987 resultados para idrocarburi non convenzionali, shale gas, approvvigionamenti energetici, olio non convenzionale
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"April 1969."
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"December 1968."
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Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06
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La riduzione dei consumi di combustibili fossili e lo sviluppo di tecnologie per il risparmio energetico sono una questione di centrale importanza sia per l’industria che per la ricerca, a causa dei drastici effetti che le emissioni di inquinanti antropogenici stanno avendo sull’ambiente. Mentre un crescente numero di normative e regolamenti vengono emessi per far fronte a questi problemi, la necessità di sviluppare tecnologie a basse emissioni sta guidando la ricerca in numerosi settori industriali. Nonostante la realizzazione di fonti energetiche rinnovabili sia vista come la soluzione più promettente nel lungo periodo, un’efficace e completa integrazione di tali tecnologie risulta ad oggi impraticabile, a causa sia di vincoli tecnici che della vastità della quota di energia prodotta, attualmente soddisfatta da fonti fossili, che le tecnologie alternative dovrebbero andare a coprire. L’ottimizzazione della produzione e della gestione energetica d’altra parte, associata allo sviluppo di tecnologie per la riduzione dei consumi energetici, rappresenta una soluzione adeguata al problema, che può al contempo essere integrata all’interno di orizzonti temporali più brevi. L’obiettivo della presente tesi è quello di investigare, sviluppare ed applicare un insieme di strumenti numerici per ottimizzare la progettazione e la gestione di processi energetici che possa essere usato per ottenere una riduzione dei consumi di combustibile ed un’ottimizzazione dell’efficienza energetica. La metodologia sviluppata si appoggia su un approccio basato sulla modellazione numerica dei sistemi, che sfrutta le capacità predittive, derivanti da una rappresentazione matematica dei processi, per sviluppare delle strategie di ottimizzazione degli stessi, a fronte di condizioni di impiego realistiche. Nello sviluppo di queste procedure, particolare enfasi viene data alla necessità di derivare delle corrette strategie di gestione, che tengano conto delle dinamiche degli impianti analizzati, per poter ottenere le migliori prestazioni durante l’effettiva fase operativa. Durante lo sviluppo della tesi il problema dell’ottimizzazione energetica è stato affrontato in riferimento a tre diverse applicazioni tecnologiche. Nella prima di queste è stato considerato un impianto multi-fonte per la soddisfazione della domanda energetica di un edificio ad uso commerciale. Poiché tale sistema utilizza una serie di molteplici tecnologie per la produzione dell’energia termica ed elettrica richiesta dalle utenze, è necessario identificare la corretta strategia di ripartizione dei carichi, in grado di garantire la massima efficienza energetica dell’impianto. Basandosi su un modello semplificato dell’impianto, il problema è stato risolto applicando un algoritmo di Programmazione Dinamica deterministico, e i risultati ottenuti sono stati comparati con quelli derivanti dall’adozione di una più semplice strategia a regole, provando in tal modo i vantaggi connessi all’adozione di una strategia di controllo ottimale. Nella seconda applicazione è stata investigata la progettazione di una soluzione ibrida per il recupero energetico da uno scavatore idraulico. Poiché diversi layout tecnologici per implementare questa soluzione possono essere concepiti e l’introduzione di componenti aggiuntivi necessita di un corretto dimensionamento, è necessario lo sviluppo di una metodologia che permetta di valutare le massime prestazioni ottenibili da ognuna di tali soluzioni alternative. Il confronto fra i diversi layout è stato perciò condotto sulla base delle prestazioni energetiche del macchinario durante un ciclo di scavo standardizzato, stimate grazie all’ausilio di un dettagliato modello dell’impianto. Poiché l’aggiunta di dispositivi per il recupero energetico introduce gradi di libertà addizionali nel sistema, è stato inoltre necessario determinare la strategia di controllo ottimale dei medesimi, al fine di poter valutare le massime prestazioni ottenibili da ciascun layout. Tale problema è stato di nuovo risolto grazie all’ausilio di un algoritmo di Programmazione Dinamica, che sfrutta un modello semplificato del sistema, ideato per lo scopo. Una volta che le prestazioni ottimali per ogni soluzione progettuale sono state determinate, è stato possibile effettuare un equo confronto fra le diverse alternative. Nella terza ed ultima applicazione è stato analizzato un impianto a ciclo Rankine organico (ORC) per il recupero di cascami termici dai gas di scarico di autovetture. Nonostante gli impianti ORC siano potenzialmente in grado di produrre rilevanti incrementi nel risparmio di combustibile di un veicolo, è necessario per il loro corretto funzionamento lo sviluppo di complesse strategie di controllo, che siano in grado di far fronte alla variabilità della fonte di calore per il processo; inoltre, contemporaneamente alla massimizzazione dei risparmi di combustibile, il sistema deve essere mantenuto in condizioni di funzionamento sicure. Per far fronte al problema, un robusto ed efficace modello dell’impianto è stato realizzato, basandosi sulla Moving Boundary Methodology, per la simulazione delle dinamiche di cambio di fase del fluido organico e la stima delle prestazioni dell’impianto. Tale modello è stato in seguito utilizzato per progettare un controllore predittivo (MPC) in grado di stimare i parametri di controllo ottimali per la gestione del sistema durante il funzionamento transitorio. Per la soluzione del corrispondente problema di ottimizzazione dinamica non lineare, un algoritmo basato sulla Particle Swarm Optimization è stato sviluppato. I risultati ottenuti con l’adozione di tale controllore sono stati confrontati con quelli ottenibili da un classico controllore proporzionale integrale (PI), mostrando nuovamente i vantaggi, da un punto di vista energetico, derivanti dall’adozione di una strategia di controllo ottima.
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The U.S. Department of Energy (DOE) needs a design basis to properly design a PJM and ventilation systems for the Waste Treatment Plant vessels. In order to meet DOE's needs for proper ventilation and PJM design technologies, Florida International University's Hemispheric Center for Environmental Technology (FIU-HCET) has studied the properties for gas holdup in selected non Newtonian fluids with physicochemical properties comparable to nuclear waste. The primary purpose of this research was to study the holdup properties of selected non - Newtonian simulants and quantify the level of gas holdup in selected simulants using continuous argon injection in five gallons vessel. Gas holdup tests involved the injection of gas bubbles in simulant waste in scaled prototypic vessels. The holdup was measured as a function of injection rate in the vessel. Tests were performed with both Laponite, Clay 12%, Clay 27% and Qard 13.5. This work showed that the percentage of holdup was about 3% for all simulants despite the significant differences in rheology.
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This thesis examines the importance of effective stakeholder engagement that complies with the doctrines of social justice in non-renewable resources management decision-making. It uses hydraulic fracturing in the Green Point Shale Formation in Western Newfoundland as a case study. The thesis uses as theoretical background John Rawls’ and David Miller’ theory of social justice, and identifies the social justice principles, which are relevant to stakeholder engagement. The thesis compares the method of stakeholder engagement employed by the Newfoundland and Labrador Hydraulic Fracturing Review Panel (NLHFRP), with the stakeholder engagement techniques recommended by the Structured Decision Making (SDM) model, as applied to a simulated case study involving hydraulic fracturing in the Green Point Shale Formation. Using the already identified social justice principles, the thesis then developed a framework to measure the level of compliance of both stakeholder engagement techniques with social justice principles. The main finding of the thesis is that the engagement techniques prescribed by the SDM model comply more closely with the doctrines of social justice than the engagement techniques applied by the NLHFRP. The thesis concludes by recommending that the SDM model be more widely used in non- renewable resource management decision making in order to ensure that all stakeholders’ concerns are effectively heard, understood and transparently incorporated in the nonrenewable resource policies to make them consistent with local priorities and goals, and with the social justice norms and institutions.
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Nell' elaborato vengono descritti gli studi conseguiti sia a livello internazionale che nazionale riguardanti la sostenibilità e i consumi energetici dell' ambiente costruito, passando dai problemi di occupazione, crescita economica e riduzione di emissioni di gas ad effetto serra, proseguendo poi con gli obiettivi da adottare in termini anche di circular economy e industria 4.0 per arrivare ad un unico grande scenario, ovvero quello della Riqualificazione Energetica degli Edifici.
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L’aumento crescente della domanda di idrocarburi a livello mondiale ha determinato un progressivo aumento dell’estrazione “offshore” e del trasporto via mare di petrolio. In questo contesto non sono da escludersi incidenti e conseguenti sversamenti di olio in mare. Sversato sulla superficie del mare, l’olio, subisce una serie di trasformazioni chimico-fisiche che prendono il nome di “processi di weathering”. In base alla quantità di prodotto rilasciato, i rilasci di olio possono portare ad ingenti danni ambientali, minando la sopravvivenza degli ecosistemi contaminati dall’olio. La condizione di rilevante criticità ambientale prodotta da uno sversamento accidentale di olio richiede la preparazione di precisi piani di intervento. Tipicamente le azioni intraprese hanno lo scopo di attuare la riduzione della massa di olio galleggiante e di evitare lo spiaggiamento dell’olio. Il presente lavoro di tesi si colloca nell’ambito della modellazione matematica degli sversamenti superficiali di olio in mare, al fine di quantificare l’influenza delle diverse azioni di emergenza sull’olio sversato. Lo scopo della tesi è quello di testare un software denominato ROC - Response Options Calculator, per simulare i fenomeni di weathering degli sversamenti di olio in presenza di azioni di emergenza di diversa tipologia. Il lavoro di tesi è suddiviso come segue: il capitolo 1 ha un ruolo introduttivo; nel capitolo 2 è descritto in dettaglio il software ROC; nel capitolo 3 è presentata l’applicazione del codice ad un caso di studio rappresentato da una piattaforma “offshore”, per la quale sono considerati 3 differenti scenari di rilascio accidentale sulla superficie del mare, a ciascuno dei quali corrisponde una diversa risposta all’emergenza ed un diverso insieme di risorse; nello stesso capitolo è inoltre presentata l’applicazione di un’equazione per la progettazione della risposta meccanica ad uno dei rilasci del caso di studio; il capitolo 4 riporta alcune considerazioni conclusive.
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Il lavoro svolto, inizialmente, si proponeva di ricercare e approfondire gli strumenti fondamentali per il funzionamento di una sala prova, con l’obbiettivo di riunire in un unico elaborato informazioni sia sulla teoria che sul dimensionamento. A tal fine, sono stati presi in esame il ventilatore cella, l’aspiratore dei gas di scarico, l’unità di trattamento aria, la torre di raffreddamento e gli scambiatori di calore. Successivamente, l’attività di tesi si è focalizzata sulla creazione di un modello tramite Microsoft Excel che, in base ai dati di partenza selezionati, restituisse un dimensionamento delle componenti precedentemente analizzate. Questo modello è stato poi impiegato durante l’allestimento di una nuova sala di prova presso l’azienda AlmaAutomotive. La scelta delle condizioni di esercizio è stata fatta sulla base delle specifiche richieste dell’azienda. I risultati ottenuti dal modello sono stati quindi confrontati con i dati di dimensionamento presenti su preventivi richiesti ad aziende terze e con i dati di targa di apparecchiature montate su celle, analoghe a quella in realizzazione, presenti in azienda. Questo confronto, nei casi esaminati, ha evidenziato una buona correlazione. È stato inoltre creato un modello Simscape che rappresentasse il funzionamento dei due scambiatori (liquido motore e olio motore) in condizione stazionaria a regime. I risultati ottenuti dal modello sono stati paragonati con i dati ottenuti dalle formule teoriche (utilizzando Matlab): il confronto ha evidenziato che il modello Simscape è stato strutturato e definito correttamente.
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Al fine di mitigare gli impatti ambientali legati alla produzione energetica, lo sviluppo di tecnologie per l’utilizzo di carburanti carbon-free risulta essere essenziale. Si confida che la sostituzione di combustibili convenzionali con sorgenti di energia rinnovabili e bio-combustibili possa ridurre le emissioni di gas serra. Tuttavia, l’intermittenza della maggior parte delle sorgenti di energia rinnovabile comporta problemi di stoccaggio dell’energia. Pertanto, risulta necessaria l’introduzione di opportuni vettori energetici quali l’idrogeno. Nonostante l’elevata reattività dell’idrogeno, gli elevati costi per raggiungere standard di sicurezza opportuni nella fase di trasporto e stoccaggio limitano il suo uso estensivo. Per tale motivo, sono state vagliate sostanze alternative, quali l’ammoniaca, caratterizzate da processi produttivi collaudati oltreché di facile stoccaggio e trasporto. Considerando i processi produttivi di entrambe le sostanze, la possibile presenza di metano ha suggerito lo studio di miscele ternarie costituite da metano, idrogeno e ammoniaca. Sulla base di queste premesse, il presente lavoro di tesi è stato incentrato sull’analisi cinetica e sulla valutazione dei principali parametri di sicurezza di alcune miscele gassose in presenza di aria e aria arricchita. Tale analisi ha permesso una valutazione preliminare della sostenibilità delle miscele ternarie in esame al variare delle condizioni operative. Infatti, sono state quantificate le prestazioni ambientali e gli standard di sicurezza al fine di confrontare la sostenibilità e la convenienza delle alternative di processo.
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Aims. Given that in most cases just thermal pressure is taken into account in the hydrostatic equilibrium equation to estimate galaxy cluster mass, the main purpose of this paper is to consider the contribution of all three non-thermal components to total mass measurements. The non-thermal pressure is composed by cosmic rays, turbulence and magnetic pressures. Methods. To estimate the thermal pressure we used public XMM-Newton archival data of five Abell clusters to derive temperature and density profiles. To describe the magnetic pressure, we assume a radial distribution for the magnetic field, B(r) proportional to rho(alpha)(g). To seek generality we assume alpha within the range of 0.5 to 0.9, as indicated by observations and numerical simulations. Turbulent motions and bulk velocities add a turbulent pressure, which is considered using an estimate from numerical simulations. For this component, we assume an isotropic pressure, P(turb) = 1/3 rho(g)(sigma(2)(r) + sigma(2)(t)). We also consider the contribution of cosmic ray pressure, P(cr) proportional to r(-0.5). Thus, besides the gas (thermal) pressure, we include these three non-thermal components in the magnetohydrostatic equilibrium equation and compare the total mass estimates with the values obtained without them. Results. A consistent description for the non-thermal component could yield a variation in mass estimates that extends from 10% to similar to 30%. We verified that in the inner parts of cool core clusters the cosmic ray component is comparable to the magnetic pressure, while in non-cool core clusters the cosmic ray component is dominant. For cool core clusters the magnetic pressure is the dominant component, contributing more than 50% of the total mass variation due to non-thermal pressure components. However, for non-cool core clusters, the major influence comes from the cosmic ray pressure that accounts for more than 80% of the total mass variation due to non-thermal pressure effects. For our sample, the maximum influence of the turbulent component to the total mass variation can be almost 20%. Although all of the assumptions agree with previous works, it is important to notice that our results rely on the specific parametrization adopted in this work. We show that this analysis can be regarded as a starting point for a more detailed and refined exploration of the influence of non-thermal pressure in the intra-cluster medium (ICM).
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A number of fatty acid ethyl esters (FAEEs) have recently been detected in meconium samples. Several of these FAEEs have been evaluated as possible biomarkers for in utero ethanol exposure. In the present study, a method was optimized and validated for the simultaneous determination of eight FAEEs (ethyl laurate, ethyl myristate, ethyl palmitate, ethyl palmitoleate, ethyl stearate, ethyl oleate, ethyl linoleate and ethyl arachidonate) in meconium samples. FAEEs were extracted by headspace solid-phase microextraction. Analyte detection and quantification were carried out using GC-MS operated in chemical ionization mode. The corresponding D5-ethyl esters were synthesized and used as internal standards. The LOQ and LOD for each analyte were <150 and <100 ng/g, respectively. The method showed good linearity (r(2)>0.98) in the concentration range studied (LOQ -2000 ng/g). The intra- and interday imprecision, given by the RSD of the method, was lower than 15% for all FAEEs studied. The validated method was applied to 63 authentic specimens. FAEEs could be detected in alcohol-exposed newborns ( >600 ng/g cumulative concentration). Interestingly, FAEEs could also be detected in some non-exposed newborns, although the concentrations were much lower than those measured in exposed cases.