Das Projekt "Die Nutzung holographischer Konzentratoren in solar-photothermischen Reaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Solare Energietechnik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, zwei Prototypen neuartiger solar-photochemischer Reaktoren im Labormassstab zu erproben und zu bewerten. Im Gegensatz zu den herkoemmlichen Photoreaktoren, basierend auf Parabolrinnen, werden holographische Konzentratoren zur spektralen Selektion und Konzentration des benoetigten Lichtes eingesetzt. Dies ermoeglicht die Einsparung von Filtern und die Bereitstellung von Licht mit einer Bandbreite, die eine hohe chemische Selektivitaet erzeugt und eine geringe Erwaermung des Reaktionsgemisches ausloest. Versuche habe gezeigt, dass die Aufheizung ca. 10-mal geringer ist, als bei der Verwendung von Aluminiumspiegeln als optische Einheit beobachtet werden kann.
Das Projekt "Modellierung der Aufheizvorgaenge und Schadstoffbildung in kontinuierlich arbeitenden Industrieoefen in Abhaengigkeit von Geometrie und betriebstechnologischen Parametern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Magdeburg, Fakultät für Maschinenbau, Institut für Apparate- und Umwelttechnik durchgeführt. Bei der Aufheizung von metallischen und keramischen Guetern in Industrieoefen kommt eine Vielzahl von Feuerraum- und Brennerkonstruktionen zum Einsatz. Ihre Gestaltung bzw. Auswahl orientierte sich bislang hauptsaechlich an den prozessspezifischen Erfordernissen der Erwaermungsaufgabe. An den Erwaermungstechnologien und Brennerkonstruktionen konnten in den letzten Jahren deutliche waerme- bzw. feuerungstechnische Verbesserungen erzielt werden. Eine Optimierung der Feuerraumkonstruktion hinsichtlich effektiverer Waermeuebertragung bei gleichzeitig minimierter NOx-Emission hat nicht in gleichem Masse stattgefunden. Eine Moeglichkeit zur Optimierung der Feuerraumgeometrie und Brenneranordnung unter Beruecksichtigung veraenderbarer geometrischer und prozesstechnologischer Parameter besteht in der komplexen mathematischen Modellierung der im Ofenraum ablaufenden Prozesse. Aufbauend auf Modellentwicklungen am Institut fuer Apparate- und Umwelttechnik der Universitaet Magdeburg (IAUT) und des Gaswaerme Instituts e.V. Essen (GWI) soll dieses komplexe Ofenraummodell die Feldverteilungen der Stroemungsgeschwindigkeit, der Gaskonzentrationen sowie der Temperatur beschreiben und damit u. a. eine Vorausberechnung der Waermeuebertragung von Flammen an das Waermgut und die damit einhergehende NO-Bildung ermoeglichen. Durch gezielte Varianten-Rechnungen mit unterschiedlichen geometrischen und feuerungstechnischen Parametern koennen dann fuer einen konkreten Ofentyp beispielsweise die optimale Feuerraumgeometrie und Brenneranordnung sowie die emissionsminimierende Ofenfahrweise simultan ermittelt werden. Das entwickelte Modell ist fuer kontinuierlich arbeitende Aufheizoefen vorgesehen, soll aber auch fuer instationaere Aufheizvorgaenge ausgebaut werden. Die geplanten experimentellen und Modell-Untersuchungen wurden bis zum 31. 12. 93 abgeschlossen und ausgewertet. Anhand der im ausfuehrlichen Zwischen- und Abschlussbericht dargestellten Ergebnisse laesst sich schlussfolgern, dass die Forschungsziele erreicht wurden. Mit Hilfe des entwickelten komplexen mathematischen Modells, das mit Erfolg fuer zwei halbtechnischen Brennkammern zur Vorausberechnung der Temperatur- und Waermestromverteilung sowie der NO-Bildung benutzt wurde, lassen sich quaderfoermige, (quasi-)stationaer betriebene Guterwaermungsoefen hinsichtlich ihrer Geometrie und Brenneranordnung optimieren. Dies ist beispielsweise durch gezielte Varianten-Rechnungen mittels Such-Schritt-Optimierungsmethoden moeglich.