The purpose of the diploma thesis is the design of condensing steam turbine for driving a compressor with mechanical power of 14,5 MW and operating speed 6800 rotations per minute on the compressor clutch. The main part is the thermodynamic calculation of the blade canal, which is verified with strength calculation to meet the requirements of the standart API 612. The next part is a basic design of gland sealing system, including a piston which is leveling the axial force with reusage of steam back to the blade canal. This thesis includes a calculation of axial and radial forces including the choice of suitable bearing, which both support the turbine. In the end there is an operating characteristics and function reliability of rising rotating speed on the total stress of blades.

The diploma work is focused to evaluation of contemporary state of sealing system solution of high speed turbine engines in the world and, newly suggesting nontraditional design of labyrinth sealing lining for turbine side of small turbojet engine, including the production technology, technical-economic classification and experimental verification.

This work deals with the use of waste materials in the development of new industrial floors. The main task of this work is to choose a suitable waste materials, and design a new material using such materials, while achieving the required physico-mechanical properties. The aim of this work is also to verify the effects of process application, suitable microfiller and final coat and propose a suitable alternative industrial floors, which would not only be in terms of economic efficiency, but also in terms of ecological suitable replacement for commercial products.

Beim Siegeln von Verpackungen können nicht-qualitätsgerechte Siegelnähte dadurch entstehen, dass sich Teile des Packguts zwischen den zu fügenden Packmittelbahnen befinden. Im Gegensatz zum konventionellen Wärmekontaktsiegeln besteht beim Ultraschallsiegeln die Möglichkeit, für jeden einzelnen Siegelvorgang Prozessdaten zu erfassen. Aus dem Bereich des Ultraschallschweißens ist bekannt, dass sich anhand dieser Daten der Prozess überwachen und dessen Güte bewerten lässt. Die vorliegende Arbeit untersucht den Informationsgehalt dieser Prozessdaten hinsichtlich störungsbehafteter Siegelnähte und leistet damit einen Beitrag zur Verbesserung der Verpackungsqualität und damit im besten Fall auch zu weniger Lebensmittelverlusten. Es wird dazu zunächst eine Systematisierung von möglichen Störprinzipen beim Siegeln hinsichtlich ihrer physikalischen Wirkprinzipe vorgenommen. Darauf aufbauend konnte ein Versuchsstand und eine Methodik zur Untersuchung der Thematik entwickelt werden. Abschließend wurden ausgewählte Störprinzipe untersucht, wobei sich ein sehr starker Packstoff- und Einfluss der Prozessführung herausstellte. Es konnte ein prinzipieller Zusammenhang zwischen Auswirkung einer Störung auf die Nahtqualität und die Prozessdaten gezeigt werden, welcher sich jedoch auf Basis der erarbeiteten Ergebnisse nicht verallgemeinern lässt.

The objective of this study was to increase the bond strength at the surface interface of a thin stainless-steel panel for structural bonding on a helicopter. To achieve this objective, six activation methods for applying the coating to the panel in the surface preparation process are presented and explored. Adhesion and roughness tests were conducted to determine which method consistently initiates the etch and improves the bond at the surface. Based on the test results, three methods proved to be effective in initiating the etch. Of the three effective methods, only one method exhibited significantly improved bond strength at the surface interface as well as consistently initiated the etch in solution. The applicability of this method is discussed, and recommendations are presented for further study.

El objetivo de este estudio fue comparar la capacidad de remoción de material de relleno entre sistemas de limas reciprocantes y rotatorios. Este fue un estudio in vitro, experimental, prospectivo. Para esta investigación se utilizaron 30 piezas dentarias, premolares inferiores, y se dividieron en 2 grupos de 15 cada uno respectivamente. El primer grupo fue tratado con la lima Easy ProDesign Logic RT y el segundo grupo con la lima R 50 del sistema Reciproc. Como resultado se obtuvo que al comparar la remoción del material de relleno entre los sistemas de limas reciprocantes y rotatorios hay un *P 0.197 indicando que no existe diferencia significativa entre ambos sistemas. Se llegó a la conclusión que los sistemas de limas rotatorias y reciprocantes no mostraron diferencias significativas a la remoción de material de relleno. los sistemas de limas rotatorias y reciprocantes no mostraron diferencias significativas a la remoción de material de relleno al ser comparadas en los tercios cervical, medio y apical. Las limas Easy ProDesign Logic RT lograron la remoción parcial del material en más de dos minutos.Y las lima R 50 del sistema Reciproc lograron la remoción parcial del material al 1-2 minutos en un 60%; mientras que, el 40% en 2 minutos a más. / The objective of this study was to compare the filler removal capacity between reciprocating and rotary file systems. This was a prospective, experimental, in vitro study. For this research, 30 teeth, lower premolars, were used and divided into 2 groups of 15 each respectively. The first group was treated with the Easy ProDesign Logic RT file and the second group with the R 50 file of the Reciproc system. As a result, it was obtained that when comparing the removal of the filling material between the reciprocating and rotary file systems there is a *P 0.197 indicating that there is no significant difference between both systems. It was concluded that the rotary and reciprocating file systems did not show significant differences in the removal of filling material. The rotary and reciprocating file systems did not show significant differences in the removal of filling material when compared in the cervical, middle and apical thirds. The Easy ProDesign Logic RT files achieved partial material removal in more than two minutes. And the R 50 files of the Reciproc system achieved partial material removal in 1-2 minutes by 60%; while, 40% in 2 minutes or more.

In this paper numerical flow calculations with respect to the annular gaps with added radial grooves normaly used on the spools of directional control valves were carried out. The impact of various annular gap geometries and radial grooves during variable pressure conditions, and while using different hydraulic fluids, on the flows through annular gaps were investigated for different flow regimes. Samples with different geometries and numbers of radial groves on the spool of the directional control valve were also made for the purpose of carrying out flow measurements. The two different hydraulic fluids that were used in the numerical simulations and for the flow measurements were a hydraulic mineral oil and tap water. The results of the numerical calculations for the different models of the radial grooves with axially symmetric geometries show their impact on the internal leakage with respect to three different regimes of flow. The results of the numerical calculations based on the use of a hydraulic oil show a trend that was established by the experimental investigation.

Le développement de l’énergie nucléaire durant les dernières années nécessite de trouver des solutions pour le stockage et le confinement des déchets radioactifs. Une solution envisagée est l’enfouissement dans les formations argileuses peu perméables comme les argilites. Dans cette perspective, l’Andra a mis l’accent sur l’étude du comportement à court et à long terme de l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx), considérée comme une roche hôte potentielle en France. Dans le cadre de ce projet, une étude expérimentale microscopique et macroscopique sur le comportement thermo-hydro-mécanique de l’argilite du COx a été réalisée. Dans un premier temps, une investigation microstructurale des propriétés de rétention d’eau a été réalisée. L’étude de la courbe de rétention d’eau déterminée par la technique de contrôle de succion par phase vapeur et incluant les changements de volume et de degré de saturation en fonction de la succion le long des chemins de séchage et humidification a été complétée par une étude microstructurale basées sur des mesures porosimétriques par intrusion de mercure sur éprouvettes lyophilisées. On observe que les concepts régissant l’hydratation des smectites peuvent être utilisés pour une meilleure compréhension des effets de changement de teneur en eau sur la microstructure de l’argilite. Le comportement en compression-gonflement avec un aspect microstructural a été étudié par la réalisation d’un programme d’essai oedométriques haute pression et l’utilisation conjointe de la porosimétrie au mercure et le microscope électronique à balayage. Les résultats obtenus ont montré que le potentiel du gonflement était lié à la densité de fissuration engendrée lors de la compression. Le comportement thermo-mécanique de l’argilite du COx saturée a été étudié à partir d’essais de cisaillement et de chauffage en condition drainée réalisés à l’aide d’une cellule triaxiale cylindre creux à faible chemin de drainage. Les essais de cisaillement à 25°Cmontrent des résistances au cisaillement plus faible pour des éprouvettes de plus forte porosité. Les essais triaxiaux à 80°C montrent un comportement plus ductile, une résistance au cisaillement moins importante et pas d’effet significatif sur les paramètres élastiques de l’argilite. L’analyse des résultats des essais de chauffage drainée confirme un comportement plastique contractant, similaire aux argiles normalement consolidées, pour l’argilite du COx. La possibilité de réactivation d’un plan de cisaillement lors d’un essai de chauffage non drainé d’un échantillon de l’argilite du COx est mise en évidence. Les résultats obtenus montrent que la pressurisation thermique du fluide interstitiel peut, du fait du relâchement de contrainte induit, réactiver une fissure de cisaillement existante. Les propriétés d’auto-colmatage de l’argilite du Callovo-Oxfordien, dans une gamme de température de 25-80°C, ont été étudiées par la réalisation d’essais de perméabilité sur un échantillon endommagé par un chargement déviatorique. Les résultats montrent que la présence des plans de cisaillement n’affecte pas la perméabilité, ce qui confirme la bonne capacité d’auto-colmatage de l’argilite du COx / The development of nuclear energy in recent years requires safe solutions for the storage of radioactive waste. A solution proposed for high activity radioactive waste is the storage indeep low permeability geological formations such as claystones. In this perspective, Andra, the French agency for the management of radioactive wastes, supported investigations on theshort and long term behaviour of the Callovo-Oxfordian (COx) claystone, considered as apotential host rock in France. In this framework, a microscopic and macroscopic experimental study on the thermo-hydro-mechanical behaviour of COx claystone was carried out. In this work, a microstructure investigation of the water retention properties of the Cox claystone was performed. The water retention properties were determined by controlling suction through the vapour phase, with also the monitoring of volume changes and changes indegree of saturation as a function of suction along the drying and wetting paths. The study was completed by a microstructure investigation based on the use of mercury intrusion porosimetry on freeze-dried specimens. It was observed that the concepts governing the hydration of smectites appeared useful to better understand the effects of changes in water content and suction on the microstructure of COx claystone. In a second step, the compression-swelling behaviour of the COx claystone was related to micro structure features by performing high pressure oedometer compression tests and byrunning mercury intrusion porosimetry tests and scanning electron microscope observationson specimens submitted to compression and stress release. The results obtained showed that the potential of swelling was linked to the density of cracks generated during compression. The thermo-mechanical behaviour of fully saturated COx claystone specimens was investigated from shear and drained heating tests using a hollow cylinder triaxial device specially developed for low permeability materials. The shear tests at 25°C evidenced lowershear strength on specimens with higher porosity. The preliminary results obtained at 80°Cevidenced a more ductile response, with slightly smaller shear strength and little changes of the elastic parameters at elevated temperature. Drained isotropic heating tests confirmed thecontracting volumetric plastic behaviour of the COx argillite, similar to normally consolidated clays. The effect of thermal pressurisation of the pore water on a specimen with a pre-existingshear plan was investigated. The results showed that undrained heating under shear stress decreased the effective stress, bringing back the sheared specimen to failure. The self-sealing properties of COx claystone at 25 and 80°C were investigated by conducting steady state permeability tests on sheared specimens at various stages. The results showed that the overall permeability of the sheared specimen at 25 and 80°C was comparable to that before shearing, confirming the good self-sealing properties of COx claystone

Certaines applications industrielles nécessitent des niveaux d’étanchéité exceptionnels pour permettre la réalisation d’un vide poussé ou pour répondre à des enjeux de sécurité radiologique par exemple. Ces niveaux de haute étanchéité statique sur des assemblages démontables sont obtenus à l’aide de joints entièrement métalliques. La fuite résultante de l’assemblage n’est due qu’à la persistance d’un champ des ouvertures à l’interface entre le joint d’étanchéité et la bride d’assemblage, conséquence d’un contact imparfait entre les deux surfaces rugueuses. Le champ des ouvertures à l’interface de contact est assimilable à une fracture rugueuse hétérogène, de nature multi-échelle, et peut en principe être obtenu par un calcul de déformations mécaniques préalable. Dans ce travail, on s’intéressera plus particulièrement à l’écoulement gazeux raréfié dans le régime glissant au sein de cette fracture. Pour les régimes modérément raréfiés,l’écoulement est modélisé par l’équation de Reynolds faiblement compressible avec correction de glissement de premier ordre aux parois que l’on développe. On effectue ensuite un changement d’échelle par la méthode de la prise de moyenne volumique, permettant d’établir un modèle macroscopique d’écoulement à l’échelle d’un élément représentatif, où le débit massique est relié au gradient de pression via le tenseur de transmissivité. Celui-ci, caractéristique de l’élément représentatif de fracture, est calculé par résolution d’un problème de fermeture et est dépendant de la microstructure ainsi que du libre parcours moyen représentatif sur l’élément. Pour remonter à l’écoulement dans l’ensemble de la fracture, hétérogène à cette échelle, celle-ci est subdiviséeen pavés sur chacun desquels est calculé un tenseur de transmissivité local par la méthode sus-citée. Ensuite, l’écoulement dans ce champ de tenseurs est résolu par une méthode des éléments finis de frontière, donnant la transmissivité apparente glissante du joint dans son ensemble. Cette approche à deux échelles, vue comme outil d’aide à la conception, permet une réduction de la complexité de calcul par rapport à une simulation directe, rendant possible une analyse plus efficace du comportement d’un système d’étanchéité. Pour valider l’utilisation du modèle de glissement d’un point de vue macroscopique et s’affranchir des incertitudes sur le calcul de déformation mécanique, des puces nanofluidiques de type réseau hétérogène de canaux droits sont fabriquées par photolithographie par niveaux de gris. Des essais expérimentaux de mesure de fuite sont réalisés sur ces géométries modèles, représentant des joints idéalisés. Ces essais sont effectués en appliquant une forte différence de pression d’hélium par utilisation d’un spectromètre de masse mesurant la fuite, produisant une condition de vide en sortie de puce.Selon les puces, les régimes de raréfaction atteints vont alors du régime glissant au régime moléculaire. Le débit de fuite mesuré est alors supérieur à celui prédit par le modèle de premier ordre, l’écart restant inférieur à un ordre de grandeur quel que soit le régime / Some industrial applications require exceptional sealing levels to maintain ultra-high vacuumconditions or for radiological safety concerns for example. Such high performance static sealingconditions on mechanical assemblies are reached using entirely metallic gaskets. The resultingleak-rate is only due to the persistence of an aperture field at the seal-flange interface,consequence of a non-ideal contact between the two rough surfaces. This aperture field can beviewed as a rough and heterogeneous fracture, of multi-scale nature, and can be obtained by aprior contact mechanics computation. In this work, we are interested on the rarefied flow of a gasin this fracture, drawing our attention to the slip regime. For such moderately rarefied regime, theflow is described by the slightly compressible Reynolds equation with a first-order slip-flowcorrection at the walls, which we develop. Using the method of volume averaging, an upscalingprocedure is performed to derive the macroscopic flow model at the scale of a representativeelement, and where the mass flow rate is related to the pressure gradient by the transmissivitytensor. This latter is characteristic of the representative fracture element and is obtained by solvingan auxiliary closure problem which depends on the micro-structure as well as the representativemean free path on the element. To compute the flow in the whole fracture, heterogeneous at thisscale, it is subdivided in tiles on which a transmissivity tensor is locally computed by theaforementioned method. Then, the flow problem in this tensor field is solved using a boundaryelement method, leading to the apparent slip-corrected transmissivity of the entire aperture field.This two-scale approach is a conception tool which reduces the overall complexity with respect toa direct numerical simulation, allowing a more efficient analysis of the behavior of a sealingassembly. To validate the use of slip models at the macroscopic level and to eliminate theuncertainties of the contact mechanics computation, nanofluidic chips composed ofheterogeneous network of straight channels are fabricated using a grayscale photolithographytechnique. Experimental measurements of the leak-rate are performed on these idealizedgeometries that mimic a seal assembly. They are realized by applying a strong helium pressuredifference on the chip using a mass spectrometer to measure the leak, which produces a nearvacuum condition at the outlet. Depending of the chip, the rarefaction regime ranges from slip tofree-molecular. The measured leak-rate is greater than predicted by the first order model, thoughbeing of the same order of magnitude whatever the regime

I det här arbetet har tätningsmetoder för aluminiumhus undersökts. Arbetet avgränsades mot fordonsindustrin och statiska packningar. Examensarbetet tar upp flänskonstruktionens inver-kan på tätheten och packningen, packningstyper, ytjämnhetens inverkan på packningsmateri-al, porositet, relativ materialkostnad och fästelement.Arbetet grundar sig på en litteraturstudie och intervjuer med berörda personer på företaget. Även praktiska prover genomfördes på ett urval av material från leverantörer där material exponerades för olika kemikalier och därefter dragprovades.Materialet som insamlats genom intervjuer och litteraturstudien vittnar om att många paramet-rar påverkar vilka tätningsmetoder som är möjliga att använda. Det är inte bara materialval som det behövs tas hänsyn till. Faktorer som flänskonstruktioner, materialkostnader, ytdefek-ter, fästelement samt porositet har en stor påverkan. De praktiska proverna vittnar om att olika kemikalier har olika stor inverkan på materialens mekaniska egenskaper och svullnad.Slutligen föreslås ett par packningsmaterial som är lämpliga för företaget att använda i deras produkter. / In this work sealing methods for aluminum housing have been investigated. The work was delimited to the automotive industry and static gaskets. The thesis brings up how the flange impacts on the sealing capability and the gasket, sealing types, the surface impact on gasket materials, porosity, relative material cost and fasteners.The work is based on a literature study and interviews with concerned people at the company. Practical samples were carried out on a number of materials from suppliers and the materials where exposed to different chemicals and then tensile tested.The materials that were collected through interviews and the literature study testify that many parameters influence the possible sealing methods. It’s not just the material itself that needs to be taken into account. Factors like flange design, material cost, surface defects, fasteners and porosity have a great impact. The practical sample testifies that different chemicals have dif-ferent impact on the mechanical properties and swelling of the material.Finally, a couple of sealing materials are suggested that are suitable for the company to use in their products.