the CPF will lead to creating accurate state estimation strategies. The MTU 1-D CPF model will be used to simulate data collected from this study to examine differences in the PM oxidation kinetics when soy methyl ester (SME) biodiesel is used as the source of fuel for the engine, and when the engine is operated at a higher power rating. A test procedure developed by Hutton et al. [1, 2] was modified to improve the ability to model the experimental data and provide additional insight into passively oxidized PM in a partially regenerated CPF. A test procedure was developed to allow PM oxidation rates by NO2 to be determined from engine test cell data. An experimental matrix consisting of CPF inlet temperatures from 250 to 450 °C with varying NOX/PM from 25 to 583and NO2/PM ratios from 5 to 240 was used. SME biodiesel was volumetrically blended with ULSD in 10% (B10) and 20% (B20) portions. This blended fuel was then used to evaluate the effect of biodiesel on passive oxidation rates. Four tests were performed with B10 and four tests with B20. Gathering data to determine the effect of fuel type (ULSD and biodiesel blends) on PM oxidation is the primary goal. The engine used for this testing was then configured to a higher power rating and one of the tests planned was performed. Additional testing is scheduled to take place with ULSD fuel to determine the affect the engine rating has on the PM oxidation. The experimental reaction rates during passive oxidation varied based upon the average CPF temperature, NO2 concentrations, and the NOX/PM ratios for each engine rating and with all fuels. The data analysis requires a high fidelity model that includes NO2 and thermal oxidation mechanisms and back diffusion to determine the details of the PM oxidation process.

Analysis of spring break-up and its effects on a biomass feedstock supply chain in northern Michigan

Demand for bio-fuels is expected to increase, due to rising prices of fossil fuels and concerns over greenhouse gas emissions and energy security. The overall cost of biomass energy generation is primarily related to biomass harvesting activity, transportation, and storage. With a commercial-scale cellulosic ethanol processing facility in Kinross Township of Chippewa County, Michigan about to be built, models including a simulation model and an optimization model have been developed to provide decision support for the facility. Both models track cost, emissions and energy consumption. While the optimization model provides guidance for a long-term strategic plan, the simulation model aims to present detailed output for specified operational scenarios over an annual period. Most importantly, the simulation model considers the uncertainty of spring break-up timing, i.e., seasonal road restrictions. Spring break-up timing is important because it will impact the feasibility of harvesting activity and the time duration of transportation restrictions, which significantly changes the availability of feedstock for the processing facility. This thesis focuses on the statistical model of spring break-up used in the simulation model. Spring break-up timing depends on various factors, including temperature, road conditions and soil type, as well as individual decision making processes at the county level. The spring break-up model, based on the historical spring break-up data from 27 counties over the period of 2002-2010, starts by specifying the probability distribution of a particular county’s spring break-up start day and end day, and then relates the spring break-up timing of the other counties in the harvesting zone to the first county. In order to estimate the dependence relationship between counties, regression analyses, including standard linear regression and reduced major axis regression, are conducted. Using realizations (scenarios) of spring break-up generated by the statistical spring breakup model, the simulation model is able to probabilistically evaluate different harvesting and transportation plans to help the bio-fuel facility select the most effective strategy. For early spring break-up, which usually indicates a longer than average break-up period, more log storage is required, total cost increases, and the probability of plant closure increases. The risk of plant closure may be partially offset through increased use of rail transportation, which is not subject to spring break-up restrictions. However, rail availability and rail yard storage may then become limiting factors in the supply chain. Rail use will impact total cost, energy consumption, system-wide CO2 emissions, and the reliability of providing feedstock to the bio-fuel processing facility.

Accelerometer based measurements of combustion in an automotive turbocharged diesel engine

The capability to detect combustion in a diesel engine has the potential of being an important control feature to meet increasingly stringent emission regulations, develop alternative combustion strategies, and use of biofuels. In this dissertation, block mounted accelerometers were investigated as potential feedback sensors for detecting combustion characteristics in a high-speed, high pressure common rail (HPCR), 1.9L diesel engine. Accelerometers were positioned in multiple placements and orientations on the engine, and engine testing was conducted under motored, single and pilot-main injection conditions. Engine tests were conducted at varying injection timings, engine loads, and engine speeds to observe the resulting time and frequency domain changes of the cylinder pressure and accelerometer signals. The frequency content of the cylinder pressure based signals and the accelerometer signals between 0.5 kHz and 6 kHz indicated a strong correlation with coherence values of nearly 1. The accelerometers were used to produce estimated combustion signals using the Frequency Response Functions (FRF) measured from the frequency domain characteristics of the cylinder pressure signals and the response of the accelerometers attached to the engine block. When compared to the actual combustion signals, the estimated combustion signals produced from the accelerometer response had Root Mean Square Errors (RMSE) between 7% and 25% of the actual signals peak value. Weighting the FRF’s from multiple test conditions along their frequency axis with the coherent output power reduced the median RMSE of the estimated combustion signals and the 95th percentile of RMSE produced from each test condition. The RMSE’s of the magnitude based combustion metrics including peak cylinder pressure, MPG, peak ROHR, and work estimated from the combustion signals produced by the accelerometer responses were between 15% and 50% of their actual value. The MPG measured from the estimated pressure gradient shared a direct relationship to the actual MPG. The location based combustion metrics such as the location of peak values and burn durations were capable of RMSE measurements as low as 0.9°. Overall, accelerometer based combustion sensing system was capable of detecting combustion and providing feedback regarding the in cylinder combustion process

IMPACT OF ENGINE CALIBRATION ON PM OXIDATION IN A CATALYZED PARTICULATE FILTER OVER A TRANSIENT CYCLE: A MODELLING STUDY

The combustion strategy in a diesel engine has an impact on the emissions, fuel consumption and the exhaust temperatures. The PM mass retained in the CPF is a function of NO2 and PM concentrations in addition to the exhaust temperatures and the flow rates. Thus the engine combustion strategy affects exhaust characteristics which has an impact on the CPF operation and PM mass retained and oxidized. In this report, a process has been developed to simulate the relationship between engine calibration, performance and HC and PM oxidation in the DOC and CPF respectively. Fuel Rail Pressure (FRP) and Start of Injection (SOI) sweeps were carried out at five steady state engine operating conditions. This data, along with data from a previously carried out surrogate HD-FTP cycle [1], was used to create a transfer function model which estimates the engine out emissions, flow rates, temperatures for varied FRP and SOI over a transient cycle. Four different calibrations (test cases) were considered in this study, which were simulated through the transfer function model and the DOC model [1, 2]. The DOC outputs were then input into a model which simulates the NO2 assisted and thermal PM oxidation inside a CPF. Finally, results were analyzed as to how engine calibration impacts the engine fuel consumption, HC oxidation in the DOC and the PM oxidation in the CPF. Also, active regeneration for various test cases was simulated and a comparative analysis of the fuel penalties involved was carried out.

Copper Range Railroad General Freight Department Rules and Regulations

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Leaching Copper Minerals in the Butte District

The history of mining in Butte is woven about three of our principal metals. The gold placers first attracted the attention of miners in 1863, and reached their peak production in 1867. Silver was the second metal mined, and this operation required the erection of large mills with a consequent increase in mining activity that made the district a prominent producer. Although the presence of copper in the silver ore had been known, the credit for the first development of the copper veins is due Senator W. A. Clark. The original Colusa, Mining Chief, and Gambetta claims were developed to 1872. The ore was freighted by wagon trains 400 miles to Corrine, Utah, thence by rail eastward, some of it going to Swansea, Wales. The cooper production of the "richest hill on earth" has mounted to ten billion pounds.

Whole-body vibration exposure study in U.S. railroad locomotives--an ergonomic risk assessment

Whole-body vibration exposure of locomotive engineers and the vibration attenuation of seats in 22 U.S. locomotives (built between 1959 and 2000) was studied during normal revenue service and following international measurement guidelines. Triaxial vibration measurements (duration mean 155 min, range 84-383 min) on the seat and on the floor were compared. In addition to the basic vibration evaluation (aw rms), the vector sum (av), the maximum transient vibration value (MTVV/aw), the vibration dose value (VDV/(aw T1/4)), and the vibration seat effective transmissibility factor (SEAT) were calculated. The power spectral densities are also reported. The mean basic vibration level (aw rms) was for the fore-aft axis x = 0.18 m/sec2, the lateral axis y = 0.28 m/sec2, and the vertical axis z = 0.32 m/sec2. The mean vector sum was 0.59 m/sec2 (range 0.27 to 1.44). The crest factors were generally at or above 9 in the horizontal and vertical axis. The mean MTVV/aw was 5.3 (x), 5.1 (y), and 4.8 (z), and the VDV/(aw T1/4) values ranged from 1.32 to 2.3 (x-axis), 1.33 to 1.7 (y-axis), and 1.38 to 1.86 (z-axis), generally indicating high levels of shocks. The mean seat transmissibility factor (SEAT) was 1.4 (x) and 1.2 (y) and 1 (z), demonstrating a general ineffectiveness of any of the seat suspension systems. In conclusion, these data indicate that locomotive rides are characterized by relatively high shock content (acceleration peaks) of the vibration signal in all directions. Locomotive vertical and lateral vibrations are similar, which appears to be characteristic for rail vehicles compared with many road/off-road vehicles. Tested locomotive cab seats currently in use (new or old) appear inadequate to reduce potentially harmful vibration and shocks transmitted to the seated operator, and older seats particularly lack basic ergonomic features regarding adjustability and postural support.

Tribologische Untersuchungen am Förderzahnriemen

Zahnriemenfördersysteme haben auf Grund ihrer wirtschaftlichen und technischen Vorteile beim Transport von Stückgütern ein breites Anwendungsfeld in den unterschiedlichen Bereichen der Industrie gefunden und gewinnen weiterhin an Bedeutung. Die Auslegung der Systeme beschränkt sich gegenwärtig im Wesentlichen auf die Zugstrang- und die Zahnfußfestigkeit des Zahnriemens. Grundlagen der Berechnungen sind oft recht vage Aussagen zur Höhe des Reibwertes zwischen dem Zahnriemen und dessen Stützschiene. Die Erhöhung der Kontakttemperatur durch die eingebrachte Reibleistung wird meist völlig vernachlässigt. In der Praxis wird oftmals auf Erfahrungswerte zurückgegriffen, wobei die Gefahr der Über- bzw. Unterdimensionierung mit erheblichen Auswirkungen auf die Lebensdauer, das Verschleißverhalten und die Betriebssicherheit besteht. 1. Anwendung von Zahnriemenförderern Das Einsatzgebiet der Zahnriemen ist neben der Antriebstechnik in zunehmendem Maße die Fördertechnik, wo diese als Zug- und Tragmittel für den Stückguttransport zur Anwendung kommen. Der Grund dieser Entwicklung lässt sich mit den günstigen Eigenschaften dieser Maschinenelemente erklären. Besonders zu erwähnen sind dabei der geräuscharme Lauf, die geringe Masse und die niedrigen Kosten in Anschaffung und Wartung. Der synchrone Lauf, der mit Zahnriemen wie auch mit Förderketten realisierbar ist, ist ein weiterer wesentlicher Vorteil. Dabei übernehmen die robusten Förderketten den Bereich der Fördertechnik, in dem große Kräfte übertragen werden müssen und stark schmutzintensive Umgebungsbedingungen vorherrschen. Haupteinsatzgebiete der Zahnriemenförderer ist der Bereich der empfindlicheren Güter mit relativ geringen Massen, wobei sich immer mehr abzeichnet, dass auch Einsatzgebiete mit schweren Werkzeugträgern erschlossen werden. Die Transportzahnriemen müssen bei dem Einsatz zahnseitig abgestützt werden, um die Gutmasse aufnehmen zu können. Stückgüter können von Zahnriemen durch Kraft- oder Formschluss transportiert werden. Der Einsatz ist von den technologischen Erfordernissen und der Art des Transportgutes abhängig. Formschluss wird meist über aufgeschweißte Formelemente / Mitnehmer realisiert. Diese Art des Transportes wird verwendet, wenn Teile: • vereinzelt, • genau positioniert, ������ zeitlich exakt getaktet, • über starke Steigungen bis hin zum vertikalen transportiert werden müssen, • bzw. sich gegenseitig nicht berühren dürfen. Abbildung 1: Formschlüssiger Transport mit aufgeschweißten Formelementen Die Art und die Form des auf dem Zahnriemenrücken aufgebrachten Formelementes werden vom Gut selbst und dem Einsatzzweck bestimmt. Eine Vielzahl von verschiedenen Elementen wird von der Industrie standardmäßig angeboten. Bei der kraftschlüssigen Variante können zwei grundlegende Arten unterschieden werden: Zum einen Zahnriemenbeschichtungen mit sehr hohem Reibwert, zum anderen mit sehr niedrigen Reibwerten. Beschichtungen mit sehr hohem Reibwert (z. B. Silikon, PUR-Schaum, Naturkautschuk) eignen sich besonders für Schrägförderer und Abzugsbänder sowie für einfache Positionieraufgaben. Dabei wird eine relative Verschiebung des Gutes zum Zahnriemen durch den hohen Reibwert in der Kontaktzone behindert. Abbildung 2: Abzugsband für biegeschlaffe Flachformkörper z. B. Folie, Textilien Zahnriemenrückenbeschichtungen mit geringen Reibwerten bestehen meist aus Polyamidgewebe und eignen sich besonders gut für den Staubetrieb. Hierbei dient der Zahnriemen selbst als Zwischenspeicher. Bei Bedarf können die Güter freigegeben werden. Dabei muss aber sichergestellt werden, dass auch die Auflagefläche des Fördergutes für einen solchen Einsatzzweck geeignet ist, da es zu einer Relativbewegung zwischen Gut und undZahnriemen kommt. Abbildung 3: Stauförderer Parallelförderer können sowohl als reibschlüssige als auch als formschlüssige Variante ausgeführt werden. Ihr Vorteil liegt darin, dass größere Güter, z. B. Flachglas, Bleche usw. auf zwei oder mehreren Riemen aufliegen und durch die gleiche Geschwindigkeit der synchron angetriebenen Riemen keine Verschiebung des Gutes erfolgt. Würde der Antrieb nicht über Zahnriemen erfolgen, sondern über Flachriemen bzw. Gurte, wäre außerdem ein Zugmittel in der Breite des Fördergutes notwendig. Daraus ergibt sich zusätzlich eine wesentliche Massereduzierung der Zugmittel für den Stückguttransport in der Fördertechnik. Abbildung 4: Parallelförderer für kraftschlüssigen Transport Allen diesen Varianten ist jedoch gemein, dass der Zahnriemen auf einer Stützschiene gleitet und die Normalkraft des Transportgutes in Verbindung mit Riemengeschwindigkeit und Reibwert eine Reibleistung und damit Wärme erzeugt. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt fehlen exakte Angaben zu den Reibwerten für die einzelnen Gleitpaarungen. Auch ist eine Veränderung dieser Reibwerte bei Geschwindigkeits-, Temperatur-, und Belastungsänderung ungeklärt. Des Weiteren ist es auch notwendig, die Belastungsgrenzen für die Auslegung von Zahnriemenförderern zu definieren und das Verschleißverhalten zu kennen. Die derzeit üblichen Auslegungskriterien für diese fördertechnischen Anlagen sind Zugstrangfestigkeit und Zahnfußfestigkeit. Dabei bleibt jedoch die Erwärmung des Zugmittels und der Stützschiene durch die eingebrachte Reibleistung und den sich ändernden Reibwert unbeachtet. Insbesondere bei kurzen Förderstrecken mit großen Lasten bzw. hohen Transportgeschwindigkeiten ist die Gefahr von thermischen Überlastungen gegeben, welche zu erhöhtem Verschleiß bzw. zum Totalausfall der Anlage führen kann. Soll dieses zusätzliche Auslegungskriterium angewandt werden, sind Erkenntnisse aus den Gebieten der Tribologie und der Wärmelehre/Thermodynamik anzuwenden. Zum einen ist eine Bestimmung der entstehenden Reibleistung notwendig und zum anderen der abgeführte Wärmestrom zu ermitteln. Die sehr komplexen Zusammenhänge werden durch konstruktive und technologische Größen beschrieben, welche sich wiederum gegenseitig beeinflussen. 2. Reibwerte in der Gleitpaarung In DIN ISO 7148-2 sind die Besonderheiten bei der tribologischen Prüfung von polymeren Werkstoffen beschrieben. Dabei wird explizit darauf hingewiesen, dass die Prüfanordnung möglichst der praktischen Anwendung entsprechen sollte, um die Übertragbarkeit der Prüfergebnisse zu gewährleisten. Deshalb wurde ein Versuchsstand konzipiert, der die Kontaktverhältnisse von Zahnriemen und Stützschienen möglichst real abbildet (Abb.5). Abbildung 5: Schematischer Aufbau des Versuchsstandes Für die Untersuchung der Zahnriemenpaarung wird der Zahnriemen mit der Zahnseite nach oben aufgespannt. Auf die nach oben zeigende Zahnseite wird eine planparallele Platte des jeweiligen Gleitschienenmaterials aufgelegt. Die Flächenpressung der Paarung lässt sich über aufgebrachte Massestücke variieren und die Reibkraft über den Kraftsensor direkt über eine Schnittstelle zur Aufzeichnung an einen Rechner weiterleiten. Zur Ermittlung der Kontakttemperaturen wurden Bohrungen in das Gleitschienenmaterial eingebracht, die unmittelbar bis an die Oberfläche der Kontaktfläche reichen und mit Thermoelementen bestückt sind. Die Abstützung des Zahnriemens erfolgt auf einem Flachriemen, der wiederum auf einer Rollenbahn abrollt. Dadurch wird ein zusätzlicher Wärmeeintrag durch eine gleitende Abstützung vermieden. Die Gleitgeschwindigkeit und Flächenpressung auf die Paarung werden in Stufen variiert. Als Versuchszahnriemen dienten PU-Riemen mit und ohne zahnseitiger Polyamidbeschichtung der Abmessung 1250 x 25 T10. Abbildung 6: Reibwertmessungen an PU-Zahnriemen ohne Beschichtung (Kurzzeitversuche) Die ermittelten Messwerte der Gleitreibungszahl µ für verschiedene PU-Zahnriemen – Stützschienenkombinationen sind in Abbildung 6 dargestellt. Die schraffierten Balken geben die Reibungszahlempfehlungen von Herstellern sowie aus Literaturquellen für diese Paarungen wieder. Oft wird jedoch darauf hingewiesen, dass für einen konkreten Anwendungsfall eigene Untersuchungen durchzuführen sind. Die grauen Balken geben die bei einer Versuchsdauer von bis zu 8 Stunden ermittelten Reibungszahlen wieder. Dabei wurden sowohl die Flächenpressungen als auch die Gleitgeschwindigkeiten variiert. Bei einigen Paarungen (Holz (Abb.7)) konnte ein sehr starker abrasiver Verschleiß am Zahnriemen festgestellt werden. Diese Werkstoffkombinationen sind nur für geringe Belastungen geeignet. Abbildung 7: Oberfläche PU-Zahnriemen, verschlissen an Schichtholz Die Paarungen in Verbindung mit Stahl- bzw. Aluminiumstützschienen neigen zu stick-slip- Erscheinungen verbunden mit starker Geräuschentwicklung. Aufgrund der relativ hohen Reibungszahlen wurden keine Dauerversuche an unbeschichteten PU-Zahnriemen durchgeführt. Für die weiteren Untersuchungen wurden ausschließlich polyamidbeschichtete Zahnriemen verwendet. In Abbildung 8 werden die Ergebnisse der Reibwertuntersuchungen an PAZ-Zahnriemen (Polyamidgewebebeschichtung auf der Zahnseite) dargestellt. Die schraffierten Balken stellen wiederum die bisherigen Empfehlungen dar, die grauen Balken die ermittelten Messwerte im Kurzzeitversuch (bis 8 Stunden) und die schwarzen Balken die Messwerte im Langzeitversuch (zwischen 7 und teilweise bis zu 100 Tagen). Hier ist die Übereinstimmung der Reibungszahlen zwischen Empfehlungen und Kurzzeitmesswerten sehr gut. Der deutliche Anstieg der Werte im weiteren Verlauf der Untersuchungen deutet daraufhin, dass der tribologische Einlauf innerhalb von 8 Stunden meist noch nicht abgeschlossen ist und dass nach fortlaufender Belastung weitere tribologische Phänomene die Kontaktverhältnisse ändern. Abbildung 8: Reibungszahlen an polyamidbeschichteten PU-Zahnriemen (PAZ) in Verbindung mit verschiedenen Gleitschienen Bei den Paarungen mit einer Stützschiene aus Stahl, Aluminium oder Schichtholz konnte eine polymere Filmbildung auf der Gleitfläche beobachtet werden. In Abbildung 9 und 10 ist die Entwicklung am Beispiel von Stahlproben zu sehen. Gemeinsam bei diesen Paarungen ist die fortschreitende Schichtbildung, verbunden mit einer Reibwerterhöhung. Der Verschleiß der Gewebeschicht am Zahnriemen setzt bei größeren Reibungszahlen ein, was zu deren weiterer Erhöhung führt Ein weiterer Einsatz führt zur vollständigen Abtragung der Gewebeschicht und damit zu einer neuen tribologischen Paarung PU-Zahnriemen ��� Polymerschicht. Abbildung 9: beginnende polymere Ablagerung auf Stahlprobe Rz28 Abbildung 10: nahezu geschlossener polymerer Film auf Stahlprobe Rz28 Am Beispiel der Paarung PAZ Zahnriemen – Stahlstützschiene wird die Entwicklung der Reibungszahl über die Zeit des Gleitkontaktes in Abbildung 12 dargestellt. Dabei wurde die Oberflächenrauigkeit (Rz 6,3; Rz 28) durch entsprechende Bearbeitungen variiert. Der relativ starke Anstieg an der Paarung Rz 6,3 kann zum einen auf die hohe Gleitgeschwindigkeit und den damit entsprechend langen Gleitweg zurückgeführt werden, zum anderen auf den höheren adhäsiven Anteil durch die relativ glatte Oberfläche und der damit erhöhten Kontaktfläche. Abbildung 11 zeigt einen verschlissenen Zahnkopf. Abbildung 9: Verschlissene Zahnkopfflanke, PAZ - Stahl Abbildung 10: Änderung der Reibungszahl im zeitlichen Verlauf an der Paarung ZR PA – Stahl Die Erhöhung der Reibungszahlen an der Paarung PE UHMW - polyamidbeschichteter Zahnriemen kann nicht unmittelbar auf direkte Verschleißerscheinungen zurückgeführt werden. Sowohl die Gleitfläche als auch der Zahnriemen weisen auch nach längerem Kontakt keine sichtbaren Schäden auf: Es bildet sich kein polymerer Film auf der PE- UHMW- Gleitfläche heraus. In Abbildung 11 wird die Änderung der Reibungszahl dargestellt. Es wurden Paarungen mit steigendem p•v-Wert gewählt. Mit höheren Werten für die eingebrachte Leistung pro Flächeneinheit ist ein schnellerer Anstieg der Reibungszahlen zu verzeichnen. Abbildung 11: Änderung der Reibungszahl im zeitlichen Verlauf an der Paarung ZR PAZ – PE UHMW Die Erhöhung der Reibwerte zieht nicht nur eine Steigerung der Antriebsleistung nach sich, sondern auch eine Zunahme der Reibleistung und damit einen Anstieg der Kontakttemperatur. Hat diese einen bestimmten Wert erreicht, kommt es zum Aufschmelzen der Gleitflächen und damit zum Totalausfall der Paarung (Abbildungen 14, 15, 16). Ebenfalls tritt durch die Reibwerterhöhung eine höhere Belastung des Zugstranges und der Zahnfüße im Einlauf des Zahnriemens auf. Für eine konstruktive Auslegung entsprechender Zahnriemenförderer ist dies durch entsprechende Sicherheitsfaktoren zu berücksichtigen. Abbildung 12: Aufgeschmolzene PE-Laufschiene, 2-fach vergrößert Abbildung 13: geschmolzene Faserbündel 20- fach Abbildung 14: zerstörtes Gewebe in Folge thermischer Überlastung 3. Thermische Zusammenhänge Die Temperaturerhöhung in der Wirkstelle zwischen Zahnriemen und Stützschiene kann im stationären Zustand in der vereinfachten Form: p Flächenpressung v Gleitgeschwindigkeit µ Reibungszahl A Kontaktfläche / jeweilige Oberfläche a Wärmeübergangskoeffizient l Wärmeleitwert Abbildung 15: Kontaktmodell dargestellt werden. Dabei werden verschiedene Vereinfachungen angenommen: • Reibleistung wird auf die gesamte Fläche gleichmäßig verteilt, • Wärmestrom erfolgt nur in Normalenrichtung zur Gleitfläche, • konstante Reibleistung über die gesamte Zeit, • keine Ableitung des Wärmestromes über Stirn- und Seitenflächen, • eingeschwungener Gleichgewichtszustand der Temperaturverteilung, • gleiche Temperatur über der jeweiligen Oberfläche, • gleiche Strömungsverhältnisse und -bedingungen an der jeweiligen Oberfläche, • konstante - und - Werte über der gesamten Fläche. Der Temperaturverlauf für verschiedene Materialpaarungen ist in Abbildung 16 dargestellt. Der unterschiedliche Verlauf der Kurven kann mit den verschiedenen eingebrachten Reibleistungen durch sich unterschiedlich einstellende Reibungszahlen und durch die unterschiedlichen Wärmeleitwerte und Wärmekapazitäten der Gleitschienen erklärt werden. Ist eine stationäre Temperatur erreicht, so gilt vereinfacht die Vorstellung von Abbildung 15. Abbildung 16: thermischer Einlauf verschiedener Stützschienenmaterialien Die sich einstellende Gleitflächentemperatur ist im Wesentlichen von den in Abbildung 17 dargestellten Einflüssen abhängig. Da die Kontakttemperatur die Grenztemperatur (ca. 65°C) nicht überschreiten darf, um eine thermische Schädigung zu vermeiden, sind die entsprechenden Einflussgrößen zweckmäßig zu wählen. Die Parameter Gleitgeschwindigkeit und Flächenpressung sind meist durch die technologischen Erfordernisse vorgegeben, die Reibungszahl stellt sich entsprechend der tribologischen Paarung ein und die Wärmeleitfähigkeit ist ein kaum zu verändernder Stoffwert. Die Einflussmaßnahmen erstrecken sich also meist auf die Schichtstärke s der Abstützung und den Wärmeübergang zur Umgebung. Abbildung 17: Technologische und konstruktive Einflüsse auf die Gleitflächentemperatur in der Wirkstelle 4. Zusammenfassung Die Kenntnis der sich nach einer entsprechenden Einlaufphase einstellenden Reibungszahlen für verschiedene Zahnriemen – Stützschienenkombinationen ist für die Anwender und Entwickler wichtig, da damit eine optimale Auslegung von Zahnriemenförderern erfolgen kann. Diese optimale Auslegung realisiert dann in der Anwendung eine ökonomische Lebensdauer bei verbesserter konstruktiver Auslegung. Die bisher weitgehend unbeachtete Temperaturerhöhung in der Gleitschienen – Zahnriemenkombination durch die eingebrachte Reibleistung sollte zukünftig ein weiteres Auslegungskriterium darstellen. Eine erste Annäherung an dieses Problem kann durch die Form: p Flächenpressung v Gleitgeschwindigkeit µ Reibungszahl A Kontaktfläche / jeweilige Oberfläche K Wärmeabgabekoeffizient DT max. zul. Temperaturerhöhung K= f (µ, p, v, Gleitschienenmaterial, Zahnriemenausführung, Maschinenkonstante…) gezeigt werden. Für die Ermittlung des Wärmeabgabekoeffizienten sind entsprechende Untersuchungen durchzuführen und Zusammenhänge zu ermitteln. Bestimmte Praxiseinflüsse (Umgebungstemperaturschwankungen, Verschmutzung, Stöße, Montagefehler) sind in die bisherigen Untersuchungen noch nicht eingeflossen, sollten aber nicht unbeachtet bleiben. Durch eine vorteilhafte Auslegung der Förderanlagen kann eine höhere Zuverlässigkeit bei geringeren Wechselintervallen und niedrigeren Kosten für den Betrieb erreicht werden.

Use of a Digital Camera to Collect Carcass Data from Experimental Cattle

A digital camera was used to obtain digital images of beef carcasses moving on the rail in commercial beef packing plants. These images were satisfactory for measurement of backfat thickness and area of ribeye. The measurements were closely correlated with the same two measurements taken from tracings on acetate paper of fat thickness and area of ribeye made on carcasses moving on the rail.

Summary Report: Stray Current Corrosion Control Evaluation

Report on various facilities at the Texas Medical Center that are impacted by metro light rail transit operations

A model of factors determining levels of public support for health care policy in the United States

Public preferences for policy are formed in a little-understood process that is not adequately described by traditional economic theory of choice. In this paper I suggest that U.S. aggregate support for health reform can be modeled as tradeoffs among a small number of behavioral values and the stage of policy development. The theory underlying the model is based on Samuelson, et al.'s (1986) work and Wilke's (1991) elaboration of it as the Greed/Efficiency/Fairness (GEF) hypothesis of motivation in the management of resource dilemmas, and behavioral economics informed by Kahneman and Thaler's prospect theory. ^ The model developed in this paper employs ordered probit econometric techniques applied to data derived from U.S. polls taken from 1990 to mid-2003 that measured support for health reform proposals. Outcome data are four-tiered Likert counts; independent variables are dummies representing the presence or absence of operationalizations of each behavioral variable, along with an integer representing policy process stage. Marginal effects of each independent variable predict how support levels change on triggering that variable. Model estimation results indicate a vanishingly small likelihood that all coefficients are zero and all variables have signs expected from model theory. ^ Three hypotheses were tested: support will drain from health reform policy as it becomes increasingly well-articulated and approaches enactment; reforms appealing to fairness through universal health coverage will enjoy a higher degree of support than those targeted more narrowly; health reforms calling for government operation of the health finance system will achieve lower support than those that do not. Model results support the first and last hypotheses. Contrary to expectations, universal health care proposals did not provide incremental support beyond those targeted to “deserving” populations—children, elderly, working families. In addition, loss of autonomy (e.g. restrictions on choice of care giver) is found to be the “third rail” of health reform with significantly-reduced support. When applied to a hypothetical health reform in which an employer-mandated Medical Savings Account policy is the centerpiece, the model predicts support that may be insufficient to enactment. These results indicate that the method developed in the paper may prove valuable to health policy designers. ^