Das Projekt "Einfluss der Temperatur auf die Grenzen fuer den Uebergang von der Deflagration in die Detonation (DDT) in Wasserstoff/Luft/Wasserdampf-Gemischen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Im vorliegenden Projekt soll der Einfluss der Temperatur auf die gemischabhaengigen Grenzen fuer den Uebergang von der Deflagration auf die Detonation (DDT) sowie die Struktur von turbulenten Flammen, die bei der fuer den DDT wichtigen Flammenbeschleunigung eine entscheidende Rolle spielt, untersucht werden. Der Einfluss der Temperatur auf die laminare Flammengeschwindigkeit und die Detonationszellbreite ist qualitativ bekannt. Experimentelle Untersuchungen zum DDT wurden jedoch bisher bei Anfangstemperaturen von maximal 100 Grad C durchgefuehrt.
Das Projekt "Entwicklung eines physikalischen Modells fuer die turbulente Verbrennung, Integration in RALOC und Rechnungen fuer KKW mit WWER-Reaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik durchgeführt. Waehrend eines Kernschmelzunfalles in einem Kernkraftwerk wird Wasserstoff in das Containment freigesetzt. Dieser Wasserstoff kann mit dem Luftsauerstoff explosionsartig reagieren, wodurch erhebliche Belastungen fuer das Containment auftreten. Die Verteilung des Wasserstoffs im Containment kann zur Zeit berechnet werden. Die Berechnung der Wasserstoffverbrennung (Deflagration/Detonation) in einem Vielraum-Containment ist zur Zeit nicht moeglich. Ziel des Vorhabens ist es, ein mathematisches Modell zur Beschreibung des Deflagrations- und Detonationsverhaltens eines Wasserstoff-Luft-Gemisches in einer Mehrraumgeometrie zu erstellen und es an Hand von Experimenten zu verifizieren. Die so gewonnenen Aussagen gestatten die realistische Bewertung der infolge Wasserstoffverbrennung auftretenden instationaeren und lokalen Belastungsverlaeufe fuer das Containment der Kernkraftwerkes.
Das Projekt "Vorhaben: Prozessentwicklung und -analyse zur laserinduzierten Low-Order-Detonation von Kampfmitteln unter Wasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Laser Zentrum Hannover e.V. durchgeführt. Alte Kampfmittel im Meer stellen ein erhebliches Problem dar, welches enorme gesellschaftliche, wirtschaftliche und ökologische Folgen birgt. Wie an Land besteht auch bei Kampfmitteln im Meer jederzeit die Gefahr einer unvorhergesehenen Detonation. Neben der Detonation besteht aber ein weiteres Problem. Durch die korrosive Wirkung des Mediums Wasser weisen die Kampfmittel eine starke Schwächung der Stahlhülle auf, wodurch die im Inneren des Kampfmittels befindlichen Wirkmittel ins Meer gelangen. Bei einer Sprengung des Kampfmittels unter Wasser zu dessen Beseitigung müssen zum Schutz der Tiere Maßnahmen wie die Ausbringung von Blasenschleiern vorgesehen werden. Diese ist jedoch sehr kosten- und zeitintensiv. Zudem kann der Blasenschleier durch Strömungen beeinträchtigt werden. Das Gesamtziel des Teilvorhabens besteht in der Prozessentwicklung und -analyse eines Unterwasser-Laser-Verfahrens, mit dem Kampfmittel effizient unter Wasser entschärft werden können. Das übergeordnete Ziel besteht darin, dass die Druckwelle im Vergleich zu einer normalen Detonation durch die Low-Order-Detonation erheblich reduziert wird. Dadurch wird ein erheblicher Sicherheitsbeitrag für die beteiligten Personen und die Umwelt geleistet. Auf das zeit- und kostenintensive Ausbringen von Blasenschleiern, die üblicherweise für den Schallschutz zum Einsatz kommen, kann somit verzichtet werden, wodurch die Prozesskette des Entschärfens maßgeblich optimiert und effizienter gestaltet wird. Ferner wird das Risiko minimiert, dass sich nach der Detonation nicht umgesetzter Sprengstoff im Meer ausbreitet und somit zu einer erheblichen Belastung führt.
Das Projekt "Entwicklung und Fertigung eines Fernentschaerfungsgeraetes fuer Explosivkoerper" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Loth durchgeführt. Das Vorhaben hat zum Ziel, eine gefahrenlose Entschaerfung von Bomben und Granaten zu ermoeglichen. Ueber eine Fernsteuerung soll es moeglich sein mittels elektronischer Ueberwachung ohne Detonation der Bombe, bzw. Granate den Zuender zu entfernen und somit die gefundene Munition ohne Gefahr zu beseitigen. Das Geraet muss verschiedene Randfunktionen erfuellen, die in beil. Lastenheft angesprochen werden. Ein Zusammenbau aus mehreren Komponenten muss moeglich sein. Dabei darf das Einzelgewicht einer Komponente 30 kg nicht uebersteigen. Die Bearbeitung erfolgt mittels eines speziell zu konstruierenden Glockenfraesers. Der Zuender wird mit der Bombe aus dem ihm umgebenden Sprengstoffes nach dem Durchfraeser herausgebrochen.
Das Projekt "Quantitative Bestimmung von On-Line-Kriterien fuer die Vorhersage des Uebergangs von der Deflagration in die Detonation (DDT) in H2/Luft/H2O-Gemischen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Nach dem bisherigen Stand der Forschung sind nur konservative Gemischgrenzen fuer den DDT bekannt. Fuer die Vorhersage eines DDT im Rahmen einer Simulation nach Best Estimate-Kriterien fuer einen schweren Kernstoerfall sollen daher mit Hilfe von laseroptischen Diagnoseverfahren die stroemungsmechanischen, thermodynamischen und gemischspezifischen Parameter waehrend eines DDT quantitativ erfasst werden. Zugaenglichkeit zu den Halbjahres- bzw. Jahresberichte des Projektes besteht ueber die Gesellschaft fuer Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, Bereich Forschungsbetreuung, Postfach 101564, 50455 Koeln.
Das Projekt "Einfluss von Mischungsgradienten und seitlichem Massenverlust auf die Flammenbeschleunigung und die Detonation in Kanälen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Thermodynamik durchgeführt. 1. Das Ziel des vorgeschlagenen Vorhabens ist die grundlegende Untersuchung der Einflüsse von Gemischgradienten und von teiloffenen Geometrien auf den Ablauf der Wasserstoffverbrennung und die Beschaffung von Daten zur Ableitung von Skalierungsgesetzen durch Experimente auf kleiner Längenskala. 2. Das Arbeitsprogramm besteht aus einem experimentellen und einem numerischen Teil. 3. Das Vorhaben stellt einen Beitrag zur Reaktorsicherheitsforschung dar, in dem das derzeit vorhandene Wissen zur Ausbreitung von Wasserstoffflammen auf realistische Bedingungen erweitert wird. Es wird durch Grundlagenversuche aktiv an der Verbesserung des Verständnisses von Phänomenen der Wasserstoffverbrennung in Containments mitgewirkt. Die experimentellen Daten sind darüber hinaus ein essentieller Bestandteil der Absicherung von FB- und DDT- Kriterien, die von großer technischer Bedeutung sind. Weiterhin trägt der Antragsteller zur erfolgreichen Einführung von CFD-Methoden in der Reaktorsicherheitsforschung bei, in dem er Berechnungen mit Ansätzen durchführt, welche die Elementarkinetik und den Transport aller relevanten Spezies berücksichtigen.
Das Projekt "Entwicklung von reduzierten Mechanismen fuer H2-H2O-Luft-Detonationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl und Institut für Technische Mechanik durchgeführt. Diese Studie steht in direktem Zusammenhang mit Sicherheitsfragen bei Kernreaktorunfaellen, bei denen explosive Knallgas-Dampf-Gemische im Reaktorkontainment entstehen. Die direkte numerische Simulation von Explosionsvorgaengen in H2-H2O-Luft Systemen ist wegen Rechenkapazitaetsgrenzen nur unter Verwendung vereinfachter chemischer Modelle moeglich. Durch Anwendung von Methoden zur systematischen Reduktion komplizierter chemischer Mechanismen soll ein zwei- oder dreischritt-Mechanismus entwickelt werden. Dieser wird weite Druck-, Temperatur- und Zusammensetzungsbereiche abdecken, wie sie im Anwendungsfall eines Kernreaktorunfalls auftreten koennen. Die anzuwendenden Methoden haben sich fuer Flammenausbreitungsprobleme bereits bestens bewaehrt.
Das Projekt "Bestimmung von Charakteristiken langsamer bis schneller H2-CO-Verbrennung und Ableitung von Risikokriterien (KEK)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Lehrstuhl für Sustainable Future Mobility durchgeführt. Ziel ist die Ausbildung eines/einer Promovierenden auf dem Gebiet der Containmentsicherheit und Verbrennungsmodellierung im Rahmen des KEK-Programms. Bei schweren Störfällen in Kernkraftwerken kann es zur Freisetzung von großen Mengen an Wasserstoff-Kohlenstoffmonoxid (H2-CO) Gemischen kommen. Aufgrund der weiten Zünd- und Explosionsgrenzen von H2-CO-Luft Gemischen ist die Bildung von zündfähigen Gemischwolken höchst wahrscheinlich. Wird die Flammenbeschleunigung numerisch unterschätzt, kann sich in der Simulation eine langsame Deflagration mit unkritischen Überdrücken einstellen, während die Realität schnelle Flammen bis hin zum Übergang in die Detonation zeigen kann. Zur Verbesserung der Simulationen von H2-CO-Luft-Gemischen besteht jedoch laut einer aktuellen Übersichtsarbeit zu experimentellen Arbeiten, die sich mit reaktorsicherheitsrelevanter Verbrennung beschäftigen ein Mangel an Flammenbeschleunigungsstudien. Wichtige Elemente, die zur frühen Flammenbeschleunigung beitragen wurden, bisher nicht betrachtet und sollen nun in diesem Vorhaben untersucht werden, dazu gehören: (1) Bestimmung von Charakteristiken langsamer bis schneller Verbrennung von CO mit H2 (2) Bereitstellung experimenteller Validierungsdaten zur Modellverbesserung (3) Ableitung von Risikokriterien (Sigma-Kriterium).
Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur definierten Berechnung von Gewinnungssprengungen und deren Erschütterungsimmissionen zur Reduzierung der Umwelteinwirkungen sowie Erhöhung der Sicherheit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Geotechnisches Sachverständigenbüro Dr.-Ing.habil. Bernd Müller durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Die derzeitigen Verfahren zur Lademengenberechnung, Dimensionierung einer Sprenganlage für verschiedene Sprengziele und die Vorgehensweise für die Erarbeitung einer Erschütterungsprognose sind empirisch bzw. werden auf der Grundlage vereinfachter, physikalisch kritisch zu bewertender Zusammenhänge durchgeführt. Das Projekt befasst sich mit der besseren Beherrschung von Umwelteinwirkungen bei Gewinnungssprengungen und verfolgt die Zielstellung, ein innovatives, emissionsärmeres, energiesparendes sowie anpassungsfähiges Verfahren zur umweltfreundlichen Produktion von Baustoffen im Bereich der 1. Brechstufe Sprengen im Festgebirge zu entwickeln. Fazit Die wesentlichen Ziele des Forschungsprojektes wurden erreicht. Die komplexe messtechnische Begleitung hat eine solide Basis für die Untersuchungen gebildet, ohne dass alle verfügbaren Daten vollständig ausgewertet werden konnten. Es ergeben sich weitere Lösungsansätze mit den Dehnungs- und Radarmessungen, die die physikalischen Zusammenhänge tiefgründiger und mit mehr statistisch gesicherten Daten ermöglichen. Die Wirkungen der super-, trans- und subsonischen Stoßwellendurchgänge gilt es weiter zu ergründen. Die Verzögerungszeit und deren Auswirkungen sollten bei künftigen Forschungsarbeiten als offenes Problem im Komplex untersucht werden.
Das Projekt "Transiente Vorgaenge bei Doppelfront-Detonationen (DFD) in Gas Partikel Gemischen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 7 Maschinenbau, Institut für Verbrennung und Gasdynamik durchgeführt. In brennbaren Gas-Partikel-Gemischen wurden Verbrennungswellen mit Doppelstrukturen experimentell nachgewiesen. Die erste Stosswelle resultiert aus der detonativen Verbrennung der Gasphase, die zweite Stossfront ist auf die Reaktionen der Partikelphase mit der Gasphase zurueckzufuehren. Es wurde ein stationaeres Verhalten des Stosskomplexes angenommen. Ziel des Projektes war es, geeignete numerische Algorithmen zu entwickeln, mit denen reaktive Gas-Partikel-Stroemungen untersucht werden koennen. Der Schwerpunkt bei der Entwicklung dieser Verfahren lag zum einen bei der Auswahl geeigneter numerischer Flussformulierungen, zum anderen bei der Entwicklung und Implementierung effizienter Adaptionsmethoden. Im Rahmen des Projektes wurden zwei Adaptionsstrategien verfolgt, ein auf eindimensionale Probleme anwendbares bewegliches Gitter und ein auf mehrdimensionale Probleme zugeschnittenes statisch arbeitendes Adaptionsverfahren. Die so konstruierten Verfahren sind auf das DFD-Problem angewendet worden, wobei vereinfachte Annahmen fuer die chemischen Reaktionen beider Phasen angenommen worden sind. Die Ergebnisse zeigten in allen Faellen das Vorhandensein einer zweiten Stosswelle hinter dem Frontstoss der Detonation, ein stationaeres Verhalten konnte numerisch jedoch nicht nachgewiesen werden.
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