The object of this thesis is a graphic based interface to endoreversible thermodynamics. It is meant to enable the user to visually create endoreversible systems and add the properties of the system by choosing features from a list and in form of equations. Then an equation system is built and the power output and efficiency of the endoreversible system is calculated and plotted. To illustrate the functions of the interface, some examples of heat and chemical engines are discussed.

In this thesis we study embeddings of spaces of functions defined on Carnot- Carathéodory spaces. Main results of this work consist of conditions for Sobolev- type embeddings of higher order between rearrangement-invariant spaces. In a special case when the underlying measure space is the so-called X-PS domain in the Heisenberg group we obtain full characterization of a Sobolev embedding. The next set of main results concerns compactness of the above-mentioned em- beddings. In these cases we obtain sufficient conditions. We apply the general results to important particular examples of function spaces. In the final part of the thesis we present a new algorithm for approximation of the least concave majorant of a function defined on an interval complemented with the estimate of the error of such approximation. 1

The first aim of this PhD Thesis is devoted to the study of geodesic distances defined on a subdomain of a Carnot group, which are bounded both from above and from below by fixed multiples of the Carnot–Carathéodory distance. Then one shows that the uniform convergence, on compact sets, of these distances can be equivalently characterized in terms of Gamma-convergence of several kinds of variational problems. Moreover, it investigates the relation between the class of intrinsic distances, their metric derivatives and the sub-Finsler convex metrics defined on the horizontal bundle. The second purpose is to obtain the integral representation of some classes of local functionals, depending on a family of vector fields, that satisfy a weak structure assumption. These functionals are defined on degenerate Sobolev spaces and they are assumed to be not translations-invariant. Then one proves some Gamma-compactness results with respect to both the strong topology of L^p and the strong topology of degenerate Sobolev spaces.

Nous étudions les propriétés métriques locales des ensembles de niveau des applicationshorizontalement différentiables entre des groupes de Carnot, c'est-à-dire différentiable par rapport à la structure sous-riemannienne intrinsèque.Nous considérons des applications dont la différentielle horizontale est surjective,et notre étude peut être vue comme une généralisation du théorème des fonctions implicites pour les groupes de Carnot.Tout d'abord, nous présentons deux notions de tangence dans les groupes de Carnot:la première basée sur la condition de platitude au sens de Reifenberg et la deuxième issue de l'analyse convexe classique.Nous montrons que dans les deux cas, l'espace tangent à un ensemble de niveau coïncide avec le noyau de la différentielle horizontale.Nous montrons que cette condition de tangence caractérise en fait les ensembles de niveaudits ‘co-abéliens', c'est-à-dire ceux pour lesquels l'espace d'arrivée est abélien, et qu'une telle caractérisation n'est pas vraie en général.Ce résultat sur les espaces tangents a plusieurs conséquences remarquables.La plus importante est que la dimension de Hausdorff des ensembles de niveau est celle à laquelle l'on s'attend.Nous montrons également la connectivité locale des ensembles de niveau, et le fait que les ensembles de niveau de dimension 1 sont topologiquement des arcs simples.Pour les ensembles de niveau de dimension 1 nous trouvons une formule de l'aire qui permet d'exprimer la mesure de Hausdorff en termes d'intégrales de Stieltjes généralisées.Ensuite, nous menons une étude approfondie du cas particulier des ensembles de niveau dans les groupes d'Heisenberg.Nous montrons que les ensembles de niveau sont topologiquement équivalents à leurs espaces tangents.Il s'avère que la mesure de Hausdorff des ensembles de niveau de codimension élevée est souvent irrégulière, étant, par exemple, localement nulle ou infinie.Nous présentons une condition simple de régularité supplémentaire pour une application pour assurer la régularité au sens d'Ahlfors des ses ensembles de niveau.Parmi d'autres résultats, nous obtenons une nouvelle caractérisation généraledes graphes Lipschitziens associés à une décomposition en produit semi-direct d'un groupe de Carnot.Nous traitons, en particulier, le cas des groupes de Carnot dont le nombre de stratesest plus grand que $2$.Cette caractérisation nous permet de déduire une nouvelle caractérisation des ensemblesde niveau co-abéliens qui admettent une représentation en tant que graphe. / Metric properties of level sets of differentiable maps on Carnot groupsAbstract.We investigate the local metric properties of level sets of mappings defined between Carnot groups that are horizontally differentiable, i.e.with respect to the intrinsic sub-Riemannian structure. We focus on level sets of mapping having a surjective differential,thus, our study can be seen as an extension of implicit function theorem for Carnot groups.First, we present two notions of tangency in Carnot groups: one based on Reifenberg's flatness condition and another coming from classical convex analysis.We show that for both notions, the tangents to level sets coincide with the kernels of horizontal differentials.Furthermore, we show that this kind of tangency characterizes the level sets called ``co-abelian'', i.e.for which the target space is abelian andthat such a characterization may fail in general.This tangency result has several remarkable consequences.The most important one is that the Hausdorff dimension of the level sets is the expected one. We also show the local connectivity of level sets and, the fact that level sets of dimension one are topologically simple arcs.Again for dimension one level set, we find an area formula that enables us to compute the Hausdorff measurein terms of generalized Stieltjes integrals.Next, we study deeply a particular case of level sets in Heisenberg groups. We show that the level sets in this case are topologically equivalent to their tangents.It turns out that the Hausdorff measure of high-codimensional level sets behaves wildly, for instance, it may be zero or infinite.We provide a simple sufficient extra regularity condition on mappings that insures Ahlfors regularity of level sets.Among other results, we obtain a new general characterization of Lipschitz graphs associated witha semi-direct splitting of a Carnot group of arbitrary step.We use this characterization to derive a new characterization of co-ablian level sets that can be represented as graphs.

This thesis explores the heat transfer characteristics of a packed bed thermal energy storage device through the development of a 3D model in COMSOL Multiphysics. The model is based on a laboratory-scale device consisting of an aluminum box filled with sand, which acts as the thermal storage medium. The medium is heated using two resistance heaters that are embedded into the sand. The heaters are raised to approximately 500°C during the experiment. Three thermocouples placed in the sand record the temperature during charging, thus generating a time-dependent temperature curve at three points. The model simulates this experimental system, and the resulting temperature distribution is compared to the experimental data to assess the model validity. To determine the temperature throughout the storage system at all times, the model solves the heat equation. The density and heat capacity of the sand are measured and added to the model. The model uses the effective medium technique to estimate the thermal conductivity of the sand. A secondary model is developed in Excel to calculate the effective thermal conductivity using twelve different correlations, and the results are compared. The Zehner-Bauer correlation with an added Damköhler radiation term predicted an effective thermal conductivity of 0.218 W/(m·K) at 25°C and 0.451 W/(m·K) at 500°C, with slightly exponential growth due to the influence of thermal radiation. When these values for conductivity are applied to the COMSOL model, there is strong agreement (average percent error < 5%) with the experimental temperature distributions. A parametric study is performed, and shows that increasing grain size and emissivity could increase the thermal conductivity by making use of the exponential growth of thermal radiation. The model serves as a design and learning tool, and a starting point for improving the performance of the thermal energy storage system. / Detta examensarbete undersöker värmeöverföringsegenskaperna hos en termisk energilagringsenhet med packad bädd genom utveckling av en 3D-modell i COMSOL Multiphysics. Modellen är baserad på en enhet i laboratorieskala som består av en aluminiumlåda fylld med sand, som fungerar som det termiska lagringsmediet. Mediet värms upp med hjälp av två motståndsvärmare som är inbäddade i sanden. Värmeelementen höjs till ca 500°C under experimentet. Tre termoelement placerade i sanden registrerar temperaturen under laddningen och genererar på så sätt en tidsberoende temperaturkurva i tre punkter. Modellen simulerar detta experimentella system, och den resulterande temperaturfördelningen jämförs med experimentella data för att bedöma modellens giltighet. För att bestämma temperaturen i hela lagringssystemet vid alla tidpunkter löser modellen värmeekvationen. Sandens densitet och värmekapacitet mäts och läggs till i modellen. Modellen använder den effektiva mediumtekniken för att uppskatta sandens värmeledningsförmåga. En sekundär modell utvecklas i Excel för att beräkna den effektiva värmeledningsförmågan med hjälp av tolv olika korrelationer, och resultaten jämförs. Zehner-Bauer korrelationen med en tillagd Damköhler strålningsterm förutsade en effektiv värmeledningsförmåga på 0,218 W/(m·K) vid 25°C och 0,451 W/(m·K) vid 500°C, med en något exponentiell tillväxt på grund av påverkan från värmestrålning. När dessa värden för konduktivitet tillämpas på COMSOL-modellen finns det en stark överensstämmelse (genomsnittligt procentuellt fel < 5%) med de experimentella temperaturfördelningarna. En parametrisk studie har utförts som visar att ökad kornstorlek ock emissivitet kan öka värmeledningsförmågan genom att utnyttja den exponentiella tillväxten av värmestrålning. Modellen fungerar som ett design- och inlärningsverktyg och som en utgångspunkt för att förbättra prestandan hos det termiska energilagringssystemet.

Ce mémoire s'organise autour de deux cadres d'étude : d'une part, celui des espaces symétriques riemanniens non compacts X = G/K, pour lesquels nous prouvons un encadrement optimal et global en les variables d'espace et de temps, du noyau de la chaleur associé à l'opérateur de Laplace-Beltrami L ; d'autre part, dans le cas d'un groupe de Lie semi-simple G, nous montrons que tous les sous-laplaciens sur G qui induisent l'action de L sur X = G/K présentent des analogies avec L vis-à-vis de l'équation de la chaleur : le bas de leur spectre L^2 est le même, les distances de Carnot-Carathéodory associées sont comparables à la métrique riemannienne sur X et, surtout, les noyaux de la chaleur sont tous comparables (en temps grand) au noyau de la chaleur sur X. Nous en déduisons en particulier des encadrements très précis des noyaux de la chaleur dans ce cadre, ainsi que des fonctions de Green correspondantes.

This thesis deals with design is condensing steam turbines burning fossil fuels with nominal capacity of the generator of 250 MW with steam reheating and regenerative eight uncontrolled extraction points. The turbine consists of two bodies: a combined high-intermediate pressure section and low pressure parts with dual way outlet down into the water-cooled condenser. Work includes calculating thermal scheme for 100% and 75% capacity, specific heat consumption calculation and design of the flow HP-MP body. Further strength control and basic engineering design of high-medium- work completed by longitudinal section. Achievements are at the end of work compared with work 3a and the conclusion summarizes the advantages and disadvantages of the concept.

Vid industriell produktion så uppstår värme vilken inte till fullo kan utnyttjas varför en viss mängd värme blir kvar som restvärme. Företagen inom industrin strävar efter att minska eller ytterligare utnyttja restvärmen och den energin som denna innehåller. Idag är det vanligaste användningsområdet i Sverige för restvärme från industrin att denna används i närliggande fjärrvärmenät. Ibland finns inte denna möjlighet eller är begränsad i sin omfattning. Ett alternativ för svensk industri skulle kunna vara att producera elektricitet av denna restvärme. Denna rapport är ett examensarbete för KTH i samarbete med företaget Climeon. Syftet med arbetet är att undersöka möjligheterna kring elproduktion av restvärme från svensk industri. Climeon är ett företag som utvecklar en process där elektricitet produceras från en värmekälla vid låga temperaturer, 70-120°C. Processen har många fördelar gentemot de alternativ som finns idag för elproduktion inom motsvarande temperaturintervall. Ett användningsområde för Climeons teknik kan därför vara industrins restvärme om värmen återfinns i lämpligt temperaturintervall och form. En undersökning av några utvalda branscher inom svensk industri har därför utförts med syftet att kartlägga deras förekomst av restvärme samt deras synsätt och attityd kring restvärmeutnyttjande. Visst fokus har även lagts på att undersöka attityder kring elproduktion av restvärme hos svensk industri. Undersökningen utfördes i två delar; en enkät som skickades ut samt en intervju som utfördes på telefon. Totalt omfattade undersökningen 17 företag och sju branscher. För varje bransch redovisas deras restvärme, procentuellt fördelad inom olika temperaturintervall, samt deras interna och externa användning av restvärme. För varje företag redovisas grad av mognad samt en mindre bedömning kring branschens potential för elproduktion av restvärme. Generellt för alla branscher redovisas den procentuella fördelningen av restvärmen, deras synsätt och attityd, drivkrafter och organisering kring energifrågor. Från industrins perspektiv har en analys för fyra alternativ för användning av restvärme utförts; Göra ingenting, Intern Användning, Fjärrvärme samt Elproduktion. Baserat på dessa analyser har sedan fyra branscher identifierats med potential att producera elektricitet från sin restvärme. Branscherna Pappers- och Massaindustrin samt Stål- och Metallindustrin bedöms ha god potential att producera elektricitet från restvärme, medan potentialen bedöms som tämligen god hos branscherna Kemisk Industri samt Övrig Processindustri.

After conquering Belgium and the Rhineland in 1794, the French Army of the Sambre and Meuse faced severe logistical, disciplinary, and morale problems that signaled the erosion of its capabilities. The army’s degeneration resulted from a revolution in French foreign policy designed to conquer the natural frontiers, a policy often falsely portrayed as a diplomatic tradition of the French monarchy. In fact, the natural frontiers policy – expansion to the Rhine, the Pyrenees, and the Alps – emerged only after the start of the War of the First Coalition in 1792. Moreover, the pursuit of natural frontiers caused more controversy than previously understood. No less a figure than Lazare Carnot – the Organizer of Victory – viewed French expansion to the Rhine as impractical and likely to perpetuate war. While the war of conquest provided the French state with the resources to survive, it entailed numerous unforeseen consequences. Most notably, the Revolutionary armies became isolated from the nation and displayed more loyalty to their commanders than to the civilian authorities. In 1797, the Sambre and Meuse Army became a political tool of General Lazare Hoche, who sought control over the Rhineland by supporting the creation of a Cisrhenan Republic. Ultimately, troops from Hoche’s army removed Carnot from the French Directory in the coup d’état of 18 fructidor, a crucial benchmark in the militarization of French politics two years before Napoleon Bonaparte’s seizure of power. Accordingly, the conquest of the Rhine frontier contributed to the erosion of democratic governance in Revolutionary France.

This work will be focused on issue of a jet engine. The thesis will be divided into search retrieval part and computational part. In the search retrieval part it will focus on different configurations of jet engines as well as areas of their use. The main part of the thesis will however focus on a calculations where a turbine, compressor and an exhaust nozzle will be designed in order to give a thrust of approximately 1kN. Next step will be determination of an engine charcteristic that will give us a preview on how the engine performance will look like in off-design modes.