Households WTP for the Reliability of Gas Supply

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Boundary-layer transition on a slender cone in hypervelocity flow with real gas effects

The laminar to turbulent transition process in boundary layer flows in thermochemical nonequilibrium at high enthalpy is measured and characterized. Experiments are performed in the T5 Hypervelocity Reflected Shock Tunnel at Caltech, using a 1 m length 5-degree half angle axisymmetric cone instrumented with 80 fast-response annular thermocouples, complemented by boundary layer stability computations using the STABL software suite. A new mixing tank is added to the shock tube fill apparatus for premixed freestream gas experiments, and a new cleaning procedure results in more consistent transition measurements. Transition location is nondimensionalized using a scaling with the boundary layer thickness, which is correlated with the acoustic properties of the boundary layer, and compared with parabolized stability equation (PSE) analysis. In these nondimensionalized terms, transition delay with increasing CO₂ concentration is observed: tests in 100% and 50% CO₂, by mass, transition up to 25% and 15% later, respectively, than air experiments. These results are consistent with previous work indicating that CO₂ molecules at elevated temperatures absorb acoustic instabilities in the MHz range, which is the expected frequency of the Mack second-mode instability at these conditions, and also consistent with predictions from PSE analysis. A strong unit Reynolds number effect is observed, which is believed to arise from tunnel noise. N_Tr for air from 5.4 to 13.2 is computed, substantially higher than previously reported for noisy facilities. Time- and spatially-resolved heat transfer traces are used to track the propagation of turbulent spots, and convection rates at 90%, 76%, and 63% of the boundary layer edge velocity, respectively, are observed for the leading edge, centroid, and trailing edge of the spots. A model constructed with these spot propagation parameters is used to infer spot generation rates from measured transition onset to completion distance. Finally, a novel method to control transition location with boundary layer gas injection is investigated. An appropriate porous-metal injector section for the cone is designed and fabricated, and the efficacy of injected CO₂ for delaying transition is gauged at various mass flow rates, and compared with both no injection and chemically inert argon injection cases. While CO₂ injection seems to delay transition, and argon injection seems to promote it, the experimental results are inconclusive and matching computations do not predict a reduction in N factor from any CO₂ injection condition computed.

Contribuição para o planejamento brasileiro de exploração de petróleo e gás natural através da formulação de uma política nacional de uso sustentável das reservas de petróleo e gás natural

Petróleo e gás natural são recursos naturais não renováveis que possuem grande participação na matriz energética mundial e tendência de crescimento na matriz nacional, cujo marco regulatório limita-se a definir critérios técnicos e procedimentais sem incorporar o modelo de sustentabilidade instituído pela Constituição Federal de 1988. A natureza finita dos recursos não renováveis, como o petróleo e o gás natural, exige uma visão do planejamento de sua exploração de longo prazo na definição dos objetivos e metas. Essa perspectiva de longo prazo traduz uma das preocupações do desenvolvimento sustentável: a garantia de direitos para as futuras gerações. Assim, ao procurar fornecer elementos para a tradução do modelo de desenvolvimento sustentável no arcabouço institucional e legal da indústria petrolífera vigente no Brasil, o presente trabalho busca contribuir para o aprimoramento da regulação petrolífera nacional e a qualidade de vida das gerações presentes e futuras. E, mais do que propor a elaboração de um projeto de lei, como modalidade de implantação de uma política pública, queremos contribuir para o fortalecimento das práticas e ações governamentais voltadas para a aplicação do desenvolvimento sustentável, consoante apregoa a Constituição Federal brasileira. Trata-se aqui de demonstrar, através de metodologia quali-quantitativa, a tese de que é possível incorporar o princípio constitucional de desenvolvimento sustentável na atividade de exploração e produção de petróleo e gás natural, formulando uma política pública que incorpore, no regime de propriedade do petróleo, a variável ambiental e o uso intergeracional que já haviam sido e continuam sendo aplicados a algumas fontes renováveis de energia. Inicialmente, identificamos a composição da matriz energética brasileira desde a inserção do petróleo como uma questão de Estado a partir dos anos 50 do século XX. Em seguida, analisamos a concepção legal e doutrinária para propor, então, a conceituação de um modelo de desenvolvimento energético sustentável, estruturante para a proposição de uma política nacional para a indústria petrolífera. Com base nessa conceituação, analisamos o marco regulatório e os procedimentos institucionais praticados atualmente para identificar as lacunas existentes no ordenamento a serem supridas pela política nacional proposta. A partir da análise dos contextos legal e institucional, e das políticas energética e ambiental, propomos a tradução de conceitos, objetivos, princípios e instrumentos num projeto de lei de Política Nacional de Uso Sustentável das Reservas de Petróleo e Gás Natural. Concluímos tecendo considerações gerais e específicas sobre a proposição aqui formulada com vistas ao aprimoramento do modelo nacional de gestão de recursos energéticos e ao fomento das discussões voltadas para a sustentabilidade das políticas públicas e as práticas privadas enraizadas na exploração irracional de recursos não renováveis

Test particle motion in a Lorentz gas

This is a two-part thesis concerning the motion of a test particle in a bath. In part one we use an expansion of the operator PLe^it(1-P)LLP to shape the Zwanzig equation into a generalized Fokker-Planck equation which involves a diffusion tensor depending on the test particle's momentum and the time.

In part two the resultant equation is studied in some detail for the case of test particle motion in a weakly coupled Lorentz Gas. The diffusion tensor for this system is considered. Some of its properties are calculated; it is computed explicitly for the case of a Gaussian potential of interaction.

The equation for the test particle distribution function can be put into the form of an inhomogeneous Schroedinger equation. The term corresponding to the potential energy in the Schroedinger equation is considered. Its structure is studied, and some of its simplest features are used to find the Green's function in the limiting situations of low density and long time.

Cogeneración con gas natural en una empresa de tratamientos térmicos

[ES]Diseño de una instalación de cogeneración basada en un motor de combustible gas natural para una empresa de tratamientos térmicos y superficiales. Para satisfacer las necesidades energéticas de la planta, la potencia eléctrica la suministrará un alternador conectado al motor y, a su vez, la entalpía de los humos de escape del motor se aprovechará para la producción de vapor de agua, necesario para la actividad industrial de la empresa. Por otro lado, el calor que es necesario disipar de dicho motor se recuperará para el calentamiento de agua de red, con la finalidad de limpiar la taladrina de las piezas tratadas.

Fundamentos da exploração de petróleo e gás natural e análise geoeconômica da matriz energética brasileira atual e projeções futuras

A análise da matriz energética mundial, assim como a brasileira, nos mostra que o gás natural representará em breve um importante insumo energético favorecendo a balança de pagamentos nacional, visto que o gás poderá ser usado tanto para consumo interno, quanto para exportação. O aumento das reservas nacionais de hidrocarbonetos se deve ao desenvolvimento de tecnologias, que favoreceram o conhecimento das bacias brasileiras quanto ao seu potencial produtor de combustíveis fósseis, permitindo a descoberta de novas jazidas. O amadurecimento do mercado nacional quanto ao consumo de gás natural passa pela construção de uma infraestrutura robusta, eficiente e que possibilite a captação, o armazenamento e distribuição do mesmo. O Brasil tem todos os requisitos necessários para adentrar ao seleto grupo de países exportadores de hidrocarbonetos, a descoberta do Pré-sal tende a incrementar a importância do gás natural para o país. Ao final do trabalho são descritos cenários futuros (quanto o consumo de energéticos), onde se vê que o consumo de energia para os próximos anos crescerá a taxas superiores as das duas últimas décadas. Análise destes cenários permite antecipar o interesse de futuros investimentos no desenvolvimento do conhecimento geológico para áreas promissoras.

Time-Domain TeraHertz Spectroscopy and Observational Probes of Prebiotic Interstellar Gas and Ice Chemistry

Understanding the origin of life on Earth has long fascinated the minds of the global community, and has been a driving factor in interdisciplinary research for centuries. Beyond the pioneering work of Darwin, perhaps the most widely known study in the last century is that of Miller and Urey, who examined the possibility of the formation of prebiotic chemical precursors on the primordial Earth [1]. More recent studies have shown that amino acids, the chemical building blocks of the biopolymers that comprise life as we know it on Earth, are present in meteoritic samples, and that the molecules extracted from the meteorites display isotopic signatures indicative of an extraterrestrial origin [2]. The most recent major discovery in this area has been the detection of glycine (NH₂CH₂COOH), the simplest amino acid, in pristine cometary samples returned by the NASA STARDUST mission [3]. Indeed, the open questions left by these discoveries, both in the public and scientific communities, hold such fascination that NASA has designated the understanding of our "Cosmic Origins" as a key mission priority.

Despite these exciting discoveries, our understanding of the chemical and physical pathways to the formation of prebiotic molecules is woefully incomplete. This is largely because we do not yet fully understand how the interplay between grain-surface and sub-surface ice reactions and the gas-phase affects astrophysical chemical evolution, and our knowledge of chemical inventories in these regions is incomplete. The research presented here aims to directly address both these issues, so that future work to understand the formation of prebiotic molecules has a solid foundation from which to work.

From an observational standpoint, a dedicated campaign to identify hydroxylamine (NH₂OH), potentially a direct precursor to glycine, in the gas-phase was undertaken. No trace of NH₂OH was found. These observations motivated a refinement of the chemical models of glycine formation, and have largely ruled out a gas-phase route to the synthesis of the simplest amino acid in the ISM. A molecular mystery in the case of the carrier of a series of transitions was resolved using observational data toward a large number of sources, confirming the identity of this important carbon-chemistry intermediate B11244 as l-C₃H⁺ and identifying it in at least two new environments. Finally, the doubly-nitrogenated molecule carbodiimide HNCNH was identified in the ISM for the first time through maser emission features in the centimeter-wavelength regime.

In the laboratory, a TeraHertz Time-Domain Spectrometer was constructed to obtain the experimental spectra necessary to search for solid-phase species in the ISM in the THz region of the spectrum. These investigations have shown a striking dependence on large-scale, long-range (i.e. lattice) structure of the ices on the spectra they present in the THz. A database of molecular spectra has been started, and both the simplest and most abundant ice species, which have already been identified, as well as a number of more complex species, have been studied. The exquisite sensitivity of the THz spectra to both the structure and thermal history of these ices may lead to better probes of complex chemical and dynamical evolution in interstellar environments.

Buffer-gas-induced narrowing of electromagnetically induced transparent spectra for an open system

We have investigated the spectra of the electromagnetically induced transparency (EIT) when a cell is filled with a buffer gas. Our theoretical results show that the buffer gas can induce a narrower spectra line and steeper dispersion than those of the usual EIT case in a homogeneous and Doppler broadened system. The linewidth decreases with the increase of the buffer gas pressure. This narrow spectra may be applied to quantum information processing, nonlinear optics and atomic frequency standard.

Evolução da produção, reservas e dos preços do petróleo, gás natural e biocombustíveis: a importância dos biocombustíveis no cenário mundial

Este trabalho tem como objetivo estudar a indústria do petróleo, gás natural e biocombustíveis no contexto brasileiro e no mundial. Visa também analisar as vantagens e desvantagens dos biocombustíveis e seu possível impacto na indústria do petróleo, assim como os principais indicativos e projeções da indústria do petróleo, como reserva, produção, preço e consumo, através de coleta de dados e geração de gráficos pesquisados e comparados de grandes agências e empresas de energia. Os biocombustíveis podem ser um grande aliado da indústria do petróleo tendo em vista a duração das reservas mundiais de hidrocarbonetos. O uso dos biocombustíveis implicará no desenvolvimento de tecnologias renováveis e de reutilização de materiais antes descartados, trazendo benefício a toda sociedade. A indústria do petróleo é impactada pelas flutuações no mercado internacional e pela demanda, assim como pela manipulação da produção de combustíveis fósseis pelos países produtores. Esses aspectos apresentados interligados criam uma complexa indústria que a presente dissertação se propõe a analisar.

Study of dynamical behaviour and fermionization of a bosonic gas in funnel potential

This paper presents a funnel external potential model to investigate dynamic properties of ultracold Bose gas. By using variational method, we obtain the ground-state energy and density properties of ultracold Bose atoms. The results show that the ultracold Bose gas confined in a funnel potential experiences the transition from three-dimensional regime to quasi-one-dimensional regime in a small aspect ratio, and undergoes fermionization process as the aspect ratio increases.

EAEko energia elektrikoaren eskariaren analisi ekonometrikoa

Lan honen helburua, Euskal Autonomia Erkidegoko energia elektrikoaren etxebizitzen eskaeraren analisia egitea da, eta azterketa honetatik ondorio zehatzak atera eta hauek azaltzea. Azterketa hau egiteko, ekonomiari aplikaturiko metodo estatitistikoak erabiliko ditugu, konkretuki metodo ekonometrikoak.

Co-pirólise de polipropileno pós-consumo com gasóleo

O presente trabalho buscou avaliar o processo de co-pirólise de resíduos de polipropileno com gasóleo, variando a temperatura e a quantidade de polipropileno no meio reacional. A co-pirólise é uma rota promissora, uma vez que minimiza o impacto ambiental causado pela disposição do plástico de maneira inadequada, evita seu acúmulo em lixões e permite um melhor aproveitamento de um recurso natural não-renovável, o petróleo, matéria-prima importante para a geração de energia e obtenção de produtos químicos. As amostras de polipropileno e gasóleo foram submetidas à co-pirólise térmica em atmosfera inerte, em sistema de leito fixo, sob fluxo constante de nitrogênio, variando a temperatura de 400C a 500C e a quantidade de PP no meio reacional de 0,1 a 1,0 g. A influência do gasóleo no meio foi avaliada pelos testes na ausência de PP. Os líquidos pirolíticos obtidos foram caracterizados por cromatografia gasosa modificada, com o objetivo de avaliar a geração de frações na faixa da destilação do diesel. De uma maneira geral, pôde-se observar que o aumento da quantidade de PP no meio reacional favorece a redução do rendimento de líquido pirolítico e o aumento da quantidade de sólido gerado, efeito inverso ao do aumento da temperatura. Com relação ao rendimento geral de produtos na faixa de destilação do diesel na co-pirólise, a adição de PP ao meio não interfere muito no resultado. Já o aumento de temperatura favorece o aumento do rendimento de produtos nessa faixa de destilação. Os resultados obtidos comprovam o potencial da co-pirólise como método de reciclagem química de artefatos de polipropileno pós-consumo