In the present work, the spectral properties of gaseous ozone (O3) have been investigated aiming to perform quantitative concentration imaging of ozone by using a single laser pulse at 248 nm from a ...KrF excimer laser. The O3 molecule is first photodissociated by the laser pulse into two fragments, O and O2. Then the same laser pulse electronically excites the O2 fragment, which is vibrationally hot, whereupon fluorescence is emitted. The fluorescence intensity is found to be proportional to the concentration of ozone. Both emission and absorption characteristics have been investigated, as well as how the laser fluence affects the fluorescence signal. Quantitative ozone imaging data have been achieved based on calibration measurements in known mixtures of O3. In addition, a simultaneous study of the emission intensity captured by an intensified charge-coupled device (ICCD) camera and a spectrograph has been performed. The results show that any signal contribution not stemming from ozone is negligible compared to the strong fluorescence induced by the O2 fragment, thus proving interference-free ozone imaging. The single-shot detection limit has been estimated to ∼400 ppm. The authors believe that the presented technique offers a valuable tool applicable in various research fields, such as plasma sterilization, water and soil remediation, and plasma-assisted combustion.
Investigations on remote temperature sensing of yttria stabilized zirconia (YSZ) thermal barrier coatings (TBCs) at the surface and at the bond-coat/top-coat interface were carried out. Using Y2O3:Eu ...thermographic phosphor as an embedded temperature sensing layer, sub-surface temperature probing through 300μm of atmospheric plasma sprayed YSZ is demonstrated. The Y2O3:Eu thermographic phosphor displays a temperature sensitivity ranging between 400°C up to a maximum of 900°C when utilizing the luminescence originating from the 611nm emission band. Dysprosium stabilized zirconia (10wt.% DySZ), a TBC material, is also investigated and established as a temperature sensor from 400°C up to a temperature of 1000°C using both the intensity decay time and emission intensity ratio methods. In addition, the luminescence of presumed optically inactive YSZ materials was spectroscopically investigated in terms of optical interferences caused by impurities. A validation temperature probing measurement through 300μm of YSZ top-coat was successfully performed in a SGT-800 Siemens burner running at six different operating conditions in an atmospheric combustion rig.
•Laser-based optical investigations on atmospheric plasma sprayed thermal barrier coatings were achieved.•Remote temperature sensing scheme for on top and beneath top-coat layer has been developed.•The sensors exhibit temperature sensing capabilities from 400°C up to 1000°C.•Temperature measurement from beneath 300μm thick YSZ coating was achieved.
This paper presents numerical and experimental investigations of the structure and stabilization of a low swirl turbulent stratified lean premixed methane/air flame. Large-eddy simulations are ...performed using a two-scalar flamelet model based on mixture fraction for predicting the stratification in the fuel/air mixture and a level-set G-function for tracking the flame. Measurements are carried out with LDV for velocity field and simultaneous PLIF of OH radicals and fuel tracer acetone to identify the structures of the flame. The leading edge flame front is observed to exhibit large-scale flame front wrinkling with a particular W-shaped front frequently occurring. This structure is formed due to the interaction of flame front with the large-scale flow motion in the inner low speed zone and the outer high-speed shear-layer of the burner. The W-structures are formed and destroyed periodically at 15Hz. The flame stabilization is shown to be dictated by the large-scale vortex rings in the shear-layer. This flame stabilization mechanism is rather different from that found in typical bluff-body stabilized flames and high-swirl flames.
•We present measurements of OH, PAH and Soot in flames of vaporized liquid fuels.•Flames of n-heptane and n-decane showed similar combustion characteristics.•For both fuels the threshold for soot ...formation was observed around ϕ∼3.3.•The maximum PAH LIF signal is a good predictor of the soot volume fraction from LII.•Influence of particle size for the delayed gate time appeared not significant.
Qualitative measurements of both OH and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) as well as quantitative data of soot volume fraction fv have been obtained in vaporized liquid fuels, with the main goal of providing experimental data for combustion models and numerical mechanism validation. Measurements were carried out in a laminar coflow burner which was designed, built and integrated with an evaporation system, enabling the combustion of vaporized liquid fuels at pressures of up to 3.0MPa to be studied. The fuels n-heptane and n-decane, referred to in the literature as being important surrogate fuels, were selected for measurements at atmospheric pressure that were carried out in the experimental setup described, making use of a combination of the Laser Induced Fluorescence (LIF) and Laser Induced Incandescence (LII) techniques. Partially premixed flames of n-heptane and n-decane showed similar combustion characteristics in the range of 1.9<ϕ<3.7. For both of the fuels the threshold for soot formation was found to be at about ϕ∼3.3. Comparison of the LIF and LII measurements for the n-heptane flames within the range of 3.7⩽ϕ⩽8.5 indicated the maximum PAH LIF signal to be a good predictor of fvmax obtained from LII. Excitation at 266nm using delayed detection was found to result in the signals obtained showing a close linear correlation with the soot volume fraction obtained from LII when prompt detection at 1064nm excitation was used. Neither the effects of any additional photo-chemical processes making use of high laser power at 266nm nor the effects of particle size on the delayed gate times appeared to be of any significance for the flame conditions studied here.
During the process of biomass gasification tars are formed which exit the gasifier in vapor phase. Tar condensation creates problems like fouling and plugging of after-treatment, conversion and ...end-use equipment. Gasification tars consist mainly of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). Former research has shown the possibilities and difficulties of tar conversion by partial combustion. Basic studies to investigate the oxidation of tars in non-premixed combustion processes are expected to give more insight in this problem. In this paper the ability of the flamelet-generated manifold (FGM) approach to numerically model multi-dimensional, laminar, non-premixed flames with the inclusion of PAH chemistry is investigated. Modeling detailed PAH chemistry requires the employment of large reaction mechanisms which lead to expensive numerical calculations. The application of a reduction technique like FGM leads to a considerable decrease (up to two orders) in the required computation time. A 1D numerical validation shows that the improvements achieved by implementing a varying Lewis number for the progress variable Y are significant for PAH species with a large Lewis number, such as C10H8. Considerable improvements are found near the flame front and on the fuel side of the flame. A comparison has been made of FGM results with qualitative Planar Laser Induced Fluorescence (PLIF) measurements. A laminar CH4/N2–air co-flow flame has been doped with two dopants, benzene and toluene, at three different concentrations. A set of filters was used in order to qualitatively distinguish the small (1–2 rings) and large (3 or more rings) aromatic species. The results show that the model is able to capture the major flame characteristics typical for PAH formation in multi-dimensional laminar non-premixed flames.
The detailed influence of ferrocene in a low-pressure, fuel-rich, laminar, premixed propene/oxygen/argon flat flame was investigated experimentally using molecular beam sampling mass spectrometry ...(MBMS), laser-induced fluorescence (LIF), and compared to numerical simulations. MBMS was applied to analyze the species profiles of important intermediates in the flames with and without ferrocene doping. The concentration profile of iron atoms was measured with absorption sensitive LIF, which provides absolute number densities without additional calibrations. The flame temperature was obtained by two-line OH LIF measurements. One dimensional numerical simulations of the flames using detailed models from the literature were performed and the modeling results are compared with the experimental measurements. The iron measurements show reasonable agreement with the numerical simulation, while some discrepancies were found at larger heights. The MBMS measurements show a decrease in flame velocity when ferrocene was added, which was not provided by the model.
The stabilization characteristics and local extinction structures of partially premixed methane/air flames were studied using simultaneous OH-PLIF/PIV techniques, and large eddy simulations employing ...a two-scalar flamelet model. Partial premixing was made in a mixing chamber comprised of two concentric tubes, where the degree of partial premixing of fuel and air was controlled by varying the mixing length of the chamber. At the exit of the mixing chamber a cone was mounted to stabilize the flames at high turbulence intensities. The stability regime of flames was determined for different degree of partial premixing and Reynolds numbers. It was found that in general partially premixed flames at low Reynolds numbers become more stable when the level of partial premixing of air to the fuel stream decreases. At high Reynolds numbers, for the presently studied burner configuration there is an optimal partial premixing level of air to the fuel stream at which the flame is most stable. OH-PLIF images revealed that for the stable flames not very close to the blowout regime, significant local extinction holes appear already. By increasing premixing air to fuel stream successively, local extinction holes grow in size leading to eventual flame blowout. Local flame extinction was found to frequently attain to locations where locally high velocity flows impinging to the flame. The local flame extinction poses a future challenge for model simulations and the present flames provide a possible test case for such study.
Som ett sista moment i Innovations och designingenjörsprogrammet vid Karlstads universitet ingår att göra ett examensarbete på 15 eller 20 poäng, i detta fall 15poäng. Detta arbete har gjorts med ...Designstudio Värmland som uppdragsgivare, handledning har letts av Tomas Edman och David Lindeby från studion samt Lennart Wihk, universitetsadjunkt vid Karlstads universitet. Vi som gjort detta arbete är Sakarias Janowicz och Andreas Lantz. Projektet grundar sig i möjligheten att få utforma sitt egna projekt, en möjlighet som gavs hos Designstudio Värmland. Uppdraget blev till en början att titta på sambandet ”förpackning - trend - kund” och hitta nya spännande lösningar som integrerade livsmedelsförpackningen med det högaktuella och växande intresset kring heminredning. Frågeställningen kom sedermera att förändras tidigt i researchstadiet och vändes mot ett område som kändes mer påtagligt och hanterbart. Detta projekt handlar om ergonomiska nackdelar i köksmiljön med avseende på förvaring av förpackningar och livsmedel i skåp. Oavsett om köksanvändaren är ung, gammal, handikappad eller bara lat så finns det tillfällen då onödigt ansträngande moment utförs i köket. Vissa människor behöver pall för att nå högre upp, vissa har onda knän som sätter hinder när lågt förvarade föremål ska användas och de som inte har fysiska hinder har med all sannolikhet irriterat sig över dessa moment också. Vägen från start till färdiga koncept har varit krokig och inte alls självklar i många lägen. Utelämnat stöd från uppdragsgivaren har gett oss djupare insikt och mycket stora färdigheter i att driva ett projekt framåt på egen hand. Arbetet har resulterat i två konceptlösningar och ett tredje koncept i form av en framtidsvision efter att det genomförts enligt designprocessen som tillåter mycket valfrihet och vilda idéer. För att kartlägga de vanligaste ergonomiska problemen fortgick observationer, intervjuer och studiebesök hos kökstillverkare och utifrån detta material har koncepten utvecklats som lösningar på dessa problem. Koncept nummer ett är en lösning som lämpar sig för både högskåp och överskåp och är döpt till ”Flip-Out” efter sin funktion. Det är en utdragslåda avsedd för de högt belägna utrymmena och finessen är att lådan dras ut som en traditionell låda och sedan vinklas ner 90 grader så att lådans innehåll blir 100 % överskådligt och mer lättåtkomligt. Denna lösning finns i två varianter, en för valfri förvaring och en för kryddor. Koncept nummer två är döpt till ”Revolve” och är gjord för högskåp. Principen är som namnet antyder att något snurrar runt en axel, allt som förvaras i skåpet går att snurra fram. Det innebär att detta koncept helt och hållet eliminerar de problem som begreppen längst in, högst upp och lägst ner innebär. Revolve möjliggör även stora förvaringsutrymmen i kök med högt till tak då hyllsystemet i teorin går att göra hur högt som helst. Koncept nummer tre är en framtidsvision heter ”Eyetrack-helper” och bygger på tekniken Eyetracking. Här hjälper ett datorsystem användaren att komma åt sina varor genom att man tittar på en datorskärm för att få varan framtagen. Projektet avslutades med presentation på Karlstads universitet i slutet av maj där även en utställning ägde rum.
För att en applikation ska förenkla användarnas arbetsprocesser finns det utöver funktionalitet ett behov av att applikationen är användarvänlig. Under utvecklingens gång behövs det många gånger ...göras förändringar i design och funktionalitet. Förändringarna kan vara tidskrävande. Därför kan iterativ utveckling av en designprototyp som en del av utvecklingsfasen minska den totala utvecklingstiden. Syftet med examensarbetet är att undersöka om iterativ utveckling av en designprototyp kan bidra till utvecklingen av en användarvänlig webbapplikation. Frågeställningen formulerades på följande vis: Kan iterativ prototypframställning främja utvecklingen av en användarvänlig webbapplikation? För att besvara frågeställningen utvecklades en designprototyp iterativt i flera versioner med hjälp av användartester samtidigt som tiden för utvecklingen registrerades. Prototypens utveckling utvärderas senare i rapporten för att få reda på hur den iterativa processen har påverkat designprototypen. Till sist jämförs en liknande webbapplikation, från ett tidigare examensarbete, som ej var iterativt utvecklad med den webbapplikation som utvecklades iterativt i det här examensarbetet. Utvecklingen av en designprototyp är mindre tidskrävande eftersom det går snabbare att införa förändringar i den i jämförelse med själva webbapplikationen. Det tidigare examensarbetet, visar sig med hjälp av tester på skärmbilder och med jämförelse med det här arbetet, att det har vissa brister i funktionalitet och användbarhet. Slutsatsen blir att det är fördelaktigt med iterativ utveckling eftersom det tar mindre tid att införa förändringar i ett tidigt stadie i en designprototyp och att designfel upptäcks tidigt med hjälp av testanvändare. De förändringarna hade varit tidskrävande att införa direkt i själva webbapplikationen.
The smart kitchen Ergonomic cabinet solutions Janowicz Sakarias 1984- , Karlstads universitet, Fakulteten för teknik- och naturvetenskap; Lantz Andreas 1979- , Karlstads universitet
08/2007
Web Resource
Som ett sista moment i Innovations och designingenjörsprogrammet vid Karlstads universitet
ingår att göra ett examensarbete på 15 eller 20 poäng, i detta fall 15poäng. Detta arbete har
gjorts med ...Designstudio Värmland som uppdragsgivare, handledning har letts av Tomas
Edman och David Lindeby från studion samt Lennart Wihk, universitetsadjunkt vid Karlstads
universitet. Vi som gjort detta arbete är Sakarias Janowicz och Andreas Lantz. Projektet
grundar sig i möjligheten att få utforma sitt egna projekt, en möjlighet som gavs hos
Designstudio Värmland. Uppdraget blev till en början att titta på sambandet ”förpackning -
trend - kund” och hitta nya spännande lösningar som integrerade livsmedelsförpackningen
med det högaktuella och växande intresset kring heminredning. Frågeställningen kom
sedermera att förändras tidigt i researchstadiet och vändes mot ett område som kändes mer
påtagligt och hanterbart.
Detta projekt handlar om ergonomiska nackdelar i köksmiljön med avseende på förvaring av
förpackningar och livsmedel i skåp. Oavsett om köksanvändaren är ung, gammal,
handikappad eller bara lat så finns det tillfällen då onödigt ansträngande moment utförs i
köket. Vissa människor behöver pall för att nå högre upp, vissa har onda knän som sätter
hinder när lågt förvarade föremål ska användas och de som inte har fysiska hinder har med all
sannolikhet irriterat sig över dessa moment också.
Vägen från start till färdiga koncept har varit krokig och inte alls självklar i många lägen.
Utelämnat stöd från uppdragsgivaren har gett oss djupare insikt och mycket stora färdigheter i
att driva ett projekt framåt på egen hand. Arbetet har resulterat i två konceptlösningar och ett
tredje koncept i form av en framtidsvision efter att det genomförts enligt designprocessen som
tillåter mycket valfrihet och vilda idéer. För att kartlägga de vanligaste ergonomiska
problemen fortgick observationer, intervjuer och studiebesök hos kökstillverkare och utifrån
detta material har koncepten utvecklats som lösningar på dessa problem.
Koncept nummer ett är en lösning som lämpar sig för både högskåp och överskåp och är döpt
till ”Flip-Out” efter sin funktion. Det är en utdragslåda avsedd för de högt belägna utrymmena
och finessen är att lådan dras ut som en traditionell låda och sedan vinklas ner 90 grader så att
lådans innehåll blir 100 % överskådligt och mer lättåtkomligt. Denna lösning finns i två
varianter, en för valfri förvaring och en för kryddor.
Koncept nummer två är döpt till ”Revolve” och är gjord för högskåp. Principen är som
namnet antyder att något snurrar runt en axel, allt som förvaras i skåpet går att snurra fram.
Det innebär att detta koncept helt och hållet eliminerar de problem som begreppen längst in,
högst upp och lägst ner innebär. Revolve möjliggör även stora förvaringsutrymmen i kök med
högt till tak då hyllsystemet i teorin går att göra hur högt som helst.
Koncept nummer tre är en framtidsvision heter ”Eyetrack-helper” och bygger på tekniken
Eyetracking. Här hjälper ett datorsystem användaren att komma åt sina varor genom att man
tittar på en datorskärm för att få varan framtagen.
Projektet avslutades med presentation på Karlstads universitet i slutet av maj där även en
utställning ägde rum.
Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen)
15 poäng / 22,5 hp
Self-employed work at basic level (vocational examination)
Som ett sista moment i Innovations och designingenjörsprogrammet vid Karlstads universitet
ingår att göra ett examensarbete på 15 eller 20 poäng, i detta fall 15poäng. Detta arbete har
gjorts med Designstudio Värmland som uppdragsgivare, handledning har letts av Tomas
Edman och David Lindeby från studion samt Lennart Wihk, universitetsadjunkt vid Karlstads
universitet. Vi som gjort detta arbete är Sakarias Janowicz och Andreas Lantz. Projektet
grundar sig i möjligheten att få utforma sitt egna projekt, en möjlighet som gavs hos
Designstudio Värmland. Uppdraget blev till en början att titta på sambandet ”förpackning -
trend - kund” och hitta nya spännande lösningar som integrerade livsmedelsförpackningen
med det högaktuella och växande intresset kring heminredning. Frågeställningen kom
sedermera att förändras tidigt i researchstadiet och vändes mot ett område som kändes mer
påtagligt och hanterbart.
Detta projekt handlar om ergonomiska nackdelar i köksmiljön med avseende på förvaring av
förpackningar och livsmedel i skåp. Oavsett om köksanvändaren är ung, gammal,
handikappad eller bara lat så finns det tillfällen då onödigt ansträngande moment utförs i
köket. Vissa människor behöver pall för att nå högre upp, vissa har onda knän som sätter
hinder när lågt förvarade föremål ska användas och de som inte har fysiska hinder har med all
sannolikhet irriterat sig över dessa moment också.
Vägen från start till färdiga koncept har varit krokig och inte alls självklar i många lägen.
Utelämnat stöd från uppdragsgivaren har gett oss djupare insikt och mycket stora färdigheter i
att driva ett projekt framåt på egen hand. Arbetet har resulterat i två konceptlösningar och ett
tredje koncept i form av en framtidsvision efter att det genomförts enligt designprocessen som
tillåter mycket valfrihet och vilda idéer. För att kartlägga de vanligaste ergonomiska
problemen fortgick observationer, intervjuer och studiebesök hos kökstillverkare och utifrån
detta material har koncepten utvecklats som lösningar på dessa problem.
Koncept nummer ett är en lösning som lämpar sig för både högskåp och överskåp och är döpt
till ”Flip-Out” efter sin funktion. Det är en utdragslåda avsedd för de högt belägna utrymmena
och finessen är att lådan dras ut som en traditionell låda och sedan vinklas ner 90 grader så att
lådans innehåll blir 100 % överskådligt och mer lättåtkomligt. Denna lösning finns i två
varianter, en för valfri förvaring och en för kryddor.
Koncept nummer två är döpt till ”Revolve” och är gjord för högskåp. Principen är som
namnet antyder att något snurrar runt en axel, allt som förvaras i skåpet går att snurra fram.
Det innebär att detta koncept helt och hållet eliminerar de problem som begreppen längst in,
högst upp och lägst ner innebär. Revolve möjliggör även stora förvaringsutrymmen i kök med
högt till tak då hyllsystemet i teorin går att göra hur högt som helst.
Koncept nummer tre är en framtidsvision heter ”Eyetrack-helper” och bygger på tekniken
Eyetracking. Här hjälper ett datorsystem användaren att komma åt sina varor genom att man
tittar på en datorskärm för att få varan framtagen.
Projektet avslutades med presentation på Karlstads universitet i slutet av maj där även en
utställning ägde rum.
Självständigt arbete på grundnivå (yrkesexamen)
15 poäng / 22,5 hp
PDF
