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[EN] The main objective of this Thesis is the development, design and implementation of an experimental test rig to obtain the acoustic characterization of mufflers and other elements of the exhaust line of internal combustion engines in the presence of mean flow. It has also been carried out a review of the models typically found in the literature for characterizing absorbent materials and perforated surfaces. Next, it has been studied the different indices representing the acoustic response of mufflers, and has been selected as most suitable index the transmission loss. First, a theoretical study of the governing equations of the acoustic phenomenon in ducts in the presence of mean flow has been carried out. Also, a review of the typical models found in the literature for characterizing absorbent materials and perforated surfaces has been achieved. Next, several indexes that represent the acoustic behavior of exhausts mufflers has been studied and the transmission loss has been selected as the most suitable. The matrix representation has been introduced through the plane wave model. It provides the acoustic characterization of the devices on the exhaust line. This representation allows obtaining the acoustic characterization of the complete exhaust line by multiplying the matrices that represent each element. Due to the limitation on frequency range of the one-dimensional theory, the numerical solution of the classical convective wave equation, that governs the acoustic phenomenon, has been obtained by means of the finite element method. The method has been particularized for axisymmetric geometries as the prototypes used. It has also been studied how to apply different boundary conditions to force acoustic velocity, the modeling of a perforated surface or an anechoic termination. The numerical solution obtained by the finite element method has been used to compare with experimental measurements. Furthermore, a detailed study of experimental techniques frequently used in the measurement of acoustic parameters has been carried out and an assessment of each indicating its suitability has been done for its use in the presence of mean flow analyzing advantages and disadvantages. As conclusion of the analysis it has been determined that the most interesting technique is the two microphones method. The original procedure contains some aspects associated which imply difficulties in the implementation in the presence of mean flow, such as the installation of an anechoic termination for the direct determination of the transmission loss and the excess time requirement for obtaining the same parameter using the alternative procedure which involves performing two separate tests. The experimental technique developed, based on the two microphones method, allows to carry out the two independent tests required simultaneously removing the need of an anechoic termination and reducing test time significantly. This aspect is especially critical in the presence mean flow because the environmental variables can change quickly. Finally, it has been implemented the experimental set-up designed and equipped it of the required instrumentation to measure environmental parameters and the acoustical signals. The validation of the developed technique has been carried out by obtaining the poles of the transfer matrix of a straight duct with uniform cross section that are available in the bibliography, with different values of mean flow. It has obtained the transmission loss for different types of exhaust mufflers, achieving in all cases satisfactory results. / [ES] El objetivo principal de esta Tesis es el desarrollo, diseño e implementación de un sistema experimental que permita obtener la caracterización acústica de silenciadores y otros elementos de la línea escape de motores de combustión en presencia de flujo medio. Para ello, en primer lugar, se ha hecho un estudio teórico de las ecuaciones que gobiernan el fenómeno acústico en conductos en presencia de flujo medio. También se ha llevado a cabo una revisión de los modelos que habitualmente se encuentran en la literatura para la caracterización de superficies perforadas y materiales absorbentes. A continuación, se han estudiado los diferentes índices que representan la respuesta acústica de silenciadores de escape, y se ha seleccionado como más conveniente el índice de pérdidas de transmisión. A través del modelo de onda plana se ha introducido la representación matricial que proporciona la caracterización acústica de los dispositivos presentes en la línea de escape. Dicha representación permite obtener la caracterización acústica de la línea de escape completa por multiplicación de las matrices que representan cada elemento. Debido a la limitación en frecuencia de la teoría unidimensional, se presenta el método de elementos finitos para la resolución numérica de la ecuación de ondas convectiva clásica que gobierna el fenómeno acústico. Se ha particularizado para geometrías con simetría de revolución como son los prototipos ensayados. También se ha abordado la aplicación de distintas condiciones de contorno para forzar una condición de velocidad acústica determinada, la modelización de una superficie perforada o de un extremo final anecoico. La solución numérica obtenida mediante el método de elementos finitos se ha empleado para comparar las medidas experimentales. Además, se ha llevado a cabo un estudio pormenorizado de las técnicas experimentales habitualmente empleadas en la medida de parámetros acústicos y se ha hecho una valoración de cada una de ellas indicando su idoneidad para la aplicación en presencia de flujo medio, analizando ventajas e inconvenientes. Del análisis llevado a cabo se ha determinado que la técnica más interesante es el método de los dos micrófonos. Dicha técnica lleva asociados aspectos que suponen una dificultad para su implementación en presencia de flujo medio, en concreto, la necesidad de disponer de un final anecoico para la obtención directa del índice de pérdidas de transmisión y el exceso de tiempo necesario para obtener el mismo parámetro mediante dos ensayos independientes. La técnica experimental desarrollada, basada en el método de los dos micrófonos, permite llevar a cabo los dos ensayos independientes necesarios de forma simultánea eliminando la necesidad de disponer de un final anecoico y reduciendo considerablemente el tiempo de ensayo. Esta ventaja está especialmente indicada en presencia de flujo medio debido a que las variables ambientales pueden cambiar con rapidez. Finalmente, se ha implementado el dispositivo experimental diseñado y se ha dotado la línea de la instrumentación necesaria para la medida de parámetros ambientales y el registro de señales acústicas. La validación de la técnica desarrollada se ha llevado a cabo en base a la obtención de los polos de la matriz de transferencia de un conducto de sección uniforme, disponibles en la bibliografía, con distintos valores de flujo medio. Con este montaje, se ha obtenido el índice de pérdidas de transmisión para distintas tipologías de silenciadores de escape, logrando en todos los casos resultados satisfactorios. / [CA] L'objectiu principal d'esta Tesi és el desenvolupament, disseny i implementació d'un sistema experimental que permeta obtindre la caracterització acústica de silenciadors i altres elements de la línia d'escapament de motors de combustió en presència de flux mig. Per això, en primer lloc, s'ha fet un estudi teòric de les equacions que governen el fenomen acústic en conductes amb presència de flux mig. També s'ha dut a terme una revisió dels models que habitualment es troben en la literatura per a la caracterització de superfícies perforades i materials absorbents. A continuació, s'han estudiat els diferents índexs que representen la resposta acústica de silenciadors d'escapament i s'ha seleccionat com més convenient l'índex de pèrdues de transmissió. A través del model d'ona plana s'ha introduït la representació matricial que proporciona la caracterització acústica dels dispositius presents en la línia d'escapament. Tal representació permet obtindre la caracterització acústica de la línia d'escapament completa per multiplicació de les matrius que representen cada element. A causa de la limitació en freqüència de la teoria unidimensional, es presenta el mètode d'elements finits per a la resolució numèrica de l'equació d'ones convectiva clàssica que governa el fenomen acústic. S'ha particularitzat per a geometries amb simetria de revolució com són els prototips assajats. També s'ha abordat l'aplicació de distintes condicions de contorn per a forçar una condició de velocitat acústica determinada, la modelització d'una superfície perforada o d'un extrem final anecoic. La solució numèrica obtinguda per mitjà del mètode d'elements finits s'ha empleat per a comparar les mesures experimentals. A més, s'ha dut a terme un estudi detallat de les tècniques experimentals habitualment empleades en la mesura de paràmetres acústics i s'ha fet una valoració de cada una d'elles indicant la seua idoneïtat per a l'aplicació en presència de flux mig, analitzant avantatges i inconvenients. De l'anàlisi dut a terme s'ha determinat que la tècnica més interessant és el mètode dels dos micròfons. Tal tècnica porta associats aspectes que suposen una dificultat per a la seua implementació en presència de flux mig, en concret, la necessitat de disposar d'un final anecoic per a l'obtenció directa de l'índex de pèrdues de transmissió i l'excés de temps necessari per a obtindre el mateix paràmetre per mitjà de dos assajos independents. La tècnica experimental desenvolupada, basada en el mètode dels dos micròfons, permet dur a terme els dos assajos independents necessaris de forma simultània eliminant la necessitat de disposar d'un final anecoic i reduint considerablement el temps d'assaig. Este avantatge està especialment indicat amb presència de flux mig pel fet que les variables ambientals poden canviar amb rapidesa. Finalment, s'ha implementat el dispositiu experimental dissenyat i s'ha dotat la línia de la instrumentació necessària per a la mesura de paràmetres ambientals i el registre de senyals acústics. La validació de la tècnica desenvolupada s'ha dut a terme basant-se en l'obtenció dels pols de la matriu de transferència d'un conducte de secció uniforme, disponibles en la bibliografia, amb distints valors de flux mig. S'ha obtingut l'índex de pèrdues de transmissió per a distintes tipologies de silenciadors d'escapament, aconseguint en tots els casos resultats satisfactoris. / Pedrosa Sanchez, AM. (2015). Desarrollo de herramientas experimentales para la caracterización acústica de silenciadores en presencia de flujo medio [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/52028

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En la presente Tesis Doctoral se estudió la degradación de una mezcla de ocho compuestos fenólicos mediante diferentes procesos de oxidación avanzada. Se trataron mediante proceso foto-Fenton solar donde aplicando un diseño experimental tipo Doehlert se determinó que el proceso se puede extender hasta valores por encima de pH 2.8, probablemente debido a la formación de complejos del hierro con los compuestos fenólicos. En el tratamiento mediante ozono y la combinación de ozono con luz se estudió el efecto que la concentración de contaminante, el pH y la dosis de ozono tienen sobre el proceso. En general, la combinación del ozono con la luz resultó más eficaz en los casos más desfavorables, es decir, aquellos en los que la dosis de ozono era baja y/o el pH más ácido. La mineralización resultó ser superior en la combinación de ozono con luz y se alcanzó la detoxificación de las muestras en ambos ensayos. Se analizó la toxicidad mediante diferentes bioensayos, resultando el compuesto 2,4-dinitrofenol ser el más toxico para todos los ensayos. Para la monitorización de los contaminantes en los tratamientos, se midieron matrices de Excitación/Emisión (EMM) de fluorescencia. En el caso del proceso foto-Fenton, a los 12 minutos, todos los cromóforos habían desaparecido. En el tratamiento con ozono, se observa la aparición de nuevos cromóforos cuya intensidad va disminuyendo con el tiempo de tratamiento sin llegar a desaparecer por completo. Se han realizado matrices de Excitación/Emisión (EEMs) para estudiar la posible formación de complejos entre sustancias tipo húmicas (STH) y el hierro, así como los posibles cambios experimentados a lo largo del proceso foto-Fenton. Mediante análisis de factores paralelos (PARAFAC) se identificaron tres componentes. Se determinó la constante de estabilidad de los componentes con el Fe(III) a diferentes valores de pH, obteniéndose el máximo para pH 5. Los experimentos fotoquímicos empleando STH y Fe(III), en presencia y ausencia de H2O2, mostraron la dependencia del pH de los componentes modelados. En vista de la capacidad de las STH aisladas a partir de residuos urbanos de actuar como complejantes del Fe, se consideró la posibilidad de emplear otro tipo de residuos como material de partida; en concreto se empleó alperujo para la extracción de STH. Se probaron diferentes condiciones de extracción, obteniéndose los mejores resultados para valores de pH elevados y tiempos de digestión largos. Se comprobó la capacidad fotocatalíca de la STH extraídas y se profundizó en el estudio de la generación de especies radicales. Demostrada la utilidad de las EEMs y PARAFAC para profundizar en el conocimiento de mezclas complejas y teniendo en cuenta la dificultad que supone la aplicación del análisis matemático, se decidió colaborar en el desarrollo de una interfaz gráfica de usuario que facilitara dicho análisis. La aplicación EEMlab facilita la carga, pretratamiento y análisis mediante PARAFAC de sets de datos muy numerosos. Se creó un ejemplo con muestras que contenían mezclas de compuestos conocidos en diferentes proporciones y se empleó EEMlab para la corrección, preprocesamiento y análisis de los datos, validando la utilidad de la aplicación. / In this Doctoral Thesis, the degradation of a mixture of eight phenolic compounds by means of different advanced oxidation processes has been studied. An experimental methodology, based in Doehlert matrixes, was employed to analyze the effect of operational parameters on photo-Fenton process, and the results show that pH range can be extended clearly above 2.8, probably due to complexation of iron with the phenolic substances. In ozonation and ozone-UVA-Vis combination, the effect of pH, ozone dose and pollutants concentration were studied. Generally, O3/UVA-Vis was more efficient only in the experiments with worst operational conditions (low ozone dose and acid pH values). However, mineralization was better for the ozone UVA-vis combination. The toxicity was monitored along the degradation processes by means of different biotoxicity assays and in all cases a good detoxification was reached, being 2,4-dinitrophenol the most toxic pollutant. In order to monitor the pollutants along the treatment, excitation emission fluorescence matrixes (EEM) were recorded. In photo-Fenton process, chromophores were destroyed at 12 min of treatment. In ozonation, new chromophores appeared and partially disappeared at the end of the treatment. To gain further insight into the complexation of humic like substances (HLS) and Fe(III) and into the possible changes of the complex along the photo-Fenton process, EEMs were recorded and analyzed by PARAFAC (PARallel Analysis FACtor). Three fluorescent components were identified in all cases. The interaction of HLS with Fe(III) was characterized by determining the stability constants of the components with Fe (III) at different pH values, which reached their highest value at pH = 5. Photochemical experiments, with and without H2O2, showed pH-dependent trends for the modeled components. Taking into account the ability of humic substances to act as iron complexing agents, the possibility of employing olive mill wastes as a source of HLS was considered. Different extractions conditions were tested and best results were obtained for high pH values and long digestion times. Photocatalytic activity of the obtained substances was proved and the generation of reactive species was further studied. EEMs and PARAFAC seems to be a useful tool to gain further insight into complex mixtures, but the mathematical analysis in not easy. Taking this into account, we decided to collaborate in the development of a graphical user interface. The EEMlab application facilitates the load, preprocess and PARAFAC analysis of big data sets. An example dataset with already know mixtures of compounds at different concentrations was created. EEMlab was used to correct, preprocess and analyze the data set in order to probe the EEMlab utility. / En la present Tesi Doctoral es va estudiar la degradació d'una mescla de huit compostos fenòlics per mitja de diversos processos d'oxidació avançada. Es van tractar pel procés foto-Fenton solar, on aplicant un disseny experimental del tipus Doehlert es va determinar que el procés es pot estendre fins un valor per damunt de pH 2.8, probablement a causa de la formació de complexes del ferro amb els compostos fenòlics. En el tractament per ozó i la combinació ozó amb llum, es va estudiar l'efecte que la concentració del contaminant, el pH i la dosi d'ozó tenen en el procés. En general, la combinació d'ozó amb llum va resultar més eficaç en els casos més desfavorables, es a dir, aquells en els quals la dosi d'ozó era baixa i/o el pH més àcid. La mineralització va resultar ser superior en la combinació d'ozó amb llum i es va aconseguir la detoxificació de les mostres en ambdós assajos. Es va analitzar la toxicitat mitjançant diferent bioassajos, resultant el compost 2,4-dinitrofenol ser el més tòxic per a tot els assajos. Per a la monitorització dels contaminants en els tractaments, es mesuraren matrius de Excitació/Emissió (EEMs) de fluorescència. En el cas del procés foto-Fenton, als 12 minuts, tots els cromòfors havien desaparegut. En el tractament amb ozó, va observar-se l'aparició de nous cromòfors, la intensitat dels quals va disminuint amb el temps de tractament, sense arribar a desaparèixer completament. Es van realizar matrius de Excitació/Emissió (EMMs) per estudiar la possible formació de complexes entre les substàncies tipus húmiques (STH) i el ferro, així com els possibles canvis experimentats al llarg del procés foto-Fenton. Mitjançant l'anàlisi de factors paral·lels (PARAFAC) s'identificaren tres components. Es va determinar la constant de estabilitat dels components amb el Fe(III) a diferents valors de pH, obtenint-se'n el màxim per a un pH de 5. Els experiments fotoquímics empleant STH i Fe(III), en presència i absència de H2O2, mostraren la dependència amb el pH dels components modelats. En vista de la capacitat de les STH aïllades de residus orgànics urbans d'actuar com complexants del ferro, es va considerar la possibilitat d'utilitzar un altre tipus de residu com material de partida; concretament s'empleà el residu sòlid generat en l'obtenció de l'oli d'oliva en un procés en dos fases (pinyolada) per a l'extracció de STH. Es van provar diferents condicions d'extracció, obtenint-se'n els millors resultats per a valors de pH elevats i temps de digestió llargs. Es va comprovar la capacitat fotocatalítica de les STH extretes i es va profundizar en l'estudi de la generació d'espècies radicalàries. Demostrada la utilitat de les EMMs i PARAFAC per a aprofundir en el coneixement de mescles complexes i comptant amb la dificultat que suposa l'aplicació de l'anàlisi matemàtic, es va decidir colaborar en el desenvolupament d'una interfície gràfica d'usuari que facilitarà l'anàlisi. L'aplicació EMMlab facilita la càrrega, pretractament i anàlisi mitjançant PARAFAC de sets de dades molt nombrosos. Es va crear un exemple amb mostres que contenien mescles de compostos coneguts en diferents proporcions i es va emprar EEMlab per a la correcció, preprocessament i anàlisi de les dades, validant la utilitat de l'aplicació / García Ballesteros, S. (2017). DESARROLLO DE NUEVAS ESTRATEGIAS BASADAS EN LA INTEGRACIÓN DE PROCESOS FOTOQUÍMICOS SOLARES CON OTRAS TÉCNICAS AVANZADAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES COMPLEJAS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/95602

La presente tesis doctoral, con el título "Fotoquímica de Sistemas Areno/Olefina", se centra en el campo de la fotoquímica dentro de la disciplina de la Química Orgánica. Más concretamente, el objetivo de la misma ha sido el estudio de la fotoquímica y la fotofísica de sistemas bicromofóricos que contienen un fenol y/o una anilina, junto con una olefina. Esto se ha llevado a cabo mediante la síntesis y caracterización de los sustratos a estudiar. Tras la irradiación de los mismos, se identificaron los productos formados, empleando las técnicas usuales dentro del campo de la cromatografía (GC-MS y HPLC), de la espectroscopía (1H-RMN, 13C-RMN y experimentos de NOE, IR, UV-visible y fluorescencia en estado estacionario y resuelta en el tiempo). Ya que encontrar un hilo conductor entre las partes que componen esta tesis resulta complicado, se ha optado por la presentación de los resultados por artículos para facilitar el seguimiento de los mismos. Los capítulos tratan sobre la fotogeneración de metiluros de o-quinonas a partir de o-cicloalquenilfenoles, sobre la caracterización de complejos intramoleculares NH/ de derivados de la 2-alilanilina en el estado fundamental y excitado, sobre la fotogeneración y reactividad de los 1,n-difenil-1,n-azabirradicales, y sobre el aumento de la reactividad en sistemas polifuncionales OH/NH/ a través de una transferencia de electrón-protón acoplada en el estado excitado. Se han realizado cálculos teóricos DFT, que soportan y han permitido explicar los mecanismos propuestos en base a los datos experimentales. / Leo Blasco, EA. (2006). Fotoquímica de sistemas Areno/Olefina [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1838

Las guías coaxiales se emplean frecuentemente en la alimentación e interconexión de un elevado número de dispositivos de microondas y ondas milimétricas utilizados en numerosas aplicaciones prácticas (filtros, diplexores, multiplexores, etc.). Por ello, la caracterización rigurosa y eficiente de la excitación coaxial de dispositivos implementados en tecnología guiada es un tema de investigación muy importante que ha sido tratado ampliamente en la literatura técnica. Sin embargo, el número de contribuciones que se dedican a investigar este tema desde un punto de vista multimodal es realmente reducido. El objetivo fundamental de este trabajo consiste en la caracterización multimodal eficiente de la excitación coaxial de dispositivos implementados en guía rectangular utilizando el método BI-RME (Boundary Integral - Resonant Mode Expansion) 3D. En concreto, en este trabajo se caracterizan dos tipos de configuraciones ampliamente utilizadas en la práctica: la excitación coaxial clásica, y la excitación coaxial en configuración colineal. Este último tipo de excitación se emplea comúnmente en los denominados filtros en configuración comb-line, los cuales también son objeto de investigación en el presente trabajo. En particular, se ha desarrollado una herramienta de análisis y diseño muy eficiente desde un punto de vista computacional que permite caracterizar de forma precisa este tipo de filtros. Otro de los objetivos del presente trabajo es el análisis y el diseño de uniones en guía rectangular compensadas con postes conductores de geometría cilíndrica utilizando la técnica BI-RME 3D. Las uniones diseñadas (codos rectos, uniones en T, uniones T mágica y uniones turnstile) presentan una respuesta eléctrica óptima y, además, el trabajo desarrollado demuestra que la posición relativa del poste en la estructura es un parámetro de diseño muy importante que no se había considerado previamente en la literatura técnica dedicada a este tema. / San Blas Oltra, ÁA. (2008). Análisis y diseño de dispositivos pasivos de microondas y milimétricas en guía de ondas con excitación coaxial [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8308