Master of Science / Department of Mechanical and Nuclear Engineering / Kirby S. Chapman / The increased emissions monitoring requirements of industrial gas turbines have created a demand for less expensive emissions monitoring systems. Typically, emissions monitoring is performed with a Continuous Emissions Monitoring System (CEMS), which monitors emissions by direct sampling of the exhaust gas. An alternative to a CEMS is a system which predicts emissions using easily measured operating parameters. This system is referred to as a Parametric Emissions Monitoring System (PEMS). A review of the literature indicates there is no globally applicable PEMS. Because of this, a PEMS that is applicable to a variety of gas turbine manufacturers and models is desired. The research presented herein includes a literature review of NOx reduction techniques, NOx production mechanisms, current PEMS research, and combustor modeling. Based on this preliminary research, a combustor model based on first-engineering principles was developed to describe the NOx formation process and relate NOx emissions to combustion turbine operating parameters. A review of available literature indicates that lean-premixed combustion is the most widely-used NOx reduction design strategy, so the model is based on this type of combustion system. A review of the NOx formation processes revealed four well-recognized NOx formation mechanisms: the Zeldovich, prompt, nitrous oxide, and fuel-bound nitrogen mechanisms. In lean-premixed combustion, the Zeldovich and nitrous oxide mechanisms dominate the NOx formation. This research focuses on combustion modeling including the Zeldovich mechanism for NOx formation. The combustor model is based on the Siemens SGT-200 combustion turbine and consists of a series of well-stirred reactors. Results show that the calculated NOx is on the same order of magnitude, but less than the NOx measured in field tests. These results are expected because the NOx calculation was based only on the Zeldovich mechanism, and the literature shows that significant NOx is formed through the nitrous oxide mechanism. The model also shows appropriate trends of NOx with respect to various operating parameters including equivalence ratio, ambient temperature, humidity, and atmospheric pressure. Model refinements are suggested with the ultimate goal being integration of the model into a PEMS.

XML-Dokumente haben sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen Datenformat für die standardisierte Übertragung von vielfältigen Informationen entwickelt. Dementsprechend gibt es einen großen Bedarf nach Speicherlösungen für XML-Daten. Neben den nativen XML-Datenbanken bieten sich aber zunehmend auch relationale Datenbanksysteme mit unterschiedlichen Ansätzen für die Speicherung der Dokumente an. Die Art der Speicherung ist jedoch nur ein Aspekt der XML-Datenhaltung - die Anwender wollen auch mit ihren gewohnten XML-Schnittstellen auf die Daten zurückgreifen. Das XMLRDB-Projekt bietet dafür ein Nummerierungsschema für XML-Knoten an, welches es erlaubt, aus den in Relationen gespeicherten Daten Strukturinformationen zu gewinnen. In dieser Diplomarbeit werden diese Informationen für eine XPath-Schnittstelle in XMLRDB genutzt, welche dadurch in der Lage ist, XPath-Anfragen nach SQL zu konvertieren und effizient deren Lösungsmenge zu bestimmen. Für diese Schnittstelle werden verschiedene Verfahren für die Umsetzung der XPath-Strukturen vorgestellt. An Hand einer Implementierung wird gezeigt, wie die Fähigkeiten von unterschiedliche Datenbanksystemen gewinnbringend in das Schema integriert werden können. Mittels eines Benchmarks findet schließlich eine Analyse der XPath-Umsetzung hinsichtlich Effizienz und Performanz statt.