Setting the preheating and steady-state operation of electronic ballasts, considering electrodes of hot-cathode fluorescent lamps

This paper presents a new methodology for the adjustment of the preheating process and steady-state operation of electronic ballasts intended for hot-cathode fluorescent lamps. The classical series-resonant parallel-loaded half-bridge inverter is the power stage analyzed in this paper. In addition, the preheating process is based on the imposition of a constant rms current through the electrodes, in order to provide a proper value of the R-h/R-c ratio before the lamp start. According to the proposed methodology, it is possible to set suitable operating points for, the electronic ballast, considering optimal conditions for the lamps electrodes. Therefore, the proposed methodology for setting the preheating and steady-state operation is a complete platform to the design of electronic ballasts for hot-cathode fluorescent lamps.

Instant preheating mechanism and ultrahigh energy cosmic rays

Top-down models assume that the still unexplained ultrahigh energy cosmic rays (UHECR's) are the decay products of superheavy particles. Such particles may have been produced by one of the post-inflationary reheating mechanisms and may account for a fraction of the cold dark matter. In this paper, we assess the phenomenological applicability of the simplest instant preheating framework not to describe a reheating process, but as a mechanism to generate relic supermassive particles as possible sources of UHECR's. We use cosmic ray flux and cold dark matter observational data to constrain the parameters of the model.

Model for electrodes' filaments of hot cathode fluorescent lamps, during preheating with constant rms current

This paper presents a new model for the representation of electrodes' filaments of hot-cathode fluorescent lamps, during preheating processes based on the injection of currents with constant root mean square (rms) values. The main improvement obtained with this model is the prediction of the R-h/R-c ratio during the preheating process, as a function of the preheating time and of the rms current injected in the electrodes. Using the proposed model, it is possible to obtain an estimate of the time interval and the current that should be provided by the electronic ballast, in order to ensure a suitable preheating process. is estimate of time and current can be used as input data in the design of electronic ballasts with programmed lamp start, permitting the prediction of the R-h/R-c ratio during the initial steps of the design (theoretical analysis and digital simulation). Therefore, the use of the proposed model permits to reduce the necessity of several empirical adjustments in the prototype, in order to set the operation of electronic ballasts during the preheating process. This fact reduces time and costs associated to the global design procedure of electronic ballasts.

Preheating in quintessential inflation

We perform a numerical study of the preheating mechanism of particle production in models of quintessential inflation and compare it with the usual gravitational production mechanism. We find that even for a very small coupling between the inflaton field and a massless scalar field, g ≳ 10 -6, preheating dominates over gravitational particle production. Reheating temperatures in the range 10 4 ≲ T rh ≲ 10 15 GeV can be easily obtained. © 2003 Published by Elsevier B.V.

Setting the preheating process of electronic ballasts for hot-cathode fluorescent lamps, considering the Rh/Rc ratio

This paper presents a new model for the representation of the electrodes filaments of fluorescent lamps, during their preheating, and an analysis capable to guide the design of the preheating process in electronic ballasts. The main improvement obtained with the lamp model is the accurate theoretical reproduction of the behavior of the Rh/Rc ratio during the preheating process. In addition, using the proposed methodology based on the lamp model, it is possible to set a proper preheating process to the electrodes filaments, without the necessity of exhaustive empirical adjustments in the prototype, reducing time and costs involved in the design of ballasts with preheating capabilities. © 2006 IEEE.

Bond Strength of Multicomponent White Cast Iron Coatings Applied by HVOF Thermal Spray Process

Multicomponent white cast iron is a new alloy that belongs to system Fe-C-Cr-W-Mo-V, and because of its excellent wear resistance it is used in the manufacture of hot rolling mills rolls. To date, this alloy has been processed by casting, powder metallurgy, and spray forming. The high-velocity oxyfuel process is now also considered for the manufacture of components with this alloy. The effects of substrate, preheating temperature, and coating thickness on bond strength of coatings have been determined. Substrates of AISI 1020 steel and of cast iron with preheating of 150 A degrees C and at room temperature were used to apply coatings with 200 and 400 mu m nominal thickness. The bond strength of coatings was measured with the pull-off test method and the failure mode by scanning electron microscopic analysis. Coatings with thickness of 200 mu m and applied on substrates of AISI 1020 steel with preheating presented bond strength of 87 +/- A 4 MPa.

Evaluation of pathogenic potential of Aeromonas spp. strains using in vitro methodologies

Dissertation to obtain a Master Degree in Molecular Genetics and Biomedicine

Hyperthermia and maximal oxygen uptake in men and women.

To compare the effect of hyperthermia on maximal oxygen uptake (VO2max) in men and women, VO2max was measured in 11 male and 11 female runners under seven conditions involving various ambient temperatures (Ta at 50% RH) and preheating designed to manipulate the esophageal (Tes) and mean skin (Tsk) temperatures at VO2max. The conditions were: 25 degrees C, no preheating (control); 25, 35, 40, and 45 degrees C, with exercise-induced preheating by a 20-min walk at approximately 33% of control VO2max; 45 degrees C, no preheating; and 45 degrees C, with passive preheating during which Tes and Tsk were increased to the same degree as at the end of the 20-min walk at 45 degrees C. Compared to VO2max (l x min(-1)) in the control condition (4.52+/-0.46 in men, 3.01+/-0.45 in women), VO2max in men and women was reduced with exercise-induced or passive preheating and increased Ta, approximately 4% at 35 degrees C, approximately 9% at 40 degrees C and approximately 18% at 45 degrees C. Percentage reductions (7-36%) in physical performance (treadmill test time to exhaustion) were strongly related to reductions in VO2max (r=0.82-0.84). The effects of hyperthermia on VO2max and physical performance in men and women were almost identical. We conclude that men and women do not differ in their thermal responses to maximal exercise, or in the relationship of hyperthermia to reductions in VO2max and physical performance at high temperature. Data are reported as mean (SD) unless otherwise stated.

Analytical expressions for the flame front speed in the downward combustion of thin solid fuels and comparison to experiments

We derive analytical expressions for the propagation speed of downward combustion fronts of thin solid fuels with a background flow initially at rest. The classical combustion model for thin solid fuels that consists of five coupled reaction-convection-diffusion equations is here reduced into a single equation with the gas temperature as the single variable. For doing so we apply a two-zone combustion model that divides the system into a preheating region and a pyrolyzing region. The speed of the combustion front is obtained after matching the temperature and its derivative at the location that separates both regions.We also derive a simplified version of this analytical expression expected to be valid for a wide range of cases. Flame front velocities predicted by our analyticalexpressions agree well with experimental data found in the literature for a large variety of cases and substantially improve the results obtained from a previous well-known analytical expression

Experimental Use of Calcium Magnesium Acetate, HR-253, 1983

The Iowa Department of Transportation Materials Laboratory personnel announced in early 1982 a process to produce a road deicer consisting of sand grains coated with calcium magnesium acetate (CMA). From that point forward the Iowa DOT began searching for a means of economically producing CMA to their concept. During 1983 and 1984 the first attempts devised for commercially producing CMA were attempted by the W.G. Block Company, Davenport, Iowa, under Iowa Highway Research Board Project HR-253. This first attempt at commercially producing CMA was accomplished by the use of concrete transit mixer equipment. Even though this procedure proved successful in the batch mixing of CMA, the need for higher production rates to reduce the cost per ton still existed. During the fall of 1984, Cedarapids Inc, Cedar Rapids, Iowa, proposed to Iowa DOT personnel the application of their technology to a continuous mixing concept for CMA. Arrangements were made for the continuous test mixing of 60 to 100 tons of CMA/sand deicer. This report covers the production effort, description and results of procedures outlined in Cedarapids Inc's proposal of September 19, 1984. The objectives of this research were: 1. To produce the CMA/sand deicer concept on a continuous mixing basis to Iowa DOT CMA concentration levels. 2. To evaluate the results of preheating the carrying vehicle (sand) prior to CMA ingredient introduction. 3. To analyze the feasibility of production equipment and procedures necessary for portable and/or stationary applications of continuous mixing concepts.

Teräsvalimon energia-analyysi

Teräksen valuprosessi kuluttaa runsaasti energiaa ja tuottaa merkittävästi lämpöä. Ylimääräinen lämpö on poistettava tuotantotiloista, sillä se sisältää yleensä myös paljon hiukkasia ja muita epäpuhtauksia. Lämmön talteenottaminen vähentää teräsvalimon energiankulutusta, mutta sen toteuttaminen ei ole ongelmatonta. Energia-analyysi selvittää yrityksen energian käytön ja tuotannon kehityksen sekä nykytilan. Analyysi pyrkii selvittämään kohteet, joissa energiaakuluu ja joissa sitä syntyy eniten. Tämä opinnäytetyö on sovellettu teollisuuden energia-analyysi, joka sisältää ehdotuksia energian käytöntehostamismahdollisuuksista ja säästömahdollisuuksista. Ehdotuksissa esitelläänviisi tärkeimmäksi katsottua ja kahdeksan muuta energiansäästökohdetta. Näiden lisäksi on annettu seitsemän ehdotusta muista tuotantoa ja energiansäästöä tukevista toimenpiteistä.

Syttyminen ja palamisen eteneminen partikkelikerroksessa

Syttymistä ja palamisen etenemistä partikkelikerroksessa tutkitaan paloturvallisuuden parantamista sekä kiinteitä polttoaineita käyttävien polttolaitteiden toiminnan tuntemista ja kehittämistä varten. Tässä tutkimuksessa on tavoitteena kerätä yhteen syttymiseen ja liekkirintaman etenemiseen liittyviä kokeellisia ja teoreettisia tutkimustuloksia, jotka auttavat kiinteäkerrospoltto- ja -kaasutus-laitteiden kehittämisessä ja suunnittelussa. Työ on esitutkimus sitä seuraavalle kokeelliselle ja teoreettiselle osalle. Käsittelyssä keskitytään erityisesti puuperäisiin polttoaineisiin. Hiilidioksidipäästöjen vähentämistavoitteet sekä kiinteiden jätteiden energiakäytön lisääminen ja kaatopaikalle viennin vähentäminen aiheuttavat lähitulevaisuudessa kerrospolton lisääntymistä. Kuljetusmatkojen optimoinnin takia joudutaan rakentamaan melko pieniä polttolaitoksia, joissa kerrospolttotekniikka on edullisin vaihtoehto. Syttymispisteellä tarkoitetaan Semenovin määritelmän mukaan tilaa ja ajankohtaa, jolloin polttoaineen ja hapen reaktioissa muodostuva nettoenergia aikayksikössä on yhtäsuuri kuin ympäristöön siirtyvä nettoenergiavirta. Itsesyttyminen tarkoittaa syttymistä ympäristön lämpötilan tai paineen suurenemisen seurauksena. Pakotettu syttyminen tapahtuu, kun syttymispisteen läheisyydessä on esimerkiksi liekki tai hehkuva kiinteä kappale, joka aiheuttaa paikallisen syttymisen ja syttymisrintaman leviämisen muualle polttoaineeseen. Kokeellinen tutkimus on osoittanut tärkeimmiksi syttymiseen ja syttymisrintaman etenemiseen vaikuttaviksi tekijöiksi polttoaineen kosteuden, haihtuvien aineiden pitoisuuden ja lämpöarvon, partikkelikerroksen huokoisuuden, partikkelien koon ja muodon, polttoaineen pinnalle tulevan säteilylämpövirran tiheyden, kaasun virtausnopeuden kerroksessa, hapen osuuden ympäristössä sekä palamisilman esilämmityksen. Kosteuden lisääntyminen suurentaa syttymisenergiaa ja -lämpötilaa sekä pidentää syttymisaikaa. Mitä enemmän polttoaine sisältää haihtuvia aineita sitä pienemmässä lämpötilassa se syttyy. Syttyminen ja syttymisrintaman eteneminen ovat sitä nopeampia mitä suurempi on polttoaineen lämpöarvo. Kerroksen huokoisuuden kasvun on havaittu suurentavan palamisen etenemisnopeutta. Pienet partikkelit syttyvät yleensä nopeammin ja pienemmässä lämpötilassa kuin suuret. Syttymisrintaman eteneminen nopeutuu partikkelien pinta-ala - tilavuussuhteen kasvaessa. Säteilylämpövirran tiheys on useissa polttosovellutuksissa merkittävin lämmönsiirtotekijä, jonka kasvu luonnollisesti nopeuttaa syttymistä. Ilman ja palamiskaasujen virtausnopeus kerroksessa vaikuttaa konvektiiviseen lämmönsiirtoon ja hapen pitoisuuteen syttymisvyöhykkeellä. Ilmavirtaus voi jäähdyttää ja kuumankaasun virtaus lämmittää kerrosta. Hapen osuuden kasvaminen nopeuttaa syttymistä ja liekkirintaman etenemistä kunnes saavutetaan tila, jota suuremmilla virtauksilla ilma jäähdyttää ja laimentaa reaktiovyöhykettä. Palamisilman esilämmitys nopeuttaa syttymisrintaman etenemistä. Syttymistä ja liekkirintaman etenemistä kuvataan yleensä empiirisillä tai säilyvyysyhtälöihin perustuvilla malleilla. Empiiriset mallit perustuvat mittaustuloksista tehtyihin korrelaatioihin sekä joihinkin tunnettuihin fysikaalisiin lainalaisuuksiin. Säilyvyysyhtälöihin perustuvissa malleissa systeemille määritetään massan, energian, liikemäärän ja alkuaineiden säilymisyhtälöt, joiden nopeutta kuvaavien siirtoyhtälöiden muodostamiseen käytetään teoreettisella ja kokeellisella tutkimuksella saatuja yhtälöitä. Nämä mallinnusluokat ovat osittain päällekkäisiä. Pintojen syttymistä kuvataan usein säilyvyysyhtälöihin perustuvilla malleilla. Partikkelikerrosten mallinnuksessa tukeudutaan enimmäkseen empiirisiin yhtälöihin. Partikkelikerroksia kuvaavista malleista Xien ja Liangin hiilipartikkelikerroksen syttymiseen liittyvä tutkimus ja Gortin puun ja jätteen polttoon liittyvä reaktiorintaman etenemistutkimus ovat lähimpänä säilyvyysyhtälöihin perustuvaa mallintamista. Kaikissa malleissa joudutaan kuitenkin yksinkertaistamaan todellista tapausta esimerkiksi vähentämällä dimensioita, reaktioita ja yhdisteitä sekä eliminoimalla vähemmän merkittävät siirtomekanismit. Suoraan kerrospolttoa ja -kaasutusta palvelevia syttymisen ja palamisen etenemisen tutkimuksia on vähän. Muita tarkoituksia varten tehtyjen tutkimusten polttoaineet, kerrokset ja ympäristöolosuhteet poikkeavat yleensä selvästi polttolaitteiden vastaavista olosuhteista. Erikokoisten polttoainepartikkelien ja ominaisuuksiltaan erilaisten polttoaineiden seospolttoa ei ole tutkittu juuri ollenkaan. Polttoainepartikkelien muodon vaikutuksesta on vain vähän tutkimusta.Ilman kanavoitumisen vaikutuksista ei löytynyt tutkimuksia.

The effects of some variables on CO2 laser-MAG hybrid welding

The CO2-laser-MAG hybrid welding process has been shown to be a productive choice for the welding industry, being used in e.g. the shipbuilding, pipe and beam manufacturing, and automotive industries. It provides an opportunity to increase the productivity of welding of joints containing air gaps compared with autogenous laser beam welding, with associated reductions in distortion and marked increases in welding speeds and penetration in comparison with both arc and autogenous laser welding. The literature study indicated that the phenomena of laser hybrid welding are mostly being studied using bead-on-plate welding or zero air gap configurations. This study shows it very clearly that the CO2 laser-MAG hybrid welding process is completely different, when there is a groove with an air gap. As in case of industrial use it is excepted that welding is performed for non-zero grooves, this study is of great importance for industrial applications. The results of this study indicate that by using a 6 kW CO2 laser-MAG hybrid welding process, the welding speed may also be increased if an air gap is present in the joint. Experimental trials indicated that the welding speed may be increased by 30-82% when compared with bead-on-plate welding, or welding of a joint with no air gap i.e. a joint prepared as optimum for autogenous laser welding. This study demonstrates very clearly, that the separation of the different processes, as well as the relative configurations of the processes (arc leading or trailing) affect welding performance significantly. These matters influence the droplet size and therefore the metal transfer mode, which in turn determined the resulting weld quality and the ability to bridge air gaps. Welding in bead-onplate mode, or of an I butt joint containing no air gap joint is facilitated by using a leading torch. This is due to the preheating effect of the arc, which increases the absorptivity of the work piece to the laser beam, enabling greater penetration and the use of higher welding speeds. With an air gap present, air gap bridging is more effectively achieved by using a trailing torch because of the lower arc power needed, the wider arc, and the movement of droplets predominantly towards the joint edges. The experiments showed, that the mode of metal transfer has a marked effect on gap bridgeability. Transfer of a single droplet per arc pulse may not be desirable if an air gap is present, because most of the droplets are directed towards the middle of the joint where no base material is present. In such cases, undercut is observed. Pulsed globular and rotational metal transfer modes enable molten metal to also be transferred to the joint edges, and are therefore superior metal transfer modes when bridging air gaps. It was also found very obvious, that process separation is an important factor in gap bridgeability. If process separation is too large, the resulting weld often exhibits sagging, or no weld may be formed at all as a result of the reduced interaction between the component processes. In contrast, if the processes are too close to one another, the processing region contains excess molten metal that may create difficulties for the keyhole to remain open. When the distance is optimised - i.e. a separation of 0-4 mm in this study, depending on the welding speed and beam-arc configuration - the processes act together, creating beneficial synergistic effects. The optimum process separation when using a trailing torch was found to be shorter (0-2 mm) than when a leading torch is used (2-4 mm); a result of the facilitation of weld pool motion when the latter configuration is adopted. This study demonstrates, that the MAG process used has a strong effect on the CO2-laser-MAG hybrid welding process. The laser beam welding component is relatively stable and easy to manage, with only two principal processing parameters (power and welding speed) needing to be adjusted. In contrast, the MAG process has a large number of processing parameters to optimise, all of which play an important role in the interaction between the laser beam and the arc. The parameters used for traditional MAG welding are often not optimal in achieving the most appropriate mode of metal transfer, and weld quality in laser hybrid welding, and must be optimised if the full range of benefits provided by hybrid welding are to be realised.

Lujien terästen hitsauksen kehittäminen

Työn teoriaosuudessa käsitellään lujia hitsattavia teräksiä sekä niiden hitsauksessa huomioitavia erityispiirteitä. Työssä esitellään hitsattavuuden arviointiin kehitettyjä teoreettisia menetelmiä sekä otetaan kantaa hitsauksen suoritustekniikkaan ja lisäainevalintaan. Myös lujien terästen hitsauksessa tyypilliset hitsausvirheet on käsitelty tässä työssä. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin metsäteknologian tuotteita valmistavan metalliyrityksen käyttämien lujien terästen hitsattavuus ja hitsauksen esivalmistelujen tarpeellisuus. Kokeelliseen osioon kuului myös sopivan lisäainelangan valinta sekä tarkempaan tarkasteluun valitun esimerkkituotteen hitsien laadun selvittäminen. Tutkimuksissa käytettyjä menetelmiä olivat makro- ja mikrohietutkimus, hitsausliitoksen poikittainen vetokoe, Vickersin kovuuskoe ja murtokoe. Tarkasteluissa peilautuu myös hitsauksen automatisoinnin vaikutukset lujien terästen hitsaukseen. Kokeellisessa osiossa huomattiin nuorrutettujen terästen pehmeneminen liian suurella lämmöntuonnilla. Termomekaanisesti valssatut teräkset ovat paremmin hitsattavissa kuin nuorrutetut ja karkaistut teräkset. Kyseessä olevassa yrityksessä hitsattavien materiaalien paksuudet ovat pääsääntöisesti niin ohuita, ettei korotettua työlämpötilaa tarvita. Alilujat lisäaineet soveltuvat hitsauslisäaineeksi tuotantokäyttöön muutamia tuotekohtaisia poikkeuksia lukuun ottamatta.

Optimization of energy in a pulp mill

This study presents examination of ways to increase power generation in pulp mills. The main purpose was to identify and verify the best ways of power generation growth. The literature part of this study presented operation of energy pulp mill departments, energy consumption and generation by the recovery and power boilers. The second chapter of this part described the main directions for increase of electricity generation rise of black liquor dry solid content, increase of main steam parameters, flue gas heat recovery technologies, feed water and combustion air preheating. The third chapter of the literature part presented possible technical, environment and corrosion risks appeared from described alternatives. In the experimental part of this study, calculations and results of possible models with alternatives was presented. The possible combinations of alternatives were generated in 44 `models of energy pulp mill. The target of this part was define extra electricity generation after alternatives using and estimate profitability of generated models. The calculations were made by computer programme PROSIM. In the conclusions, the results were estimated on the basis of extra electricity generation and equipment design data of models. The profitability of cases was verified by their payback periods and additional incomes.