Ο Γεωπολιτικός Παράγοντας του Σιιτικού Κινήματος του Ισλάμ στην ανακατανομή της ισχύος στο Σύμπλοκο της Σαουδικής Αραβίας-Υεμένης-Αραβοπερσικού Κόλπου

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία εξετάσθηκε η δυνατότητα του Γεωπολιτικού Παράγοντα του Σιιτικού Κινήματος του Ισλάμ να ανακατανείμει την ισχύ στο Σύμπλοκο της Σαουδικής Αραβίας – Υεμένης – Αραβοπερσικού Κόλπου. Η μελέτη αυτή πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας την επιστημονική μέθοδο της Συστημικής Γεωπολιτικής Ανάλυσης. Εξετάσθηκαν οι Γεωπολιτικοί Πυλώνες του Πολιτισμού – Πληροφορίας, της Άμυνας – Ασφάλειας και της Πολιτικής. Δημιουργήθηκε υπόδειγμα τάσεων ανακατανομής της ισχύος εντός του ανωτέρω Συμπλόκου. Εν συνεχεία, πραγματοποιήθηκε εξαγωγή κατάλληλων συμπερασμάτων, τα οποία στηριζόμενα στο υπόδειγμα τάσεων ανακατανομής της ισχύος, συντέλεσαν στη σύνθεση μίας ρεαλιστικής, εύστοχης και όσο το δυνατόν γίνεται, ορθής πρόβλεψης.Postgraduate Thesi

COMPARATIVE FOURIER TRANSFORM INFRARED AND X-RAY POWDER DIFFRACTION ANALYSIS OF NATURALLY OCCURRED K-FELDSPARS

Natural K-feldspars from igneous rocks have been examined by means of X-ray powder diffraction(XRPD) and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy in the spectral range 400-1400 cm-1,where the Si-Al-O bonds exhibit the dominant vibrations. From the XRPD analysis three specieshave been distinguished, i.e. microclines (3 samples), orthoclases (4 samples) and sanidines (3 samples);their unit cell parameters were calculated. The FTIR transmittance spectra of all sampleshave common bands at 426, 463, 584, 604, 726 and 772 cm-1 and some additional features. The spectraof sanidine and orthoclase exhibit fewer and broader bands than the microclines’, especially inthe area 1000-1200 cm-1. The differences in their spectra are located in four bands. The bands ataround 536-538 and 646-648 cm-1 in the spectrum of microcline, are shifted at around 542-544 and640-642 cm-1 in the spectrum of orthoclase and at around 546 and 636 cm-1 in the spectrum of sanidine.Four bands at 1010, 1050, 1090 and 1136 cm-1 in the spectra of microcline are substitutedwith two quite broad bands at about 1030 and 1125 cm-1 in the spectra of orthoclase and sanidine.These differences are attributed to different degree of Al-Si ordering in the structure of K-feldspars

COMPARATIVE INFRARED SPECTROSCOPIC STUDY OF NATURAL CA-AMPHIBOLES

Μελετήθηκαν φυσικές ασβεσταμφίβολοι με τη μέθοδο της φασματοσκοπίας υπερύθρου με μετασχηματισμούς Fourier (FTIR), στην περιοχή 4000-400 cm'1 του μεσαίου υπερύθρου (MIR). Τα δείγματα που αναλύθηκαν είναι ακτινόλιθοι, τρεμολίτες, Mg-κεροστίλβες και παργασίτες. Από τη μελέτη των φασμάτων τους προέκυψε ότι και τα τέσσερα είδη ασβεσταμφιβόλων παρουσιάζουν παρόμοια φάσματα. Συγκεκριμένα, και στα τέσσερα είδη εμφανίζονται κοινές κορυφές στα 3658-3660, 919, 683-687, 661- 668, 505-513, 457-464, και 419 cm'1. Τα φάσματα των ακτινόλιθων, των τρεμολιτών και των Mg-κεροστιλβών εμφανίζουν επιπλέον κοινές κορυφές στα 3673, 1094-1098, 989-998, 951, 752-758 και 441-449 cm'1 και δεν μπορεί να γίνει περαιτέρω διάκριση των ειδών μεταξύ τους. Στα φάσματα των παργασιτών εμφανίζονται επιπλέον των κοινών κορυφών και κορυφές στα 3690, 981-984, 931, 805-811, 734 και 696-698 cm' που δεν εμφανίζονται στους ακτινόλιθους, στους τρεμολίτες και στις Mg- κεροστίλβες και τα διαφοροποιούν αρκετά από τα φάσματα των τριών άλλων. Η εμφάνιση των διαφορών αυτών οφείλεται πιθανότατα στην αρκετά διαφοροποιημένη δομή του πλέγματος των παργασιτών σε σχέση με τα άλλα τρία είδη και στην κατάληψη της θέσης Α κυρίως από Να+.Powder IR spectra of natural Ca-amphiboles were studied in the spectral range 4000 to 400 cm'1. The examined samples are: actinolite, tremolite, Mg-hornblende and pargasite. According to their spectra all the minerals of the four species present common features at 3658-3660, 919, 683-687, 661-668, 505-513, 457-464 and 419 cm . Additionally to these bands, the spectra of the actinolites, tremolites and Mghornblendes present common characteristics at 3673, 1094-1098, 989-998, 951, 752-758 and 441-449 cm'1. Moreover, six absorption bands are shown in the spectra of the pargasites at 3690, 981-984, 931, 805-811, 734 and 696-698 cm'1, in addition to the common bands appeared in all Ca-amphiboles, which do not appear in the spectra of the actinolites, tremolites and Mg-hornblendes. The spectra of pargasites are remarkably different from the spectra of the other three mineral species. These discrepancies could be attributed to differences in the structure of pargasites relative to the other three species as well as to the occupancy of the A site especially with Na+

Study of the structural state of K-feldspars of igneous rocks from Northern Greece with Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-Ray Powder Diffraction (XRD) techniques

K-feldspars are members of a greater mineral group, feldspars. Their structure consists of a three dimensional array of Si and Al tetrahedra. Three of the four tetrahedral sites of their formula unit are occupied by Si and the fourth by Al. High temperature form of KAlSi3O8, sanidine (Sa), crystallizes in monoclinic (C2/m), the low temperature microcline (Mi) in triclinic (C ) and there is an intermediate form, orthoclase (Or). The studied areas were chosen in order to be studied the entire range of their structural state and are localized in the igneous rocks of N. Greece. The K-feldspar extraction of the rest minerals of the various rock types where made in such a way to be as pure K-feldspar phase as possible. From XRPD data the 95 studied samples are divided in 29 Sa, 24 Or and 42 Mi. The degree of triclinicity (Δ) was calculated from data of their XRPD patterns, as well as their cell parameters and the possibility of Al to occupy the T sites. The use of different number or initial cell parameters of reflections affects the values of the calculated cell parameters. The study of the FTIR spectra revealed common features in all samples. It is observed sharpening and increase of the number of bands as the ordering of their structural state is increasing. Each of the 3 different species present common features, but amongst them differentiations are observed. In the spectra of Sa 8 broad bands, of Or 9 bands and 2 shoulders and of Mi 12 sharp bands are observed. Two bands at 548 and 638cm-1 are shifted to 536 and 647cm-1 as the ordering of their structural state is increasing. The frequency each of the two bands and their ratio are correlated with the ordering of K-feldspars’ structural state with linear equations and very good correlation coefficients. With analogous linear equations are associated the ratio of the cell parameters b/c and the reflections of the 2θ 060/ 04, while the t10 with exponential equations. The parameters t1m, a and the reflection of the 2θ 01 could not associated with the above mentioned parameters. The temperature corresponding to their structural state was estimated graphically and correlated with the frequencies of the two above mentioned bands and their ratio, with a linear equation with a very good correlation coefficient. Summarizing the above studies, the FTIR spectral features can provide information about the species of the K-feldspar, their structural state and the temperature corresponding to their structural state.Οι K-ούχοι άστριοι είναι μέλη της ομάδας των αστρίων. Η δομή τους αποτελείται από ένα τρισδιάστατο ικρίωμα τετραέδρων Si και Al. Οι 3 από τις 4 τετραεδρικές θέσεις της μοναδιαίας κυψελίδας τους καταλαμβάνονται από Si, ενώ η τέταρτη από Al. Η υψηλής θερμοκρασίας μορφή KAlSi3O8, το σανίδινο (Sa), κρυσταλλώνεται στο μονοκλινές σύστημα (C2/m), ο χαμηλής θερμοκρασίας μικροκλινής (Mi) στο τρικλινές (C ), με ενδιάμεσο μέλος, το ορθόκλαστο (Or). Οι περιοχές δειγματοληψίας καλύπτουν όλο το φάσμα της δομικής τους κατάστασης κι εντοπίζονται στις εμφανίσεις πυριγενών πετρωμάτων της Β. Ελλάδας. Ο διαχωρισμός των Κ-ούχων αστρίων έγινε με τέτοιο τρόπο, ώστε να είναι όσο το δυνατόν αμιγείς Κ-ούχες φάσεις. Η μελέτη τους με XRPD έδειξε ότι τα 95 εξεταζόμενα δείγματα διακρίνονται σε 29 Sa, 24 Or και 42 Mi. Επίσης, υπολογίστηκε ο βαθμός τρικλινικότητάς τους (Δ), οι κυψελιδικές τους παράμετροι κι η πιθανότητα κατάληψης των Τ θέσεων από το κατιόν του Al. Διαφορετικές τιμές κυψελιδικών παραμέτρων προέκυψαν με τη χρήση διαφορετικών αρχικών κυψελιδικών παραμέτρων ή διαφορετικού αριθμού ανακλάσεων. Από τη μελέτη των φασμάτων FTIR προέκυψε ότι όλα τα δείγματα εμφανίζουν κοινά χαρακτηριστικά σε συγκεκριμένες περιοχές. Παρατηρήθηκε αύξηση της οξύτητας και του αριθμού των κορυφών με αύξηση του βαθμού της ταξινομημένης διάταξής τους. Αν και κάθε είδος Κ-ούχου αστρίου παρουσιάζει όμοια κοινά χαρακτηριστικά, μεταξύ των τριών ειδών παρατηρούνται διαφοροποιήσεις. Τα Sa παρουσιάζουν 8 διευρυμένες κορυφές, τα Or 9 κορυφές και 2 shoulder, ενώ οι Mi 12 οξείες κορυφές. Παρατηρείται ότι 2 κορυφές, στα 548 και 638cm-1, μετατοπίζονται με την αύξηση του βαθμού ταξινομημένης διάταξης στα 536 και 647cm-1. Βρέθηκε ότι η θέση των δύο κορυφών κι ο λόγος τους σχετίζονται με το βαθμό ταξινομημένης διάταξης των Κ-ούχων αστρίων με γραμμικές εξισώσεις και πολύ καλούς συντελεστές συσχέτισης, όπως επίσης και με το λόγο των κυψελιδικών παραμέτρων b/c και των ανακλάσεων των επιπέδων 2θ 060/ 04, ενώ η παράμετρος t10 με εκθετικές. Δε βρέθηκε αντιστοιχία στη θέση των κορυφών με τις παραμέτρους t1m, a και τη γωνία 2θ 01. Εκτιμήθηκε γραφικά η θερμοκρασία που αντιστοιχεί στη δομική κατάσταση των Κ-ούχων αστρίων και συσχετίσθηκε με τις θέσεις και το λόγο των δύο κορυφών με γραμμικές εξισώσεις και πολύ καλό συντελεστή συσχέτισης. Συνεπώς, τα χαρακτηριστικά των φασμάτων FTIR μπορούν να παρέχουν πληροφορίες για το είδος του Κ-ούχου αστρίου, τη δομική κατάστασή του, αλλά και τη θερμοκρασία της δομικής του κατάστασης

Dynamic electrothermal analysis of electric power transmission systems

Scope of this PhD thesis is the dynamic electrothermal analysis of electric power transmission systems and more specifically the AAC and ACSR overhead lines, as well as underground cables. Also, a very basic part of this PhD thesis is the calculation of temperature fluctuations due to its continuous load variations and the delay time in which they are noticed. Initially, the dynamic thermal analysis is performed with the ultimate goal of calculating some very important quantities which provide us with very important pieces of information that could not be perceived in the time domain, such as the thermal time constant and especially the thermal impedance of the electric power transmission systems. The dynamic thermal analysis methodology is based on the Network Identification by Deconvolution (NID) methodology and the temperature at each point of the conductor resulting from this analysis, leads to an equivalent model in the frequency domain. In order to calculate the thermal impedance of the overhead power transmission lines, both the problem of the electromagnetic field and the thermal problem for the cases of the overhead conductors of type AAC and ACSR are solved analytically. Also, a simplified thermal model was created for an additional confirmation of the results. Afterwards, a fully joined electrothermal model was created with the Joule losses, and more specifically the density of the Joule losses, being the conjunction between the electromagnetic and the thermal model. The results of the analysis were the calculation of the thermal impedance and its presentation through the Nyquist and Bode diagrams. The analytic calculation for the overhead lines is followed by verification through simulation. From the comparison of the results and the negligible differences that arose for the overhead lines, we conclude that we can trust the simulation method for the case of the underground cable as well. For the underground cable, unfortunately due to its complexity, it was not possible to make an analytic calculation of its thermal impedance through the problems of the electromagnetic field and the thermal problem. Next, there is the methodology for calculating the temperature fluctuations due to its continuous load variations and the delay time in which they are noticed. In order to evaluate and validate the usefulness and reliability of the method used, several measurement experiments were performed. In addition, the proposed methodology is applied in some indicative cases of power transmission system, where the reliability of the method has been validated. Finally, the proposed methodology was applied in four cases with measurement current data from four different indicative months spanning a whole year and representing all the seasons, so we to be able to understand in a better way the pattern of the requested load and to proceed with the appropriate calculations.Η παρούσα διδακτορική διατριβή έχει ως αντικείμενο τη δυναμική ηλεκτροθερμική ανάλυση συστημάτων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας και πιο συγκεκριμένα εναέριων αγωγών τύπου AAC και ACSR καθώς επίσης και υπόγειων καλωδίων. Ακόμη, βασικότατο τμήμα της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί ο υπολογισμός των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων, κατά μέτρο και χρονική καθυστέρηση, που προκαλούνται από τις μεταβολές του ηλεκτρικού φορτίου. Αρχικά, γίνεται δυναμική θερμική ανάλυση με απώτερο σκοπό να υπολογιστούν ορισμένα ακόμη πολύ σημαντικά μεγέθη τα οποία μας παρέχουν πολύ σημαντικές πληροφορίες οι οποίες δε θα ήταν δυνατόν να γίνουν αντιληπτές στο πεδίο του χρόνου, όπως για παράδειγμα η θερμική χρονική σταθερά και κυρίως η σύνθετη θερμική αντίδραση των συστημάτων μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας. Η μεθοδολογία της δυναμικής θερμικής ανάλυσης δομείται πάνω στη μεθοδολογία της αναγνώρισης δικτύου μέσω της αποσυνέλιξης (Network Identification by Deconvolution, NID) και το θερμοκρασιακό πεδίο σε κάθε σημείο του αγωγού που προκύπτει από την ανάλυση αυτή, οδηγεί σε ένα ισοδύναμο μοντέλο στο πεδίο της συχνότητας. Στη συνέχεια, για να γίνει εφικτός ο υπολογισμός της σύνθετης θερμικής αντίδρασης των εναέριων γραμμών μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας επιλύονται αναλυτικά τόσο το πρόβλημα του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου όσο και το θερμικό πρόβλημα για τις περιπτώσεις των εναέριων αγωγών τύπου AAC και ACSR. Ακόμη, δημιουργήθηκε και ένα απλοποιημένο θερμικό μοντέλο για μία επιπρόσθετη επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων που προκύπτουν. Έπειτα, δημιουργήθηκε ένα πλήρως συζευγμένου ηλεκτροθερμικού μοντέλου με τις απώλειες Joule, και πιο συγκεκριμένα την πυκνότητα των απωλειών Joule, να αποτελεί το μέγεθος που συνδέει το ηλεκτρομαγνητικό και θερμικό μοντέλο. Εξαγόμενα της ανάλυσης ήταν ο υπολογισμός της σύνθετης θερμικής αντίδρασης και η παρουσίασή της μέσω των διαγραμμάτων Nyquist και Bode. Τον αναλυτικό υπολογισμό για τους εναέριους αγωγούς ακολουθεί και επαλήθευση μέσω προσομοίωσης. Από τη σύγκριση των αποτελεσμάτων και τις αμελητέες διαφορές που προέκυψαν για τους εναέριους αγωγούς, συμπεραίνουμε ότι μπορούμε να εμπιστευτούμε τη μέθοδο της προσομοίωσης και για τη περίπτωση του υπόγειου καλωδίου. Για το υπόγειο καλώδιο, δυστυχώς λόγω πολυπλοκότητας δεν ήταν εφικτό να γίνει αναλυτικός υπολογισμός της σύνθετης θερμικής αντίδρασής του μέσω των προβλημάτων του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου και του θερμικού προβλήματος. Ακολουθεί η μεθοδολογία υπολογισμού των θερμοκρασιακών διακυμάνσεων, κατά μέτρο και χρονική καθυστέρηση, που προκαλούνται από τις μεταβολές του ηλεκτρικού φορτίου. Για να αξιολογηθεί και να επικυρωθεί η χρησιμότητα και η αξιοπιστία της μεθόδου που χρησιμοποιείται, πραγματοποιήθηκαν αρκετά πειράματα μετρήσεων. Επιπροσθέτως, η προτεινόμενη μεθοδολογία εφαρμόζεται και σε ορισμένες ενδεικτικές περιπτώσεις συστημάτων του δικτύου μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας, όπου και εκεί επικυρώθηκε η αξιοπιστία της μεθόδου. Τέλος, η μεθοδολογία που προτάθηκε εφαρμόστηκε και σε τέσσερις περιπτώσεις με δεδομένα από διαφορετικούς μήνες μέσα στον χρόνο, ένας από κάθε ημερολογιακή εποχή, για να καλύπτεται χρονικά ολόκληρο το έτος και να μπορούμε να αντιληφθούμε καλύτερα το μοτίβο του φορτίου που ζητείται από τους καταναλωτές και να γίνουν οι κατάλληλοι υπολογισμοί

Electrothermal analysis and temperature fluctuations prediction of overhead power lines

A