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Windback seals work similarly to labyrinth seals except for the effect of helical groove. These seals are essentially a tooth on stator or tooth on rotor labyrinth seal where the grooves are a continuous helical cut like a thread. Windback seals are used in centrifugal gas compressor to keep oil out of the gas face seal area. These face seals cannot be contaminated by oil. A purge gas is applied to the seal to help force the oil back into the bearing area. The windback seal should be designed to prevent any oil contamination into the supply plenum and to reduce purge gas leakage. The CFD simulations have been performed with the effect of clearance, tooth width, cavity shape, shaft rotation, eccentricity, and tooth location on the seal leakage performance and the flow field inside the seal. The leakage flow rate increases with increasing the pressure differential, rotor speed, radial clearance, cavity size, and shaft diameter and with decreasing the tooth width. The eccentricity has a minimal effect for the windback seal. From oil simulations, the windback seal with 25% rotor eccentricity has some of the journal bearing action and drives back flow into the gas plenum. However the windback seal can be used to force the oil back into the bearing side before starting the compressor by applying a purge gas flow since the positive axial velocity inside the cavity is larger than the negative axial velocity. m A Rw cav & / ? is constant for varying shaft rotation since the leakage flow rate for the windback seal increases linearly as the the rotor speed increases. The leakage flow rate for the windback seal increases as the groove size increases due to the pumping action of the windback seal. A windback seal design based upon the numerical simulations that minimize gas leakage and help prevent gas face seal oil contamination was optimized. The windback seal has two leakage flow paths. Since the leakage flow rate under teeth of windback seals is the same as for a similar geometry labyrinth seal, the flow under the teeth can be predicted by two-dimensional labyrinth seal analysis. An empirical model for the leakage rate through the cavity has been developed which fits the data with a standard deviation of 0.12.

Seals are considered one of the important flow elements of a turbomachinery device. Traditional labyrinth seals have proven their performance functionality by reducing leakage rates. Significant improvements on labyrinth seal functionality were obtained through altering the design geometry of labyrinth seals to prevent contamination across a seal and maintaining small leakage flowrates. This results in a windback seal that has only one tooth which continuously winds around the shaft like a screw thread. These seals are used in gas compressors to isolate the gas face seal from bearing oil. A purge gas is passed through the seal into the bearing housing. The helical design allows the seal to clear itself of any oil contamination. Windback seal performance is controlled through changing the seal geometry. A 2D graphical design tool for calculating the total and cavity leakage flowrates for windback seals is introduced. The effectiveness of the Fluent CFD (Computational Fluid Dynamics) commercial code to accurately predict the leakage rate for windback seals was evaluated. The objective is to determine if CFD simulations can be used along with a few experimental tests to study windback seals of this design with air as the working fluid. Comparison of measurement and predictions for a windback seal using the κ-ε turbulence model with enhanced wall treatment functions show predictions and measurements comparing very well with a maximum difference of 5% for leakage rate. Similarly, the leakage rate of the tested smooth seal compares favorably with two dimensional CFD predictions, with a difference of 2%-11% and 8%-15% using laminar and κ-ε turbulent flow models, respectively. The variation of leakage with shaft speed and pressure ratio across the seals is accurately predicted by the CFD simulations. Increasing the rotor speed to 15000 rpm increases the measured leakage flowrate for the windback seal by 2% at high differential pressure and 4.5% at low differential pressure, and decreases it by 10 % for the smooth seal. The effects of seal clearance, tooth pitch, cavity depth and the tooth number of starts on leakage flowrate, velocity and pressure distributions were studied numerically for three differential pressures and four rotor speeds.

Teeröl verarbeitende Betriebe, Gaswerke und Altablagerungen mit Gaswerksrückständen haben in der Vergangenheit eine Vielzahl lang andauernder Boden- und Grundwasserkontaminationen verursacht. Natürliche Abbauprozesse (NA) haben sich zur Reduktion der Schadstofffrachten bereits an vielen Standorten als wirksam erwiesen, wobei bisher in erster Linie Standorte mit stationären Grundwasserfließbedingungen betrachtet wurden. Deutschlandweit existieren jedoch viele Industrieanlagen und Altstandorte in der Nähe großer Flüsse, da über die Flüsse kostengünstig Ausgangsmaterialien an- und Produkte abtransportiert werden konnten. Die Nähe zum Fließgewässer sorgt hierbei an vielen Standorten für instationäre Grundwasserfließ- und Redoxbedingungen. In dieser Studie wurden erstmals die Auswirkungen instationärer Bedingungen auf NA-Prozesse untersucht. Am Beispiel eines ehemaligen Gaswerks und drei Vergleichsstandorten wurden anhand von Grundwasseruntersuchungen das Schadstoffspektrum umfassend analysiert, die Auswirkungen der instationären Bedingungen auf Schadstoffkonzentrationen und Redoxbedingungen untersucht, sowie in Abbauversuchen in Labormikrokosmen der mikrobiologische Abbau teerölbürtiger Schadstoffe unter instationären Bedingungen nachgewiesen. Die Anbindung des Grundwasserleiters an das Oberflächengewässer und dessen Einfluss auf Grundwasserfließverhalten und Redoxbedingungen wurden mithilfe engmaschiger Beprobungen und einer Multiparametersonde belegt. Grundwasserproben des Standorts wurden mittels GC MS auf insgesamt mehr als 100 teerölbürtige Verbindungen untersucht. Neben den routinemäßig an teerölbelasteten Standorten untersuchten BTEX-Aromaten und EPA-PAK wurde eine Vielzahl weiterer mono- und polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe, kurzkettiger Alkylphenole sowie insbesondere heterozyklischer Kohlenwasserstoffe (NSO-HET) analysiert. Zusätzlich zu den EPA-PAK und BTEX-Aromaten erwiesen sich Indan und Inden, sowie viele NSO-HET als besonders relevant. Schadensherdnah sind dies vor allem Chinolin, 2-Methylchinolin, Dibenzothiophen, Benzofuran und Dibenzofuran, im weiteren Abstrom werden insbesondere 2,4 und 2,6-Dimethylchinolin, 3- und 5-Methylbenzothiophen, 2- und 3-Methylbenzofuran sowie 2-Methyldibenzofuran nachgewiesen. Auf Basis der Felddaten (Schadstoffe, Toxizität, Redoxzonierung) und der mikrobiologischen Abbauversuche im Labor wurden natürliche mikrobiologische Abbauprozesse unter wechselnden Redoxbedingungen nachgewiesen und erstmals die Wirksamkeit von natürlichen Abbauprozessen auch unter instationären Bedingungen gezeigt. Die gewonnenen Erkenntnisse können bei der Bearbeitung anderer Standorte mit instationären Bedingungen eingesetzt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass sich periodische Wechsel der Redoxverhältnisse, verbunden mit dem Eintrag von Sauerstoff in einen Grundwasserleiter, ausgesprochen günstig auf den Schadstoffabbau und damit die Länge einer Schadstofffahne auswirken können. Für Standorte mit instationären Grundwasserfließverhältnissen ist die Frage relevant, ob und wie weit sich mit der Fließrichtungsumkehr tatsächlich auch die Redoxverhältnisse im Grundwasserleiter ändern und ob es zum Beispiel zu einem Eintrag von Sauerstoff kommt. Durch kontinuierliche Messungen mit Hilfe einer Multiparametersonde über den Zeitraum von zwei Jahren konnte der Eintrag von Sauerstoff in Zeiten mit erhöhten Rheinwasserständen nachgewiesen werden. In Abhängigkeit hierzu ändert sich auch das Redoxpotential. Der Nachweis des periodischen Eintrags von Sauerstoff in den Grundwasserleiter ist von besonderer Bedeutung. Zum einen konnte durch Abbauversuche die schnelle aerobe Umsetzung vieler am Standort gemessenen Substanzen nachgewiesen werden. Zusätzlich kann der in den Grundwasserleiter eingetragene Sauerstoff genutzt werden, um reduziertes Eisen(ll) wieder zu oxidieren. Das so entstandene dreiwertige Eisen steht den Mikroorganismen dann wieder als Elektronen-akzeptor zur Verfügung. Die Bedeutung von Eisen(lll) als Elektronenakzeptor wurde ebenfalls anhand von Labormikrokosmen nachgewiesen. Die günstigen Auswirkungen instationärer Redoxbedingungen sind demnach anhand von Feld- und Labordaten belegt. Auch hinsichtlich des Parameterumfangs der an teerölkontaminierten Standorten relevanten Schadstoffe wurden durch das erweiterte Schadstoffspektrum wichtige Erkenntnisse gewonnen, welche unmittelbar auf andere Standorte übertragbar sind.

Teeröl verarbeitende Betriebe, Gaswerke und Altablagerungen mit Gaswerksrückständen haben in der Vergangenheit eine Vielzahl lang andauernder Boden- und Grundwasserkontaminationen verursacht. Natürliche Abbauprozesse (NA) haben sich zur Reduktion der Schadstofffrachten bereits an vielen Standorten als wirksam erwiesen, wobei bisher in erster Linie Standorte mit stationären Grundwasserfließbedingungen betrachtet wurden. Deutschlandweit existieren jedoch viele Industrieanlagen und Altstandorte in der Nähe großer Flüsse, da über die Flüsse kostengünstig Ausgangsmaterialien an- und Produkte abtransportiert werden konnten. Die Nähe zum Fließgewässer sorgt hierbei an vielen Standorten für instationäre Grundwasserfließ- und Redoxbedingungen. In dieser Studie wurden erstmals die Auswirkungen instationärer Bedingungen auf NA-Prozesse untersucht. Am Beispiel eines ehemaligen Gaswerks und drei Vergleichsstandorten wurden anhand von Grundwasseruntersuchungen das Schadstoffspektrum umfassend analysiert, die Auswirkungen der instationären Bedingungen auf Schadstoffkonzentrationen und Redoxbedingungen untersucht, sowie in Abbauversuchen in Labormikrokosmen der mikrobiologische Abbau teerölbürtiger Schadstoffe unter instationären Bedingungen nachgewiesen. Die Anbindung des Grundwasserleiters an das Oberflächengewässer und dessen Einfluss auf Grundwasserfließverhalten und Redoxbedingungen wurden mithilfe engmaschiger Beprobungen und einer Multiparametersonde belegt. Grundwasserproben des Standorts wurden mittels GC MS auf insgesamt mehr als 100 teerölbürtige Verbindungen untersucht. Neben den routinemäßig an teerölbelasteten Standorten untersuchten BTEX-Aromaten und EPA-PAK wurde eine Vielzahl weiterer mono- und polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe, kurzkettiger Alkylphenole sowie insbesondere heterozyklischer Kohlenwasserstoffe (NSO-HET) analysiert. Zusätzlich zu den EPA-PAK und BTEX-Aromaten erwiesen sich Indan und Inden, sowie viele NSO-HET als besonders relevant. Schadensherdnah sind dies vor allem Chinolin, 2-Methylchinolin, Dibenzothiophen, Benzofuran und Dibenzofuran, im weiteren Abstrom werden insbesondere 2,4 und 2,6-Dimethylchinolin, 3- und 5-Methylbenzothiophen, 2- und 3-Methylbenzofuran sowie 2-Methyldibenzofuran nachgewiesen. Auf Basis der Felddaten (Schadstoffe, Toxizität, Redoxzonierung) und der mikrobiologischen Abbauversuche im Labor wurden natürliche mikrobiologische Abbauprozesse unter wechselnden Redoxbedingungen nachgewiesen und erstmals die Wirksamkeit von natürlichen Abbauprozessen auch unter instationären Bedingungen gezeigt. Die gewonnenen Erkenntnisse können bei der Bearbeitung anderer Standorte mit instationären Bedingungen eingesetzt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass sich periodische Wechsel der Redoxverhältnisse, verbunden mit dem Eintrag von Sauerstoff in einen Grundwasserleiter, ausgesprochen günstig auf den Schadstoffabbau und damit die Länge einer Schadstofffahne auswirken können. Für Standorte mit instationären Grundwasserfließverhältnissen ist die Frage relevant, ob und wie weit sich mit der Fließrichtungsumkehr tatsächlich auch die Redoxverhältnisse im Grundwasserleiter ändern und ob es zum Beispiel zu einem Eintrag von Sauerstoff kommt. Durch kontinuierliche Messungen mit Hilfe einer Multiparametersonde über den Zeitraum von zwei Jahren konnte der Eintrag von Sauerstoff in Zeiten mit erhöhten Rheinwasserständen nachgewiesen werden. In Abhängigkeit hierzu ändert sich auch das Redoxpotential. Der Nachweis des periodischen Eintrags von Sauerstoff in den Grundwasserleiter ist von besonderer Bedeutung. Zum einen konnte durch Abbauversuche die schnelle aerobe Umsetzung vieler am Standort gemessenen Substanzen nachgewiesen werden. Zusätzlich kann der in den Grundwasserleiter eingetragene Sauerstoff genutzt werden, um reduziertes Eisen(ll) wieder zu oxidieren. Das so entstandene dreiwertige Eisen steht den Mikroorganismen dann wieder als Elektronen-akzeptor zur Verfügung. Die Bedeutung von Eisen(lll) als Elektronenakzeptor wurde ebenfalls anhand von Labormikrokosmen nachgewiesen. Die günstigen Auswirkungen instationärer Redoxbedingungen sind demnach anhand von Feld- und Labordaten belegt. Auch hinsichtlich des Parameterumfangs der an teerölkontaminierten Standorten relevanten Schadstoffe wurden durch das erweiterte Schadstoffspektrum wichtige Erkenntnisse gewonnen, welche unmittelbar auf andere Standorte übertragbar sind.

Denna studie syftar på att undersöka hur Sveriges myndigheter arbetar med krishantering med fokus på oljeutsläpp till havs. Tidigare forskning visar att Sverige har ett fungerande nätverk när det kommer till krishantering (Pålsson m.fl. 2018), men i det tvärsektionella arbetet brister Sverige i sin hantering. En definierad och strukturerad ledningskultur behövs för att spara tid, för att undvika okunskap och felinformation vid krishantering som exempelvis vid oljeutsläpp. Genom innehållsanalyser av utvärderingar från två tidigare oljepåslag, Fu Shan Hai i Ystad, 2003 och Golden Trader i Tjörn, 2011 samt semistrukturerade intervjuer med berörda aktörer vid händelsen av Marco Polo’s grundstötningar i Sölvesborg, 2023 har processerna analyserats och jämförts. Med berörda aktörer syftar denna studie på myndigheter, kommuner och organisationer som verkar och samarbetar runt händelser som exempelvis oljeutsläpp. Genom en sammanvägd analys kom det fram att samverkan i händelsen med Marco Polo har förbättrats, dock förekommer brister inom kommunikation och statlig satsning för krishantering till havs, och behöver utvecklas vidare. / This study aims to examine how Swedish authorities work with crisis management, with a focus on oil spills at sea. Previous research indicates that Sweden has an effective network for crisis management (Pålsson et al., 2018), but shortcomings exist in its cross-sectional work. A defined and structured leadership culture is needed to save time, and to avoid ignorance and misinformation during crisis management, such as in the event of oil spills. By conducting content analyses of evaluations from two previous oil spills, Fu Shan Hai in Ystad, 2003, and Golden Trader in Tjörn, 2011, as well as semi-structured interviews with relevant stakeholders involved in the Marco Polo grounding in Sölvesborg, 2023, the processes were analyzed and compared. By relevant stakeholders, this study refers to authorities, municipalities, and organizations that operate and collaborate around events such as oil spills. The comprehensive analysis revealed that cooperation during the Marco Polo incident has improved; however, deficiencies in communication and state investment in maritime crisis management persist and need further development.