Analisi sperimentale della catena di misura di un sistema di produzione e stoccaggio idrogeno

Eseguire l'analisi della catena di misura di un sistema di produzione e stoccaggio idrogeno risulta fondamentale per la buona riuscita delle prove in quanto evidenzia e mette in risalto eventuali errori dovuti a strumenti presenti in impianto. Ogni strumento di misura facente parte dell’impianto ha i suoi andamenti e le sue tolleranze. Pertanto si è verificata l'affidabilità delle misurazioni eseguite proponendo delle misurazioni aggiuntive necessarie.

Impiego di un ORC per l'incremento delle prestazioni di un sistema trigenerativo.

Progettazione meccanica di un impianto di trigenerazione ed studio di un'ipotesi di potenziamento mediante tecnologia ORC.

Analisi ed ottimizzazione di sistemi multistadio di trattamento fumi: applicazione ad un termovalorizzatore di rifiuti urbani e speciali

Questo studio è mirato ad analizzare ed ottimizzare il consumo dei reagenti solidi impiegati da uno stabilimento di termovalorizzazione di rifiuti solidi urbani e speciali (Silea S.p.A, presso Valmadrera (LC)), per abbattere le correnti acide trattate nelle due linee fumi multistadio. Dopo aver scelto quale delle due linee prendere come riferimento, per poi riportare i risultati ottenuti anche sull’altra con opportune correzioni, il lavoro è stato condotto in diverse fasi, e affiancato da un costante confronto diretto con gli ingegneri e i tecnici dello stabilimento. Una volta preso atto delle normali condizioni di funzionamento dell’impianto, si è proceduto all’esecuzione di test, mirati a quantificare l’efficienza di rimozione dell’acido cloridrico, da parte del bicarbonato di sodio e dell’innovativo sorbente dolomitico, brevettato sotto il nome: Depurcal® MG. I test sono stati suddivisi in giornate differenti in base al tipo di reattivo da analizzare (e quindi lo stadio) e programmati in modo che permettessero di correlare la conversione dell’HCl alla portata di reagente solido introdotto. Una volta raccolti i dati, essi sono stati elaborati e filtrati in base a criteri oggettivi, per poi essere analizzati con senso critico, fornendo un quadro completo sulla reale potenzialità dell’impianto. Attraverso l’utilizzo di un opportuno modello è stato possibile caratterizzarlo e individuare la migliore condizione economico-operativa per ognuno dei possibili scenari individuati.

IoT e progettazione di sistemi di Home Automation: un caso di studio reale basato su framework e standard open

La nascita della Internet of Things, come conseguenza dell'aumento della capacità di calcolo e adozione di connettività in nuovi dispositivi, ha permesso l'apporto di nuove tecnologie negli oggetti di uso quotidiano e ha cambiano il modo in cui le persone utilizzano e interagiscono con questi oggetti. La Home Automation, da sempre orientata al controllo locale e remoto di apparecchiature domestiche, non ha mai raggiunto una grande diffusione per colpa del costo elevato, una controproducente chiusura rispetto ad altri sistemi e una certa difficoltà nella sua programmazione da parte dei possibili utenti. Le possibilità offerte dalla IoT e i limiti della Home Automation hanno suggerito lo sviluppo di un sistema in grado si superare queste limitazioni sfruttando le tecnologie più adatte a integrare Smart Object e sistemi, gli uni con gli altri, in maniera semplice e rapida. Il progetto e lo sviluppo di una soluzione reale di Home Automation basata su un impianto domotico commerciale ha permesso di dimostrare come strumenti opensource e tecnologie orientate alla IoT consentano, se opportunamente integrate, di migliorare sia la fruibilità dei sistemi domotici, attraverso la maggiore apertura verso altri sistemi, sia l'interazione con l'utente che sarà in grado di creare in modo semplice e diretto scenari di utilizzo sempre nuovi.

Selezione di trasduttori per la misura di portata fluidi nei motori a combustione interna

Si vuole dimostrare la fattibilità di realizzazione di una serie di misuratori di portata fluidi da applicare principalmente per le misure di portata dei fluidi di un motore in prova al banco. Queste portate di interesse riguardano: liquido di raffreddamento, tipicamente acqua a una temperatura prossima ai 100°C, olio lubrificante, tipicamente ad una temperatura di 150°C, aria di aspirazione, BlowBy, aria che filtra dalle fasce elastiche e dalla camera di combustione passa in coppa e quindi presenta goccioline e vapori d'olio, e possibilmente EGR. La prima fase consiste nel valutare ciò che offre il mercato per rendersi conto di quali sono i livelli di prestazione di misura dei sensori commerciali e il loro prezzo. Dunque, oltre alla consultazione di datasheet, segue una richiesta di preventivi ai fornitori di tali prodotti. Conclusa la fasce di analisi di mercato sopra descritta si avvia la fase di design del misuratore. Dopo l'analisi il principio di misura ottimale risulta quello ultrasonico. In particolare è opportuno effettuare una prima distinzione fra misuratori per liquidi e per gas, i quali naturalmente presenteranno differenze geometriche sia per la compatibilità con l'impianto nel quale verranno montati sia per le caratteristiche del fluido di cui interessa la misura. Disegnata a CAD la geometria i due tubi vengono stampati in 3D, dopodichè vengono montati i trasduttori per la generazione e la ricezione degli ultrasuoni. Si effettuano le prove di laboratorio, per liquidi e poi per gas, nel primo caso misurando la portata acqua messa in circolo da una pompa, nel secondo caso misurando la portata aria di un Ducati al banco motori. I dati acquisiti da varie prove vengono poi elaborati tramite Matlab, e si ricavano conclusioni in termini di rumore, accuratezza, ripetibilità ed infine di conferma che è fattibile realizzarli ad un costo contenuto ma che per riuscirci è necessario molto più sviluppo e ottimizzazione.

Studio e ottimizzazione di un generatore eolico carrellabile

La presente tesi discute la realizzazione di un carrello appendice sul quale possa essere montato un aerogeneratore della potenza di circa 8500 W facile da trasportare ed installare. Si desidera progettare una macchina che non necessiti di fondamenta e non richieda particolari procedure burocratiche per l’istallazione permettendo così un investimento iniziale ridotto. Il progetto ha il vantaggio di produrre energia con venti di bassa intensità (3 m/s), livelli di rumore contenuti da considerarsi trascurabili e un impatto visivo ambientale accettabile. Uno degli obiettivi è di massimizzare le prestazioni della turbina eolica ed essere in grado di competere sul mercato attuale, installando parallelamente un impianto fotovoltaico per dare una continuità maggiore all'energia generata. Queste tipologie di macchine potranno diffondersi nei settori dell’agricoltura, del turismo e in aree specifiche, ad esempio aree protette, dove l’eolico di grandi dimensioni ha difficoltà di inserimento. L’aerogeneratore potrà alimentare utenze come ad esempio sistemi di telecomunicazioni, stazioni di pompaggio, utenze rurali site in luoghi isolati, ed è possibile lo spostamento del mezzo anche in zone altamente sconnesse grazie al telaio rinforzato e all'inserimento di freni e sospensioni. La produzione di energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili viene promossa dal decreto legislativo n. 387 del 29/12/2003, che dà indicazioni affinché tutti gli impianti con potenza non superiore ai 20000W abbiano la possibilità di connettersi alla rete con la modalità di “scambio sul posto”. Questo servizio permette di ridurre l’esborso sostenuto per la bolletta relativamente alle quote dell’energia consumata e di rientrare dell’investimento iniziale; infatti la società distributrice dell’energia elettrica effettuerà ogni anno un conguaglio tra l’energia prelevata e quella immessa in rete dal cliente.

Analisi di serie temporali riguardanti dati energetici mediante architetture neurali profonde

Il presente lavoro di tesi riguarda lo studio e l'impiego di architetture neurali profonde (nello specifico stacked denoising auto-encoder) per la definizione di un modello previsionale di serie temporali. Il modello implementato è stato applicato a dati industriali riguardanti un impianto fotovoltaico reale, per effettuare una predizione della produzione di energia elettrica sulla base della serie temporale che lo caratterizza. I risultati ottenuti hanno evidenziato come la struttura neurale profonda contribuisca a migliorare le prestazioni di previsione di strumenti statistici classici come la regressione lineare multipla.

CO2 and diode laser for excisional biopsies of oral mucosal lesions. A pilot study evaluating clinical and histopathological parameters

PURPOSE: The present pilot study evaluates the histopathological characteristics and suitability of CO2 and diode lasers for performing excisional biopsies in the buccal mucosa with special emphasis on the extent of the thermal damage zone created. PATIENTS AND METHODS: 15 patients agreed to undergo surgical removal of their fibrous hyperplasias with a laser. These patients were randomly assigned to one diode or two CO2 laser groups. The CO2 laser was used in a continuous wave mode (cw) with a power of 5 W (Watts), and in a pulsed char-free mode (cf). Power settings for the diode laser were 5.12 W in a pulsed mode. The thermal damage zone of the three lasers and intraoperative and postoperative complications were assessed and compared. RESULTS: The collateral thermal damage zone on the borders of the excisional biopsies was significantly smaller with the CO, laser for both settings tested compared to the diode laser regarding values in pm or histopathological index scores. The only intraoperative complication encountered was bleeding, which had to be controlled with electrocauterization. No postoperative complications occurred in any of the three groups. CONCLUSIONS: The CO2 laser seems to be appropriate for excisional biopsies of benign oral mucosal lesions. The CO2 laser offers clear advantages in terms of smaller thermal damage zones over the diode laser. More study participants are needed to demonstrate potential differences between the two different CO2 laser settings tested.

Does a pulsed mode offer advantages over a continuous wave mode for excisional biopsies performed using a carbon dioxide laser?

Animal studies of excisional biopsies have shown less thermal damage when a carbon dioxide (CO(2)) laser (10.6 μm) is used in a char-free (CF) mode than in a continuous-wave (CW) mode. The authors' aim was to evaluate and compare clinical and histopathologic findings of excisional biopsies performed with CW and CF CO(2) laser (10.6 μm) modes.

Micro combined heat and power laboratory development

Micro Combined Heat and Power (Micro-CHP) system produces both electricity and heat required for residential or small business applications. Use of Micro-CHP in a residential application not only creates energy and economic savings but also reduces the carbon foot print of the house or small business. Additionally, micro-CHP can subsidize its cost of operation by selling excess electricity produced back to the grid. Even though Micro-CHP remains attractive on paper, high initial cost and optimization issues in residential scale heat and electrical requirement has kept this technology from becoming a success. To understand and overcome all disadvantages posed my Micro-CHP system, a laboratory is developed to test different scenarios of Micro-CHP applications so that we can learn and improve the current technology. This report focuses on the development of this Micro-CHP laboratory including installation of Ecopower micro-CHP unit, developing fuel line and exhaust line for Ecopower unit, design of electrical and thermal loop, installing all the instrumentation required for data collection on the Ecopower unit and developing controls for heat load simulation using thermal loop. Also a simulation of Micro-CHP running on Syngas is done in Matlab. This work was supported through the donation of ‘Ecopower’ a Micro-CHP unit by Marathon Engine and through the support of Michigan Tech REF-IF grand.

Experimental adaptation of wild-type canine distemper virus (CDV) to the human entry receptor CD150.

Canine distemper virus (CDV), a close relative of measles virus (MV), is widespread and well known for its broad host range. When the goal of measles eradication may be achieved, and when measles vaccination will be stopped, CDV might eventually cross the species barrier to humans and emerge as a new human pathogen. In order to get an impression how fast such alterations may occur, we characterized required adaptive mutations to the human entry receptors CD150 (SLAM) and nectin-4 as first step to infect human target cells. Recombinant wild-type CDV-A75/17(red) adapted quickly to growth in human H358 epithelial cells expressing human nectin-4. Sequencing of the viral attachment proteins (hemagglutinin, H, and fusion protein, F) genes revealed that no adaptive alteration was required to utilize human nectin-4. In contrast, the virus replicated only to low titres (10(2) pfu/ml) in Vero cells expressing human CD150 (Vero-hSLAM). After three passages using these cells virus was adapted to human CD150 and replicated to high titres (10(5) pfu/ml). Sequence analyses revealed that only one amino acid exchange in the H-protein at position 540 Asp→Gly (D540G) was required for functional adaptation to human CD150. Structural modelling suggests that the adaptive mutation D540G in H reflects the sequence alteration from canine to human CD150 at position 70 and 71 from Pro to Leu (P70L) and Gly to Glu (G71E), and compensates for the gain of a negative charge in the human CD150 molecule. Using this model system our data indicate that only a minimal alteration, in this case one adaptive mutation, is required for adaptation of CDV to the human entry receptors, and help to understand the molecular basis why this adaptive mutation occurs.

In situ dehydration behavior of zeolite-like pentagonite: A single-crystal X-ray study

The structural modifications upon heating of pentagonite, Ca(VO)(Si4O10)·4H2O (space group Ccm21, a=10.3708(2), b=14.0643(2), c=8.97810(10) Å, V=1309.53(3) Å3) were investigated by in situ temperature dependent single-crystal X-ray structure refinements. Diffraction data of a sample from Poona district (India) have been measured in steps of 25 up to 250 °C and in steps of 50 °C between 250 and 400 °C. Pentagonite has a porous framework structure made up by layers of silicate tetrahedra connected by V4+O5 square pyramids. Ca and H2O molecules are extraframework occupants. Room temperature diffraction data allowed refinement of H positions. The hydrogen-bond system links the extraframework occupants to the silicate layers and also interconnects the H2O molecules located inside the channels. Ca is seven-fold coordinated forming four bonds to O of the tetrahedral framework and three bonds to extraframework H2O. The H2O molecule at O9 showing a high displacement parameter is not bonded to Ca. The dehydration in pentagonite proceeds in three steps. At 100 °C the H2O molecule at O8 was released while O9 moved towards Ca. As a consequence the displacement parameter of H2O at O9 halved compared to that at room temperature. The unit-cell volume decreased to 1287.33(3) Å3 leading to a formula with 3H2O per formula unit (pfu). Ca remained seven-fold coordinated. At 175 °C Ca(VO)(Si4O10)·3H2O transformed into a new phase with 1H2O molecule pfu characterized by doubling of the c axis and the monoclinic space group Pn. Severe bending of specific TOT angles led to contraction of the porous three-dimensional framework. In addition, H2O at O9 was expelled while H2O at O7 approached a position in the center of the channel. The normalized volume decreased to 1069.44(9) Å3. The Ca coordination reduced from seven- to six-fold. At 225 °C a new anhydrous phase with space group Pna21 but without doubling of c had formed. Release of H2O at O7 caused additional contraction of TOT angles and volume reduction (V=1036.31(9) Å3). Ca adopted five-fold coordination. During heating excursion up to 400 °C this anhydrous phase remained preserved. Between room temperature and 225 °C the unit-cell volume decreased by 21% due to dehydration. The dehydration steps compare well with the thermo-gravimetric data reported in the literature.

In situ dehydration behavior of veszelyite (Cu,Zn)2Zn(PO4)(OH)3·2H2O: A single-crystal X-ray study

The rare mixed copper-zinc phosphate mineral veszelyite (Cu,Zn)2Zn(PO4)(OH)3·2H2O space group P21/c, a = 7.5096(2), b = 10.2281(2), c = 9.8258(2) Å, β = 103.3040(10)°, V = 734.45(3) Å3 was investigated by in situ temperature-dependent single-crystal X-ray structure refinements. The atomic arrangement of veszelyite consists of an alternation of octahedral and tetrahedral sheets. The Jahn-Teller distorted CuO6 octahedra form sheets with eight-membered rings. The tetrahedral sheet composed of PO4 and ZnO3(OH) tetrahedra shows strong topological similarities to that of cavansite, gismondine, and kipushite.Diffraction data of a sample from Zdravo Vrelo, near Kreševo (Bosnia and Herzegovina) have been measured in steps of 25 up to 225 °C. Hydrogen positions and the hydrogen-bond system were determined experimentally from the structure refinements of data collected up to 125 °C. At 200 °C, the hydrogen-bonding scheme was inferred from bond-valence calculations and donor-acceptor distances. The hydrogen-bond system connects the tetrahedral sheet to the octahedral sheet and also braces the Cu sheet.At 150 °C, the H2O molecule at H2O2 was released and the Cu coordination (Cu1 and Cu2) decreased from originally six- to fivefold. Cu1 has a square planar coordination by four OH groups and an elongate distance to O3, whereas Cu2 has the Jahn-Teller characteristic elongate bond to H2O1. The unit-cell volume decreased 7% from originally 734.45(3) to 686.4(4) Å3 leading to a formula with 1 H2O pfu. The new phase observed above 150 °C is characterized by an increase of the c axis and a shortening of the b axis. The bending of T-O-T angles causes an increasing elliptical shape of the eight-membered rings in the tetrahedral and octahedral sheets. Moreover a rearrangement of the hydrogen-bond system was observed.At 225 °C, the structure degrades to an X-ray amorphous residual due to release of the last H2O molecule at H2O1. The stronger Jahn-Teller distortion of Cu1 relative to Cu2 suggests that Cu1 is fully occupied by Cu, whereas Cu2 bears significant Zn. H2O1 is the fifth ligand of Cu2. Zn at Cu2 is not favorable to adopt planar fourfold coordination. Thus, if the last water molecule is expelled the structure is destabilized.This study contributes to understanding the dehydration mechanism and thermal stability of supergene minerals characterized by Jahn-Teller distorted octahedra with mixed Cu, Zn occupancy.

In situ dehydration behavior of zeolite-like cavansite: A single-crystal X-ray study

To track dehydration behavior of cavansite, Ca(VO)(Si4O10)·4H2O space group Pnma, a = 9.6329(2), b = 13.6606(2), c = 9.7949(2) Å, V = 1288.92(4) Å3 single-crystal X-ray diffraction data on a crystal from Wagholi quarry, Poona district (India) were collected up to 400 °C in steps of 25 °C up to 250 °C and in steps of 50 °C between 250 and 400 °C. The structure of cavansite is characterized by layers of silicate tetrahedra connected by V4+O5 square pyramids. This way a porous framework structure is formed with Ca and H2O as extraframework occupants. At room temperature, the hydrogen bond system was analyzed. Ca is eightfold coordinated by four bonds to O of the framework structure and four bonds to H2O molecules. H2O linked to Ca is hydrogen bonded to the framework and also to adjacent H2O molecules. The dehydration in cavansite proceeds in four steps.At 75 °C, H2O at O9 was completely expelled leading to 3 H2O pfu with only minor impact on framework distortion and contraction V = 1282.73(3) Å3. The Ca coordination declined from originally eightfold to sevenfold and H2O at O7 displayed positional disorder.At 175 °C, the split O7 sites approached the former O9 position. In addition, the sum of the three split positions O7, O7a, and O7b decreased to 50% occupancy yielding 2 H2O pfu accompanied by a strong decrease in volume V = 1206.89(8) Å3. The Ca coordination was further reduced from sevenfold to sixfold.At 350 °C, H2O at O8 was released leading to a formula with 1 H2O pfu causing additional structural contraction (V = 1156(11) Å3). At this temperature, Ca adopted fivefold coordination and O7 rearranged to disordered positions closer to the original O9 H2O site.At 400 °C, cavansite lost crystallinity but the VO2+ characteristic blue color was preserved. Stepwise removal of water is discussed on the basis of literature data reporting differential thermal analyses, differential thermo-gravimetry experiments and temperature dependent IR spectra in the range of OH stretching vibrations.

Hyalotekite, (Ba,Pb,K)(4)(Ca,Y)(2)Si-8(B,Be)(2)(Si,B)(2)O28F, a Tectosilicate Related to Scapolite: New Structure Refinement, Phase Transitions and a Short-Range Ordered 3B Superstructure

Hyalotekite, a framework silicate of composition (Ba,Pb,K)(4)(Ca,Y)(2)Si-8(B,Be)(2) (Si,B)(2)O28F, is found in relatively high-temperature(greater than or equal to 500 degrees C) Mn skarns at Langban, Sweden, and peralkaline pegmatites at Dara-i-Pioz, Tajikistan. A new paragenesis at Dara-i-Pioz is pegmatite consisting of the Ba borosilicates leucosphenite and tienshanite, as well as caesium kupletskite, aegirine, pyrochlore, microcline and quartz. Hyalotekite has been partially replaced by barylite and danburite. This hyalotekite contains 1.29-1.78 wt.% Y2O3, equivalent to 0.172-0.238 Y pfu or 8-11% Y on the Ca site; its Pb/(Pb+Ba) ratio ranges 0.36-0.44. Electron microprobe F contents of Langban and Dara-i-Pioz hyalotekite range 1.04-1.45 wt.%, consistent with full occupancy of the F site. A new refinement of the structure factor data used in the original structural determination of a Langban hyalotekite resulted in a structural formula, (Pb1.96Ba1.86K0.18)Ca-2(B1.76Be0.24)(Si1.56B0.44)Si8O28F, consistent with chemical data and all cations with positive-definite thermal parameters, although with a slight excess of positive charge (+57.14 as opposed to the ideal +57.00). An unusual feature of the hyalotekite framework is that 4 of 28 oxygens are non-bridging; by merging these 4 oxygens into two, the framework topology of scapolite is obtained. The triclinic symmetry of hyalotekite observed at room temperature is obtained from a hypothetical tetragonal parent structure via a sequence of displacive phase transitions. Some of these transitions are associated with cation ordering, either Pb-Ba ordering in the large cation sites, or B-Be and Si-B ordering on tetrahedral sites. Others are largely displacive but affect the coordination of the large cations (Pb, Ba, K, Ca). High-resolution electron microscopy suggests that the undulatory extinction characteristic of hyalotekite is due to a fine mosaic microstructure. This suggests that at least one of these transitions occurs in nature during cooling, and that it is first order with a large volume change. A diffuse superstructure observed by electron diffraction implies the existence of a further stage of short-range cation ordering which probably involves both (Pb,K)-Ba and (BeSi,BB)-BSi.