Analysis of Temperature and Pressure Changes in Liquefied Natural Gas (LNG) Cryogenic Tanks

Liquefied natural gas (LNG) is being developed as a transportation fuel for heavy vehicles such as trucks and transit buses, to lessen the dependency on oil and to reduce greenhouse gas emissions. The LNG stations are properly designed to prevent the venting of natural gas (NG) from LNG tanks, which can cause evaporative greenhouse gas emissions and result in fluctuations of fuel flow and changes of fuel composition. Boil-off is caused by the heat added into the LNG fuel during the storage and fueling. Heat can leak into the LNG fuel through the shell of tank during the storage and through hoses and dispensers during the fueling. Gas from tanks onboard vehicles, when returned to LNG tanks, can add additional heat into the LNG fuel. A thermodynamic and heat transfer model has been developed to analyze different mechanisms of heat leak into the LNG fuel. The evolving of properties and compositions of LNG fuel inside LNG tanks is simulated. The effect of a number of buses fueled each day on the possible total fuel loss rate has been analyzed. It is found that by increasing the number of buses, fueled each day, the total fuel loss rate can be reduced significantly. It is proposed that an electric generator be used to consume the boil-off gas or a liquefier be used to re-liquefy the boiloff gas to reduce the tank pressure and eliminate fuel losses. These approaches can prevent boil-off of natural gas emissions, and reduce the costs of LNG as transportation fuel.

Transient natural ventilation of a space with localised heating

The natural ventilation of a well-mixed, pre-heated room with a point source of heating, and openings at the base and roof is investigated. The transient draining associated with the room being warmer than the exterior combined with the convective ow produced by the point source of heat leads to a fascinating series of transient ow regimes as the system evolves to the two-layer steady-state regime described by Linden, Lane-Ser_ and Smeed [1]. As the room begins to ventilate, a turbulent plume rises from the point source of heat to the ceiling, and typically forms a deepening layer of hot air. However, with a weak heat source, then at some point the ascending plume will intrude beneath the layer of original uid. Otherwise, the ascending plume always reaches the top of the room as the system evolves to a steady state. We develop a simpli_ed model of the transient evolution and test this with some new laboratory experiments. We conclude with a discussion of the implications of our results for real buildings.

Refractive index and thickness analysis of natural silicon dioxide film growing on silicon with variable-angle spectroscopic ellipsometry

The refractive index and thickness of SiO2 thin films naturally grown on Si substrates were determined simultaneously within the wavelength range of 220-1100 nm with variable-angle spectroscopic ellipsometry. Different angles of incidence and wavelength ranges were chosen to enhance the analysis sensitivity for more accurate results. Several optical models describing the practical SiO2-Si system were investigated, and best results were obtained with the optical model, including an interface layer between SiO2 and Si, which proved the existence of the interface layer in this work as described in other publications.

A comparison of winter pre-heating requirements for natural displacement and natural mixing ventilation

In winter, natural ventilation can be achieved either through mixing ventilation or upward displacement ventilation (P.F. Linden, The fluid mechanics of natural ventilation, Annual Review of Fluid Mechanics 31 (1999) pp. 201-238). We show there is a significant energy saving possible by using mixing ventilation, in the case that the internal heat gains are significant, and illustrate these savings using an idealized model, which predicts that with internal heat gains of order 0.1 kW per person, mixing ventilation uses of a fraction of order 0.2-0.4 of the heat load of displacement ventilation assuming a well-insulated building. We then describe a strategy for such mixing natural ventilation in an atrium style building in which the rooms surrounding the atrium are able to vent directly to the exterior and also through the atrium to the exterior. The results are motivated by the desire to reduce the energy burden in large public buildings such as hospitals, schools or office buildings centred on atria. We illustrate a strategy for the natural mixing ventilation in order that the rooms surrounding the atrium receive both pre-heated but also sufficiently fresh air, while the central atrium zone remains warm. We test the principles with some laboratory experiments in which a model air chamber is ventilated using both mixing and displacement ventilation, and compare the energy loads in each case. We conclude with a discussion of the potential applications of the approach within the context of open plan atria type office buildings.

The influence of stacks on flow patterns and stratification associated with natural ventilation

We investigate the steady state natural ventilation of an enclosed space in which vent A, located at height hA above the floor, is connected to a vertical stack with a termination at height H, while the second vent, B, at height hB above the floor, connects directly to the exterior. We first examine the flow regimes which develop with a distributed source of heating at the base of the space. If hBhB>hA, then two different flow regimes may develop. Either (i) there is inflow through vent B and outflow through vent A, or (ii) the flow reverses, with inflow down the stack into vent A and outflow through vent B. With inflow through vent A, the internal temperature and ventilation rate depend on the relative height of the two vents, A and B, while with inflow through vent B, they depend on the height of vent B relative to the height of the termination of the stack H. With a point source of heating, a similar transition occurs, with a unique flow regime when vent B is lower than vent A, and two possible regimes with vent B higher than vent A. In general, with a point source of buoyancy, each steady state is characterised by a two-layer density stratification. Depending on the relative heights of the two vents, in the case of outflow through vent A connected to the stack, the interface between these layers may lie above, at the same level as or below vent A, leading to discharge of either pure upper layer, a mixture of upper and lower layer, or pure lower layer fluid. In the case of inflow through vent A connected to the stack, the interface always lies below the outflow vent B. Also, in this case, if the inflow vent A lies above the interface, then the lower layer becomes of intermediate density between the upper layer and the external fluid, whereas if the interface lies above the inflow vent A, then the lower layer is composed purely of external fluid. We develop expressions to predict the transitions between these flow regimes, in terms of the heights and areas of the two vents and the stack, and we successfully test these with new laboratory experiments. We conclude with a discussion of the implications of our results for real buildings.

Transient Natural Ventilation of a Room with a Distributed Heat Source

We report on an experimental and theoretical study of the transient flows which develop as a naturally ventilated room adjusts from one temperature to another. We focus on a room heated from below by a uniform heat source, with both high- and low-level ventilation openings. Depending on the initial temperature of the room relative to (i) the final equilibrium temperature and (ii) the exterior temperature, three different modes of ventilation may develop. First, if the room temperature lies between the exterior and the equilibrium temperature, the interior remains well-mixed and gradually heats up to the equilibrium temperature. Secondly, if the room is initially warmer than the equilibrium temperature, then a thermal stratification develops in which the upper layer of originally hot air is displaced upwards by a lower layer of relatively cool inflowing air. At the interface, some mixing occurs owing to the effects of penetrative convection. Thirdly, if the room is initially cooler than the exterior, then on opening the vents, the original air is displaced downwards and a layer of ambient air deepens from above. As this lower layer drains, it is eventually heated to the ambient temperature, and is then able to mix into the overlying layer of external air, and the room becomes well-mixed. For each case, we present new laboratory experiments and compare these with some new quantitative models of the transient flows. We conclude by considering the implications of our work for natural ventilation of large auditoria.

Energy efficiency with natural ventilation: a case study

Application of laboratory analogue modelling of air flow in a naturally ventilated shopping mall is reviewed in this paper. A detailed study of the ventilation was undertaken to establish the principles and to explore how natural ventilation might interact with a localised mechanical ventilation system designed to enhance the cooling of a high density food court area. The case study is used to show how the combination of laboratory modelling and simplified mathematical modelling enables one to rapidly identify the various flow regimes which can occur, to quantify the resultant flows and mean temperatures and to thereby develop appropriate ventilation strategies for the different external conditions which occur through the year.

Efecto de las frecuencias de pastoreo sobre un pastizal natural con presencia de Lotus tenuis en el partido de Olavarría, provincia de Buenos Aires

Resumen: La Pampa deprimida bonaerense está considerada la zona de cría más importante del país; el 85% de su superficie está cubierta por pastizales naturales, siendo éstos la principal fuente de alimento para la ganadería local. La productividad del pastizal natural, puede ser mejorada aplicando tecnología de procesos, al utilizar pastoreos en forma rotacional, en lugar del usual pastoreo continuo. El objetivo del presente trabajo, es evaluar el efecto en la producción bruta de materia seca del pastizal natural en un ambiente de un bajo dulce, en donde Lolium multiflorum y Lotus tenuis constituyen especies indicadoras, y cuya frecuencia en el tapiz vegetal es alta. Este ensayo se realizó en el establecimiento “El Fortín” ubicado en la Estación Pourtalé (Partido de Olavarría), durante un año, desde Mayo del 2014 hasta Mayo del 2015. Se utilizó un diseño experimental de bloques completamentes aleatorizados (DCBA), con dos tratamientos: frecuencia de 45 días y frecuencia de 90 días. Aleatorizados en tres bloques que corresponden al número de parcelas existentes dentro del potrero. Se realizaron en total 11 muestreos midiendo la producción de materia seca, siendo esta la variable en estudio. El análisis estadístico se realizó mediante un análisis de varianza, utilizando como software el programa Infostat. Los resultados sobre la producción en promedio, sostienen que existen diferencias significativas entre ambos tratamientos: de 45 días y de 90 días. La materia seca acumulada y anualizada, fue de 3306,7kg.MS ha-1 para el tratamiento de 45 días y de 3190,0 kg.MS ha-1 para el tratamiento de 90 días, entre pastoreos sucesivos. Mientras que la producción promedio acumulada entre cortes para cada tratamiento fue de 472,4kg.MS ha-1 para el tratamiento de 45 días y de 797,5 kg.MS ha-1 para el tratamiento de 90 días.

Natural convection in metal foams with open cells

This paper presents a combined experimental and numerical study on natural convection in open-celled metal foams. The effective thermal conductivities of steel alloy (FeCrAlY) samples with different relative densities and cell sizes are measured with the guarded-hot-plate method. To examine the natural convection effect, the measurements are conducted under both vacuum and ambient conditions for a range of temperatures. The experimental results show that natural convection is very significant, accounting for up to 50% of the effective foam conductivity obtained at ambient pressure. This has been attributed to the high porosity (ε > 0.9) and inter-connected open cells of the metal foams studied. Morphological parameters characterizing open-celled FeCrAlY foams are subsequently identified and their cross-relationships are built. The non-equilibrium two-equation energy transfer model is employed, and selected calculations show that the non-equilibrium effect between the solid foam skeleton and air is significant. The study indicates that the combined parameter, i.e., the porous medium Rayleigh number, is no longer appropriate to correlate natural convection by itself when the Darcy number is sufficiently large as in the case of natural convection in open-celled metal foams. Good agreement between model predictions and experimental measurements is obtained. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Respuesta a la fertilización fosforada en campo natural con presencia de Lotus tenuis en el partido de Olavarría, Cuenca del Salado, provincia de Buenos Aires

Resumen: La pampa deprimida bonaerense (región denominada Cuenca del Salado) es considerada la zona de cría más importante del país y su principal recurso forrajero son los pastizales naturales. Allí se encuentra Lotus tenuis como especie herbácea naturalizada y muy valorada por su aporte a la oferta forrajera de los sistemas ganaderos de la región. En condiciones de campos naturales en bajos dulces (con horizonte superficial de pH cercano a la neutralidad) el agregado de fósforo mediante la fertilización incrementaría la presencia de leguminosas, mejorando la receptividad y calidad de los forrajes y por ende, la producción de carne. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la respuesta del pastizal natural, medida como producción de materia seca, utilizando distintas dosis de fertilización fosforada (NPK 5-40-0). Se realizó un ensayo en un establecimiento ubicado en las cercanías de la ciudad de Olavarría, en el paraje rural Pourtalé, Provincia de Buenos Aires, utilizando un diseño de bloques al azar con tres repeticiones. Los tratamientos fueron 0, 50 y 120 kg.ha-1 realizándose cinco muestreos luego de la fertilización en el transcurso de un año, en los cuales se determinó la producción de materia seca como estimación de la disponibilidad forrajera. La producción acumulada promedio para el tratamiento con 0kg.ha-1 fue de 2793kgMS.ha-1, con 50kg.ha-1 fue de 5159 kgMS.ha-1 y con 120kg.ha-1 fue de 7206 kgMS.ha-1. Para analizar estadísticamente los resultados, se realizó un análisis de varianza mediante un software estadístico (Infostat), donde se pudo observar diferencias significativas entre el testigo y el tratamiento con 120kg ha-1 (p-valor<0,05).

Efecto de fertilización mineral y orgánica y control de malezas en el cultivo de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) bajo sistemas de callejón con madero negro (Gliricidia sepium) y convencional, Sabana Grande, Managua

El presente trabajo se realizó en época de postrera del 2000 (Octubre-Diciembre) en la finca "El Picacho" ubicada en el municipio de Sabana Grande, departamento de Managua, Nicaragua. Con el propósito de determinar el efecto de la fertilización mineral y orgánica (Factor A) y control de malezas (Factor 8) en los componente' de crecimiento y rendimiento del cultivo de frijol común (Phaseolus vulgaris L.); establecido en sistemas de callejón (Gliricidia sepium) y convencional. En un suelo perteneciente a la serie de Sabana Grande de origen volcánico y que pertenece a la zona de vida de bosque seco tropical. El diseño experimental utilizado fue el de un bifactorial con parcelas arregladas en bloques completamente al azar (BCA), con seis tratamientos y cinco repeticiones evaluando el factor fertilización y control de malezas. La fertilización tanto química como orgánica se realizó basándose en el análisis de suelo y los requerimientos del cultivo, a los 15 días después de la siembra. Para la fertilización química se adicionó (Urea 46 %), con dosis de 128 kg/ha y 134 kg/ha en callejón y convencional respectivamente y para la fertilización orgánica se adicionó gallinaza al suelo con dosis que consistían en 3636.36 kg/ha y 3787.87 kg/ha de gallinaza en callejón y convencional respectivamente. Las malezas fueron controladas y no controladas y su combinación con el factor fertilización corresponden a los tratamientos evaluados. Las variables evaluadas en ambos sistemas fueron: variables de crecimiento dentro de ésta están, altura de la planta, número de ramas por planta. Área foliar, y variables de rendimiento en donde se evaluó, número de vainas por planta, número de grano por vaina, peso de cien granos y rendimiento del grano. La variedad utilizada (INTA-Masatepe) fue liberada por el INTA en Diciembre de 1999 para condiciones de zonas secas. A los datos obtenidos de las variables de crecimiento y rendimiento del cultivo se les realizó análisis de varianza en el programa estadístico SAS; para determinar diferencias estadísticas se utilizó un grado de significancia (p>0.05). Las separaciones de medias se realizaron utilizando las pruebas de rangos múltiples de Tukey. Con respecto a los resultados de las variables evaluadas en ambos sistemas, altura de planta no presentó diferencias estadísticas significativas en el factor fertilización. No obstante el factor maleza únicamente presentó diferencias estadísticas significativas en la última medición (43 días después de la siembra) en sistema convencional. Las variables número de ramas por planta y área foliar evaluadas en ambos sistemas no presentaron diferencias estadísticas significativas en los tratamientos en estudio. En la variable vaina por planta evaluada en sistemas de callejón y convencional el factor fertilización no presentó diferencias significativas; el factor maleza, presentó diferencias estadísticas significativas únicamente para el sistema convencional. Las variables grano por vaina y peso de cien granos evaluadas en ambos sistemas no presentaron diferencias estadísticas significativas para los tratamientos en estudio. Para la variable de rendimiento, el factor fertilización no presentó diferencias significativas en los sistemas de callejón y convencional, el factor maleza presentó diferencias significativas únicamente en el sistema convencional Según el análisis económico el mejor beneficio neto se obtiene en el sistema convencional para el tratamiento fertilización química con control de malezas, con un resultado de US$ 193.72 por hectárea.

Respuesta de cuarenta y nueve genotipos de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) de fertilización mineral bajo condiciones de La Compañía, Carazo

El ensayo se realizó en el Centro Experimental La Compañía, San Marcos, Carazo en la época de primera (Junio-Agosto) del 2001, los suelos se caracterizan por ser de origen volcánico y con bajo contenido de fósforo (1l.O ppm). Se evaluaron 49 genotipos de fríjol con y sin fertilización, con el objetivo de seleccionar genotipos eficientes al fósforo y nitrógeno nativo; y que además presenten respuesta a la aplicación de fertilizantes. El ensayo se estableció en parcelas pareadas en un diseño de latice 7 x 7 con 6 repeticiones de las que 3 fueron fertilizadas y 3 no fertilizadas. Se estudió el rendimiento, sus componentes y las variables fenológicas días a floración y días a madurez fisiológica, se realizó análisis de varianza para las variables en estudio y se clasifico a los genotipos según su eficiencia a fósforo y nitrógeno y su respuesta a la aplicación de dos dosis de fertilizante mineral (O y 129 kg/ha de la fórmula 18-46-00). Los genotipos en estudio mostraron diferentes tipos de respuesta a la aplicación de fertilizantes, que incluyen comportamientos superior, similar e inferior al compararse con la condición sin fertilizante para las distintas variables estudiadas. Las variables fenológicas no presentaron diferencias bajo ambas condiciones de fertilización. El rendimiento de grano vario entre 1 883 kg/ha hasta 3 353 kg/ha en condiciones con fertilizante y 1 591 kg/ha hasta 2 878 kg/ha en condiciones sin fertilizante. El genotipo EAP 9508-41 mostró los mayores rendimientos en ambas condiciones. En el sistema sin fertilizante 18 genotipos superaron en rendimiento promedio al INTA Jinotepe, 26 al INTA Canela, 30 al INTA Masatepe, y 34 al DOR 364. En el sistema con fertilizante 15 genotipos superaron en rendimiento promedio al DOR 364, 31 al INTA Jinotepe, 33 al INTA Canela y 46 al INT A Masatepe. Según la eficiencia en la absorción de fósforo y nitrógeno nativo y respuesta a aplicaciones de fertilizante se identifican 1 2 genotipos eficientes con respuesta, l3 genotipos eficientes sin respuesta, 11 genotipos ineficientes con respuesta y 13 genotipos ineficientes sin respuesta.

Actitud natural y actitud fenomenológica

Resumen: La fenomenología de Husserl toma como punto de partida el problema del conocimiento con el fin de reformular la idea de una filosofía como ciencia estricta que aspira en última instancia a establecer una vida éticamente buena sobre bases racionales. Tiene que enfrentarse para ello con las cuestiones del comienzo de la filosofía y de su método. Ambas exigen tener en cuenta la distinción entre la actitud natural y la actitud propiamente filosófica porque la epojé que abre el camino a la reducción fenomenológica requiere advertir, tematizar y suspender la validez de la actitud natural. En la primera sección del artículo se deslindan los rasgos esenciales de las actitudes y se distinguen tipos generales de actitudes. A continuación se muestra, en la segunda sección, a la actitud natural como el fondo o suelo de todas las actitudes especiales y se delinean sus caracteres más sobresalientes. En la tercera sección, por último, se contrasta esta actitud natural básica con la actitud fenomenológica en conexión con el modo como Descartes comprende las cuestiones del comienzo y del método. Con ello se retorna al planteo de la filosofía como conocimiento en vistas a una renovación ética de la vida espiritual a fin de precisar por qué el paso de la actitud natural a la actitud fenomenológica es la condición necesaria para poder abandonar la instalación ingenua sobre el suelo incuestionado del mundo.

Ley natural, diálogo social y convicciones creyentes

Resumen: El artículo plantea una lectura transversal del Documento de la Comisión Teológica Internacional, titulado “En busca de una ética universal: una nueva mirada sobre la ley natural” de tal manera que, a partir del reconocimiento de una ley natural que subyace a toda norma, se procura mostrar cómo esa convicción no impide la participación de los cristianos en el diálogo social. El autor señala las paradojas a las que conduce la ética de la discusión y el lugar de la discusión pública como estímulo para alcanzar la verdad. Enfatiza la importancia del amor a la verdad como condición necesaria para que una sociedad sea noble y respetable. Considera el lugar del diálogo y el consenso y la existencia de una verdad última que la inteligencia puede captar en el marco de un sano pluralismo. También aborda la relación entre este pluralismo y las religiones y su contribución al debate público.

Evaluación de dos tipos de fertilizantes orgánicos (gallinaza y estiércol vacuno) y fertilizante mineral sobre el crecimiento y rendimiento del frijol común (Phaseolus vulgaris L.) establecido en postrera, 2001

El presente trabajo fue realizado en la Estación Experimental "La Compañía", San Marcos, Carazo, en época de postrera 2001, en suelos jóvenes de origen volcánicos. El suelo es franco-limoso con altos contenidos de potasio y deficiente en fósforo. De acuerdo a sus propiedades, este suelo puede ser considerado como adecuado para la mayoría de los cultivos. El propósito del experimento fue la evaluació de dos tipos de fertilizantes orgánicos (gallinaza,estiércol vacuno) y fertilizante mineral (fórmula completo 18-46-0), cada uno con dos niveles de aplicación (6363.6 kg/ha, 3181.8 kg/ha de gallinaza; 5227.2 kg/ha, 2613.6 kg/ha de estiércol vacuno y 136.36 kg/ Ha, 68.18 kg/ha de fertilizante mineral) en comparación con un tratamiento testigo sin aplicación de fertilizante. Las Parcelas experimentales tuvieron un tamaño de 20 m 2. La variedad evaluada fue DOR 364 De frijol común. Se utilizó un diseño unifactorial de bloques completos al azar (B.C.A.) con siete tratamientos y cuatro repeticiones. La variables evaluadas fueron: altura de planta, promedio de hojas por planta, área foliar, promedio de ramas por planta, altura de inserción de la primera vaina, promedio de vainas por planta, promedio de granos por vaina, peso de cien granos y rendimiento en kg/ha. Los datos se procesaron usando análisis de varianza (ANDEVA), y se utilizó la prueba de rangos múltiples de Tukey al 0.05% de margen de error, se realizó un análisis químico de suelo y análisis económico para evaluar la rentabilidad de los tratamientos y de esta forma ofrecer alternativas económicas a pequeños y medianos productores. Los resultados obtenidos indican que bajo la aplicación de fertilizante orgánico (gallinaza en dosis alta) y fertilizante mineral en dosis alta, se obtuvieron los mejores resultados para las diferentes variables evaluadas a excepción de promedio de ramas por planta, vainas por planta, granos por vaina y peso de cien granos. El mayor rendimiento se obtuvo en el tratamiento con aplicación de fertilizante mineral dosis alta con 2845.19 kg/ha, seguido por el tratamiento con fertilizante mineral en dosis media con 2606.06 kg/ha, lo cual indica que haciendo un buen manejo de la fertilización se obtienen buenos resultados o sea que si aumentamos las dosis de aplicación del fertilizante se produce un aumento de los costos de producción. El análisis económico indica que el tratamiento mineral en dosis media resulto ser el más rentable.