The importance of water as a mechanism for the spread of disease is well recognized. This study conducted household surveys and measured several physical, chemical, and microbial water quality indicators in 37 elevated storage tanks constructed of different materials (polyethylene, fiberglass, cement) located in a peri-urban community near Cochabamba, Bolivia. Results show that although there is no significant difference in physical and chemical water quality between polyethylene, fiberglass and cement water storage tanks there is a difference in microbial contamination as measured by E. Coli counts (p = 0.082). Evidence points toward elevated water temperatures that increase along the distribution system (from 10.6°C leaving the treatment plant) to within the black polyethylene storage tank (temperatures as high as 33.7°C) as the most significant factor in promoting bacterial growth. Results indicate that cleaning frequency may also contribute to microbial water quality (p = 0.102).

Human mesenchymal stem cells (hMSCs) are a promising candidate for cell-based therapies given their therapeutic potential and propensity to grow in vitro. However, to generate the cell numbers required for such applications, robust, reproducible and scalable manufacturing methods need to be developed. To address this challenge, the expansion of hMSCs in a microcarrier-based bioreactor system was investigated. Initial studies performed in T-flask monolayer cultures investigated the effect of key bioprocess parameters such as dissolved oxygen concentration (dO2), the level of medium exchange and the use of serum-free media. 20 % dO2 adversely impacted cell proliferation in comparison to 100 % dO2, whilst FBS-supplemented DMEM was found to be the most consistent and cost-effective cell culture medium despite the advances in serum-free cell culture media. Several microcarriers were screened in 100 mL agitated spinner flasks where Plastic P102-L was selected as the optimal microcarrier for hMSC expansion given the high cell yields obtained, its xeno-free composition and effective harvest capacity. The findings from the initial small-scale studies culminated in the successful expansion of hMSCs on Plastic P102-L microcarriers in a fully equipped 5 L stirred-tank bioreactor (2.5 L working volume), the largest reported volume for hMSC microcarrier culture to date. A maximum cell density of 1.68 x 105 cells/mL was obtained after 9 days in culture; further growth was limited by the low glucose concentration and lack of available surface area. A novel, scalable harvesting method was also developed, allowing for the successful recovery of hMSCs. Importantly, harvested hMSCs retained their immunophenotype, multipotency and ability to proliferate on tissue culture plastic.

Changes in external forcing having traditionally been the main area of interest in trying to understand paleo-depositional environments in sedimentary systems; however, autogenic variability has been rising in importance, while autogenic behavior has been thought of as a “noise” generator. Recently, autogenic variability has been rising in attention because decoupling allogenic signatures (externally driven) from the stratigraphic record requires robust understanding of autogenic variations (internally generated). This study aims to quantitatively measure autogenic processes under a range of flux conditions and to show that autogenic processes generate distinct signatures rather than random noise. We present data from a matrix of nine different tank experiments in order to systematically evaluate the effects of sediment flux and water discharge variations on the autogenic timescale of fluvial sediment storage and release processes and the implications of this data to the stratigraphic record. The sediment flux tow ater discharge ratio and the absolute values of these two discharges control the autogenic timescale. Variations in sediment supply yield two competing effects on the autogenic timescale. The primary sediment flux control causes a reduction in the autogenic timescale as an increase in sediment supply yields an increased rate of filling the “fluvial envelope” (the space between the maximum and minimum fluvial slopes obtained during storage and release events). In contrast, the secondary sediment flux control increases the size of the fluvial envelope and works against the primary sediment flux control. Increasing the water discharge increases the autogenic timescale by widening the fluvial envelope during the organization of the fluvial system and more importantly, diminishes the functionality of the secondary sediment control. A competition exists between these factors, causing a non-linear range of autogenic timescales for a given sediment flux to water discharge ratio. In the nine experiments here, as the ratio decreases, the secondary effects of variations in sediment supply are suppressed by the relatively high water discharge, and the timescale is more predictable using the primary sediment control. As the ratio increases, the secondary effects from sediment supply are enhanced by a poorly organized fluvial system, and the timescale converges to a narrow range. This suggests significant implications for autogenic sediment delivery and stratigraphic development in a wide range of discharge conditions in field cases. / text

Στην παρούσα διπλωματική μελετάμε την προστασία μεγάλης δεξαμενής πλωτής οροφής, και συγκεκριμένα της 7-ΤΚ-102 των ΕΛΠΕ Βιομηχανικές Εγκαταστάσεις Ελευσίνας, από κεραυνούς και στατικό ηλεκτρισμό, και αποτελείται από τρία μέρη. Στο πρώτο μέρος παρουσιάζουμε την προστασία από κεραυνούς. Στα δέκα οκτώ πρώτα κεφάλαια παρουσιάζουμε την γενική θεωρία της προστασίας από κεραυνούς, σύμφωνα με τα πρότυπα και άλλες πηγές (που και αυτές βασίζονται στα πρότυπα). Με τη θεωρία αυτή θα μελετήσουμε την προστασία της δεξαμενής, αλλά μπορούμε γενικά να μελετήσουμε και την προστασία μιας οποιασδήποτε άλλης κατασκευής. Έτσι στα πρώτα κεφάλαια κάνουμε εισαγωγή στα γενικά περί κεραυνών, τα ηλεκτρικά ατμοσφαιρικά φαινόμενα, τη δημιουργία και τα είδη των κεραυνών, τους μηχανισμούς των ατμοσφαιρικών εκκενώσεων καθώς και τα είδη των κεραυνών μεταξύ σύννεφου - γης με τα οποία και θα ασχοληθούμε. Στη συνέχεια παρουσιάζουμε το θέμα αντιμετώπισης της αντικεραυνικής προστασίας από το πρότυπο IEC 62305 μέρη 1, 2, 3, 4 που θα αποτελέσει και τη βασική πηγή της μελέτης μας. Ακολούθως δίνουμε τις βασικές παραμέτρους του κεραυνικού ρεύματος, τα Επίπεδα Αντικεραυνικής Προστασίας και τις Κλάσεις του Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας (I, II, III, IV), και ανά επίπεδο τα μέγιστα ρεύματα βάσει των οποίων γίνεται ο σχεδιασμός του Συστήματος Αντικεραυνικής Προστασίας (ΣΑΠ) από πλευράς αντοχής των υλικών και τα ελάχιστα ρεύματα βάσει των οποίων γίνεται ο σχεδιασμός του ΣΑΠ από πλευράς αναχαίτισης των κεραυνών (ύψος και πυκνότητα στοιχείων συστήματος συλλογής). Κατόπιν, δίνουμε ορισμένα στοιχεία σχετικά με τις προκαλούμενες βλάβες από κεραυνούς σε έμβια όντα, κατασκευές και εσωτερικά συστήματα, τα μέτρα προστασίας αυτών καθώς και τις διαδικασίες επιλογής των μέτρων. Ακολουθεί η αναλυτική παρουσίαση του ΣΑΠ. Τα μέρη αυτού (συστήματα συλλογής, αγωγοί καθόδου και γειώσεις), οι βασικές λειτουργίες και ιδιότητες ενός ΣΑΠ, το εξωτερικό και εσωτερικό ΣΑΠ, το απομονωμένο και μη- 5 απομονωμένο ΣΑΠ, τις απαιτήσεις υλικών του ΣΑΠ, τα φυσικά στοιχεία ως τμήματα του ΣΑΠ και οι απαιτούμενες προδιαγραφές αυτών. Τις μεθόδους σχεδιασμού των συστημάτων συλλογής για αναχαίτιση των κεραυνών (μέθοδος κυλιόμενης σφαίρας, μέθοδος πλέγματος και μέθοδος γωνίας προστασίας). Πληροφορίες για τους αγωγούς καθόδου, απαιτούμενος αριθμός, αποστάσεις και ύψη διασύνδεσης αυτών. Τύποι συστημάτων γείωσης και σύγκριση αυτών. Μέθοδοι και υποδείξεις τοποθέτησης των μερών του ΣΑΠ, ισοδυναμικές συνδέσεις και αποστάσεις ασφαλείας. Διαμοιρασμός ρεύματος, απαιτήσεις περιοριστών κρουστικών τάσεων και εντάσεων και σχεδιασμός του ΣΑΠ. Έλεγχοι, μετρήσεις και επιθεωρήσεις του ΣΑΠ. Έχοντας τελειώσει με τις γενικές πληροφορίες μπαίνουμε στο κύριο μέρος του υπολογισμού των κινδύνων από κεραυνούς (R1 κίνδυνος ανθρώπινης ζωής, R2 κίνδυνος απώλειας υπηρεσίας στο κοινό, R3 κίνδυνος απώλειας πολιτιστικής κληρονομιάς, R4 κίνδυνος οικονομικής απώλειας), αναλύοντας πρώτα τις πηγές των βλαβών, τους τύπους των βλαβών, τους τύπους των απωλειών, τις σχέσεις μεταξύ πηγής βλάβης, τύπου βλάβης και απώλειας. Δίνουμε τα βασικά για τον διαχωρισμό μιας κατασκευής ή υπηρεσίας σε ζώνες για υπολογισμό των συνιστωσών των κινδύνων ανά ζώνη και την οικονομικότερη λήψη μέτρων ανά ζώνη αντί γενικών μέτρων. Ο κάθε κίνδυνος υπολογίζεται σαν άθροισμα των συνιστωσών αυτού ανά ζώνη και η κάθε συνιστώσα προκύπτει από το άθροισμα των όρων της, όλων των ζωνών. Η κάθε συνιστώσα υπολογίζεται από μία βασική εξίσωση. Τα δεδομένα που απαιτούνται για τον υπολογισμό δίνονται στη συνέχεια και είναι πρώτον ο υπολογισμός του μέσου ετησίου αριθμού επικινδύνων περιστατικών λόγω κεραυνικών πληγμάτων που απαιτεί τις ημέρες καταιγίδας ανά έτος από τον ισοκεραυνικό χάρτη της Ελλάδος, τις επιφάνειες συλλογής, κατασκευών διαφόρων σχημάτων απλών και συνθέτων και υπηρεσιών και διαφόρους απαιτούμενους συντελεστές σχετικούς με το περιβάλλον. Δεύτερον ο υπολογισμός των πιθανοτήτων βλάβης για μία κατασκευή ή υπηρεσία που εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά της κατασκευής, των γραμμών υπηρεσιών και περιβάλλοντος. Τρίτον ο υπολογισμός των διαφόρων τύπων απωλειών σε μία κατασκευή (ανθρώπινης ζωής, υπηρεσίας στο κοινό, πολιτιστικής κληρονομιάς και οικονομικής) που εξαρτώνται από την παρουσία ατόμων που δυνητικά κινδυνεύουν, την συνολική παρουσία ατόμων καθώς και από τα χαρακτηριστικά της κατασκευής, τον κίνδυνο φωτιάς, τα κατασταλτικά κατά της φωτιάς μέτρα και τυχόν ειδικούς κινδύνους (για τον R1). Αντίστοιχα για τους άλλους κινδύνους και για τους κινδύνους σε μία υπηρεσία. Τέλος συγκρίνουμε τον κάθε κίνδυνο με ένα επίπεδο ανεκτού κινδύνου, καθορισμένου από επίσημες αρχές ή ελλείψει αυτών από το IEC62305-2, και αν είναι μεγαλύτερος από αυτόν προτείνουμε τα κατάλληλα μέτρα ώστε να μειωθεί στον ανεκτό κίνδυνο ή κάτω από αυτόν και μετά γίνεται υπολογισμός της κοστολογικής αποτελεσματικότητας της προστασίας. Ακολουθούν μερικά χρήσιμα στοιχεία αφ’ ενός μεν για τον σχεδιασμό, αφ’ ετέρου δε για την επιλογή διαφόρων συντελεστών και μέτρων προστασίας σε υπάρχουσες κατασκευές όπως η ελαχίστη διατομή της θωράκισης για αυτοπροστασία ενός εισερχομένου καλωδίου για αποφυγή επικινδύνων σπινθήρων, το κρουστικό ρεύμα κεραυνού που ρέει σε εξωτερικά αγώγιμα τμήματα και σε εισερχόμενες γραμμές στην κατασκευή για τις διάφορες πηγές βλάβης, τους συντελεστές που επηρεάζουν το διαμοιρασμό του κεραυνικού 6 ρεύματος σε γραμμές ισχύος και γενικές πληροφορίες σχετικά με τους περιοριστές κρουστικών φαινομένων. Στο δέκατο ένατο κεφάλαιο μελετάμε την προστασία από κεραυνούς της μεγάλης δεξαμενής πλωτής οροφής 7-ΤΚ-102 των ΕΛΠΕ (Ελληνικών Πετρελαίων στις Βιομηχανικές Εγκαταστάσεις Ελευσίνας). Εφαρμόζοντας τα προηγούμενα κεφάλαια της μελέτης και βάσει των δεδομένων και χαρακτηριστικών της δεξαμενής, των γραμμών υπηρεσιών (ισχύος και ελέγχου) και του περιβάλλοντος αρχικά διαχωρίζουμε τη δεξαμενή σε τρεις ζώνες (εκτός, εντός και επί της δεξαμενής), υπολογίζουμε τις συλλεκτήριες επιφάνειες, τον αναμενόμενο ετήσιο αριθμό των επικινδύνων συμβάντων, τους διάφορους εμπλεκόμενους συντελεστές, τις πιθανότητες βλάβης, τις απώλειες και τέλος τις συνιστώσες κινδύνου και τον συνολικό κίνδυνο ανθρώπινης ζωής (R1) που μας ενδιαφέρει και τον συγκρίνουμε με τον ανεκτό κίνδυνο RT = 10-5. Λόγω των διαφορετικών συνθηκών λειτουργίας και δεκαετούς μεγάλης συντήρησης της δεξαμενής ο R1 υπολογίσθηκε και για τις δύο περιπτώσεις. Για την περίοδο λειτουργίας βρέθηκε R1 = 2,968x10-5 > 10-5 = RT και για μείωση του κινδύνου προτείνεται η απαγόρευση της ανόδου επί της δεξαμενής σε ημέρες καταιγίδας οπότε θα έχουμε R1 = 0. Για την περίοδο δεκαετούς συντήρησης βρέθηκε R1 = 2,011x10-6 < 10-5 = RT οπότε δεν απαιτούνται μέτρα προστασίας. Στο δεύτερο μέρος μελετάμε την προστασία της δεξαμενής από στατικό ηλεκτρισμό κάνοντας αρχικά μια εισαγωγή στον στατικό ηλεκτρισμό σε σχέση με τα πετρελαιοειδή δηλαδή την γενική ταξινόμηση των πετρελαιοειδών, τους στατικούς και μη συσσωρευτές, τα εύφλεκτα χαρακτηριστικά των πετρελαιοειδών, την επικίνδυνη ατμόσφαιρα και την αποθήκευση αυτών. Στη συνέχεια αναφέρουμε τους κινδύνους στατικού ηλεκτρισμού από τη δημιουργία και συγκέντρωση αυτού, τη δημιουργία προαγωγών σπινθήρων, τη δημιουργία χώρου εύφλεκτων ατμών και τη δημιουργία σπινθήρων εναύσεως. Κατόπιν προτείνουμε μέτρα αποφυγής ή μείωσης του κινδύνου από στατικό ηλεκτρισμό όπως έλεγχο δημιουργίας και συσσώρευσης ηλεκτροστατικών φορτίων, οδηγίες αποφυγής ηλεκτροστατικής ανάφλεξης για δεξαμενές αποθήκευσης σε διάφορες λειτουργίες όπως γέμισμα, άδειασμα, μείξη, ανάδευση, καθαρισμός, αδρανοποίηση, κ.λπ. Στο τέλος του δευτέρου μέρους δίνουμε συγκεκριμένες οδηγίες επαρκούς γείωσης της δεξαμενής (και γενικότερα παρομοίων δεξαμενών) με εναλλακτικές μεθόδους. Στο τρίτο μέρος προτείνονται συγκεντρωτικά και επιγραμματικά τα μέτρα ασφαλείας από κεραυνό και στατικό ηλεκτρισμό για την 7-ΤΚ-102 σε δύο κατηγορίες. Πρώτον τα βασικά μέτρα σχεδιασμού και τα προληπτικά μέτρα λειτουργίας, επιθεώρησης και συντήρησης και δεύτερον τα κατασταλτικά μέτρα που θα πρέπει να υπάρχουν για καταστολή του οποιουδήποτε κινδύνου, που θα εκδηλωθεί παρά τα προληπτικά μέτρα, και περιορισμού της βλάβης στο ελάχιστο δυνατόν. Στο τέλος παρατίθενται τέσσερα υποβοηθητικά παραρτήματα. / --

In this thesis, a low-profile, high-gain, ultra-wideband (UWB) planar dipole antenna is presented for radar imaging applications. The antenna is loaded with open complementary double concentric split-hexagonal-ring resonators (LC tank) and chip resistors, and backed with a novel double-layer FSS reflector for gain enhancement. A broadband microstrip to parallel-plate transformer is designed as the feeding structure of the antenna to provide impedance matching and balanced-to-unbalanced transition. The measurement results show the proposed antenna operates over the frequency bandwidth of 0.65-3.8 GHz with S11< -10 dB (VSWR) and smooth gains in the range of 6.2-9 dBi.

Visose pramonės šakose, ypatingai energetikoje, plačiai taikomos plonasienės metalinės konstrukcijos. Tokių konstrukcijų pavyzdžiu yra antžeminiai vertikalūs ci-lindriniai rezervuarai. Kadangi šių statinių konstrukcijų gamybos ir montavimo darbus sudėtinga atlikti be lokalių ar bendrų nukrypimų nuo idealios cilindrinės formos, tikslus jų įvertinimas labai svarbus tokiems potencialiai pavojingiems statiniams. Šio darbo tyrimų pagrindinis tikslas yra: talpyklos sienelės su įduba įtemptojo deformuotojo būvio identifikavimas baigtinių elementų metodu ir eksperimentiniu metodu. / In all branches of industry, especially in power-engineering, thin wall steel structures are extensively used. Land vertical cylindrical tanks are examples of such structures. The manufacture and assembling of these structures are usually accompanied by deviations from an ideal cylindrical form. Therefore, the exact evaluation of real local imperfections and common deviations from the analytical model of the tank is very important for such potentially dangerous structures. The main objective of the presented investigations is to identify stress/strain state of the wall tank with local imperfections from the ideal cylindrical surface, taking into account the membrane theory of the shells by using the natural experiment and finite element’s method.

In all branches of industry, especially in power-engineering, thin wall steel structures are extensively used. Land vertical cylindrical tanks are examples of such structures. The manufacture and assembling of these structures are usually accompanied by deviations from an ideal cylindrical form. Therefore, the exact evaluation of real local imperfections and common deviations from the analytical model of the tank is very important for such potentially dangerous structures. The main objective of the presented investigations is to identify stress/strain state of the wall tank with local imperfections from the ideal cylindrical surface, taking into account the membrane theory of the shells by using the natural experiment and finite element’s method. / Visose pramonės šakose, ypatingai energetikoje, plačiai taikomos plonasienės metalinės konstrukcijos. Tokių konstrukcijų pavyzdžiu yra antžeminiai vertikalūs ci-lindriniai rezervuarai. Kadangi šių statinių konstrukcijų gamybos ir montavimo darbus sudėtinga atlikti be lokalių ar bendrų nukrypimų nuo idealios cilindrinės formos, tikslus jų įvertinimas labai svarbus tokiems potencialiai pavojingiems statiniams. Šio darbo tyrimų pagrindinis tikslas yra: talpyklos sienelės su įduba įtemptojo deformuotojo būvio identifikavimas baigtinių elementų metodu ir eksperimentiniu metodu.

Solar domestic hot water (SDHW) systems collect energy with a solar collector, transfer the energy to the water through a heat exchanger, and store it in a storage tank. The water in the tank should be thermally stratified to the highest possible degree to maximize system efficiency because a stratified tank has higher availability than a mixed tank temperature. The objective of this research is to develop a manifold that will enhance thermal stratification in the SDHW tank. In this work a new immersion shell-and-coil heat exchanger with a perforated manifold that extends from the heat exchanger to the top of the tank was used to enhance the thermal stratification. The purpose of the perforated manifold is to deliver the water heated by the heat exchanger to the tank at the level where the temperature of the water in the tank matches the temperature of the heated water, thereby enhancing stratification. The effectiveness of the perforated manifold was determined experimentally. An experimental set-up was designed and constructed. The experimental results were analyzed for each manifold design then compared to determine the most effective manifold. The experimental work included testing and comparing different manifold designs. To simulate an actual system, experiments were conducted on three initial tank conditions, namely cold, hot, and mixed tank conditions. The thermal performance of the system in terms of tank availability and entropy, maximum tank temperature, and thermal stratification were studied. A method to determine and design a perforated manifold that works with the standard Canadian SDHW system was established and evaluated experimentally. An availability analysis approach was developed to evaluate the thermal performance of manifolds, which have been operated at different times of the year. Theoretically, gradually increasing the diameter of the holes in the manifold from the bottom into the top should reduce the unwanted flow of cold water from the bottom of the tank to the manifold and enhance the thermal performance of the manifold. However, the experimental did not confirm this.

Liquefied natural gas (LNG) is stored at a cryogenic temperatures ≤ -160°C and around atmospheric pressure to insure the minimum storage volume in tanks. The demand for LNG has been increasing as a primary source of energy. Therefore, there is significant interest in the construction of LNG tanks to achieve low cost and safe storage. Three systems are typically used to store LNG: single containment, double containment, and full containment. Concrete is used in these containment systems, and consequently, understanding concrete behavior and properties at cryogenic temperatures is important. The research documented in this thesis deals with computational analysis of the behavior of concrete subjected to cryogenic temperatures. The analysis focuses on the effect of aggregate sizes, coefficient of thermal expansion, volume fraction, and the shape of aggregate on damage of concrete subjected to cryogenic temperatures. The analysis is performed by developing a computational model using the finite element software ABAQUS. In this model, concrete is considered as a 3- phase composite material in a meso-scale structure: mortar matrix, aggregate, and interfacial transmission zone (ITZ). The Concrete Damage Plasticity model in ABAQUS is used to represent the mortar and ITZ phases of concrete. This model has the advantage of accounting for the effect of temperature on material properties. The aggregate phase is modeled as a linear-elastic material. The model parameters are selected based on comprehensive literature review of material properties at different temperatures. The finite element results provide very useful insight on the effects of concrete mixture design and properties on resistance to damage. The most important factor that affected damage development was the difference in the coefficient of thermal expansion between the mortar and aggregates. Models in which the mortar and aggregate had close values of positive coefficients experienced less damage. The model with irregular shape particles experienced more localized damage than the model with circular shape particles. The model was successful in demonstrating the effect of using air entrained concrete in reducing damage. The damage results predicted by the model for air entrained and non-air entrained concrete are validated by comparing them with experimental data from the literature. The analysis validated the capabilities of the mode in simulating the effect of reduction in temperature on damage. The modeling results and the findings from the literature review were used to put forward recommendations regarding the characteristics of concrete used in LNG storage.

No description available.