Das Projekt "Application of drag reducing additives in district heating systems - Phase 2 -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fernwärme-Verbund Saar GmbH durchgeführt. Objective: The application of drag reducing hydrous tenside solutions causes a reduction of drag-dependent pressure losses in the case of turbulent pipe flows. The pressure loss reduction achievable can amount to 80-85 per cent when the medium flows through straight pipes. The drag reducing effect can be used in existing district heating systems to save pump current and to raise supply capacity. When planning new district heating networks investment costs are saved by applying drag reducing additives because in this case system elements (pipes, accoutrements, measuring sensors, etc.) of smaller nominal diameters can be installed. General Information: In 1988 and in 1990 two field tests on a transport duct of the 'District Heating System of the Saar region' having a nominal diameter of DN 450 and a duct length of 1,200 m (connection between the power station Fenne and the central station Voelklingen) were carried out (under contract EC./00072/86/DE). In well-aimed tests programmes executed within the framework of the two-large-scale tests, the transfer from laboratory scale to commercial scale (1: 20) as well as individual system elements, such as heat exchangers, pumps, pipe bends and flow meters, were tested. During these tests, volume flow rate, temperature as well as applied concentrations of drag reducing additives were varied in order to find out an optimal application range and an optimal tenside effect. Since January 1993 a long term test is being carried out in a representative district heating system (a partial system of the district heating network of the Saar region, the network Voelklingen-Luisenthal). The above-mentioned network is equipped with a pipeline of a nominal diameter DN 200. The pipe length amounts to 850 m. It is the objective of this 3rd demonstration test to prove the long-term stability of the additive system used and to check the real applicability of drag reducing additives. In particular, two plate heat exchangers specially designed for tenside application are being tested. The drag reducing additives applied are a mixture of dobone-G and sodium salicylate dissolved in district heating water. The applied concentration of the substances is 1,500 wppm of dobone-G and 720 wppm of sodium salicylate. These concentrations proved to be successful with regard to their effect and range of application both in laboratory tests and during the two preceding large-scale tests. The planned test duration is 1.5 years, however, it is to be prolonged when the application of drag reducing additives turns out to be successful. Achievements: During the execution of the measurements in the district heating network Luisenthal the grag reducing effect of the tensides applied could again be proved. A detailed examination of the variation of the pressure loss with the volume flow rate showed that on average a pressure loss reduction of approx. 60 per cent can be achieved in the test network. Especially in the area of high volume flow rates..
Das Projekt "Application of drag reducing additives in district heating systems - Phase 1 -" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fernwärme-Verbund Saar GmbH durchgeführt. Objective: Preliminary tests on a laboratory scale proved that the drag-depending pressure loss in pipe flows can noticeably be reduced by applying hydrous tenside solutions. The maximum reduction in pressure loss achievable for a turbulent flow in straight pipe sections is about 90 per cent. The drag reducing effect can be used in existing district heating systems for saving pump current or for increasing supply capacity. When planning new district heating systems, investment costs can be saved by the application of drag reducing additives since, in this case, system elements (pipes, fittings, measuring sensors, etc.) of smaller nominal diameters can be installed. General Information: In 1988 and in 1990 two field tests were carried out in a transport pipe of the district heating system of the Saar region. In both large-scale tests, it was checked by specified test programmes whether the laboratory tests could be transferred to real site conditions (scale of approx. 1:20) and individual system elements were tested, such as heat exchangers, pumps, pipe bends and flow meters. Within the framework of these tests, volume flow rates, temperatures and concentrations of drag reducing additives were varied in order to determine the optimum application range and the optimum tenside efficiency. Achievements: In the period from September to October 1988, the drag reducing additive 'dobone' was applied in a 1.2 km long pipe section between the combined heating and power station Fenne and the central station Volklingen. The pipe had a diameter which is typical for transport systems, i.e. DN 450. The applied drag reducing additive showed a marked influence on the pressure loss in the pipeline. However, its drag reducing effect was available exclusively in the temperature range between 90 and 140 deg. C, so that the pressure loss could only be reduced in the flow pipe of the district heating system. A second drag reducing additive, i.e. an additive consisting of the substances dobone G and sodium salicylate, has been developed in cooperation with HOECHST AG. In laboratory tests this additive has a drag reducing effect within a temperature range of 55-140 deg. C which is relevant for district heating systems. In the period from September to October 1990, this additive was again applied in the pipe section between the combined heating and power station Fenne and the central station Luisenthal. During this test an average pressure loss reduction of 50 per cent was observed; the pressure loss reduction for straight pipe sections even amounted to 75 per cent - 90 per cent. The drag reducing additive was effective both in the flow and in the reflux transport pipe. After the applied concentrations of dobone G and sodium salicylate (NaSal) had been varied, the following concentration values were stipulated for future tenside dosings: dobone G = 1,500 wppm sodium salicylate = 720 wppm Given the above-mentioned concentrations of substances, there will nearly be a...
Das Projekt "Messungen und Berechnungen zum Druckverlust von Gaszyklonen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Mannheim - Hochschule für Technik und Gestaltung, Institut für Mechanische Verfahren durchgeführt. Entwicklung einer praxisgerechten Messtechnik zur Messung von Druckverlusten in Gasstroemungen mit Drallstroemung. Einsatz von Leitapparaten zur Reduzierung des Zyklondruckverlustes.
Das Projekt "AG Turbo COOREFLEX 3.4.1a 'Gesteigerte Vorhersagegenauigkeit des Wärmeübergangs und der Kühleffektivität'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MTU Aero Engines AG durchgeführt. Um die Genauigkeit und den Detaillierungsgrad der CFD Analysen in Bezug auf die Ermittlung von Strömungsfeldern, Temperaturfeldern, Wärmeübergängen und Druckverlusten zu steigern, sollen verschiedene numerische Strömungsmodelle mit vorhandenen und aktuellen Messdaten verglichen werden, um die Unstimmigkeiten zwischen Numerik und Experiment zu verringern. Ferner sollen verschiedene experimentelle Untersuchungen möglichst realitätsnah, d. h. ohne die weit verbreiteten, vereinfachenden Approximationen, auch unter Einsatz von konjugierten Verfahren nachgerechnet werden. Mit diesem Ansatz werden die Wechselwirkungen zwischen lokaler Temperaturentwicklung in der Strömung und dem Wärmeaustausch mit den Wänden berücksichtigt. Die gesammelten Erfahrungen können somit auf reale Bauteile unter typischen Betriebsbedingungen übertragen werden, um die Effizienz und Qualität der Auslegungen zu steigern. Alle Arbeiten im diesem Teilprojekt, in dem die Validierung verfügbarer Modelle in kommerziellen CFD Verfahren im Mittelpunkte steht, werden bei MTU Aero Engines durchgeführt. Komplementär hierzu werden im Teilprojekt 3.4.1b am ITLR neue Modellierungsansätze in CFD Verfahren implementiert und validiert, mit dem Ziel neue Modelle für Designaufgaben im industriellen Umfeld grundsätzlich verfügbar zu machen.
Das Projekt "Untersuchungen zur Dimensionierung von Ejektor-Schalldaempfern und der Vergleich mit anderen Druckluft- und Abblas-Schalldaempfern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Accon GmbH, Ingenieurbüro für Schall- und Schwingungstechnik durchgeführt. Es werden Dimensionierungs- und Konstruktionsregeln fuer den als besonders druckverlustarm geltenden Ejektor-Schalldaempfer, der bisher nur als Labormuster zur Verfuegung stand, entwickelt. Die Eigenschaften werden mit denen anderer Druckluftschalldaempfer verglichen und bewertet nach den Kriterien: Schalldaempfung, Stroemungswiderstand, Verschmutzung, Kosten. Der praktische Einsatz in Betrieben wird beobachtet und ausgewertet.
Das Projekt "Experimentelle Untersuchung zum Mischen von Gasen mittels der Tomographie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Verfahrenstechnik durchgeführt. Das Vermischen von Gasstroemen ist ein kennzeichnendes Problem fuer alle im Bereich der Reinhaltung der Luft eingesetzten Anlagen. Ziel des Projektes ist es, bessere Umsaetze in den der Mischstrecke nachgeschalteten Reaktoren zu erwarten. Dadurch werden Emissionen vermindert. Durch das Vermischen mit geringem Druckverlust sind Verdichter mit verringerten Investitions- und Betriebskosten einsetzbar. Bei explosiven Gasmischungen wird eine erhoehte Sicherheit fuer den Anlagenbetrieb erreicht. In den Forschungsarbeiten sollen Loesungen fuer die konstruktive Gestaltung von Mischstrecken aufgefunden werden, in denen Gasvolumenstroeme mit stark voneinander abweichenden Mengen, Zusammensetzungen und Temperaturen zusammengefuehrt werden. Die Druckverluste sollen minimal und die Mischguete soll vorhersagbar sein. Dazu werden die momentanen raeumlichen Konzentrations- und Temperaturfelder mit einer tomographischen Methode gemessen. Durch die vorgesehenen Messungen an Stroemungskanaelen mit unterschiedlichen Querschnitten wird die Anwendung der Ergebnisse auf Anlagen unterschiedlicher Groesse moeglich.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Solarkollektors mit volumetrischen Absorber fuer Fluessigkeiten und Gase als Waermetraeger" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik, Wirtschaft und Sozialwesen Zittau,Görlitz durchgeführt. Solarkollektor fuer Heiz- und Prozesswaermebereitstellung (Entwicklung bis zur Serienreife): 1) Untersuchung hinsichtlich der Strahlungsphysik, Thermodynamik, Hydraulik, Regelungstechnik. 2) Kollektor soll fuer den Einsatz von Fluessigkeiten und Gasen geeignet sein. 3) Untersuchung unterschiedlicher Absorbermaterialien.
Das Projekt "Abscheidung saurer Schadgase in durchströmten befeuchteten Kalkfilterschichten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Dortmund, Fachbereich Chemietechnik, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik durchgeführt. Im Rahmen eines längerfristig angelegten Forschungsvorhabens waren die Grundlagen eines konditionierten Trockenrauchgasreinigungsverfahrens für den Einsatz in kleineren und mittleren Feuerungsanlagen zu erarbeiten, wobei die Rauchgase bei Temperaturen um 100 Grad C durch eine angefeuchtete Kalkhydratschicht geleitet wurden, die als Filterschicht an ein geeignetes Filtermittel angelagert wird. An einer Modellanlage wurde der Einfluß der Gaskomponenten Wasserdampf, CO2 und HCl auf das Druckverlust- und SO2-Abscheideverhalten untersucht. Die Druckverluste sinken für alle untersuchten Temperaturen (70, 90, 110 Grad C) mit steigender Gasfeuchte stark ab. Mit wachsender Feuchte ergeben sich viskositätsbereinigte Druckverlustabsenkungen von bis zu 70 Prozent. Die SO2-Abscheidung verbessert sich deutlich mit steigender Gasfeuchte. CO2 besitzt nur geringen Einfluß auf das Abscheideverhalten, die Anwesenheit von HCl führt durch die Bildung hygroskopischen Calciumchlorides zu SO2-Abscheideraten von über 90 Prozent bei einem niedrigen stöchiometrischen Verhältnis und hoher relativer Feuchte. Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens deuten auf ein einfaches und preiswertes Rauchgasreinigungsverfahren hin, das bei Temperaturen unter 100 Grad C betrieben werden kann. Durch Einstellung günstiger Betriebsbedingungen können Energiekosten durch niedrigere Druckverluste und Entsorgungskosten durch bessere Umsatzraten eingespart werden. Die Erkenntnisse sollen in einem anschließenden Forschungsprojekt an einer Pilotanlage vertieft werden, um zu belastbaren Auslegungsgrundlagen für Anlagen technischen Maßstabes zu gelangen. Neben den experimentellen Untersuchungen wird die Abscheidung von Schwefeldioxid an Kalkhydratpartikeln unter Berücksichtigung von Strukturveränderungen des Feststoffes modelliert.
Das Projekt "Entwicklung eines Protopypen für eine Luftkollektoranlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsgesellschaft Bau und Umwelt, Institut für Heizung, Lüftung und Bautechnik durchgeführt. Steigende Energiepreise, die Anforderungen des Klimaschutzes und nicht zuletzt die im März 2001 von der Bundesregierung verabschiedete Energieeinsparungsverordnung lassen Anlagen zur Nutzung der Sonnenenergie immer wichtiger und selbstverständlicher werden. Für die thermische Nutzung der Solarenergie mit dem Prozeßmedium Luft (Luftkollektoren) gibt es auf dem deutschen Markt jedoch nur wenige Anbieter. Die Ergebnisse der Untersuchungen zu den Einsatzmöglichkeiten von Luftkollektoren zeigen, daß bei gründlicher Analyse der Einsatzbedingungen und entsprechender Anlagenplanung ein wirtschaftlicher Betrieb derartiger Anlagen möglich ist. Bei niedrigen Kollektortemperaturen und optimalen Strömungsgeschwindigkeiten können maximale Wirkungsgrade erreicht werden. Aufgrund der relativ niedrigen Prozeßtemperaturen sind Trocknungsprozesse in der Land- und Forstwirtschaft (Getreide- und Heutrocknung, Trocknung von Holzhackschnitzeln) und die kontrollierte Wohnungslüftung bzw. Luftheizung für die solare Lufterwärmung besonders geeignet. Da das solare Angebot nur periodisch zur Verfügung steht, diese Prozesse jedoch kontinuierlich ablaufen, sind zusätzlich konventionelle Wärmeerzeuger oder entsprechende Speicher vorzusehen. Erläuterungen zur Gestaltung und Dimensionierung von Luftkollektoren werden dargelegt. Besondere Bedeutung hat dabei die Gestaltung des Absorbers, der einerseits den solaren Strahlungsbedingungen und andererseits strömungstechnischen Anforderungen genügen muß. Im Ergebnis dieser Untersuchungen und weiterer Optimierungen entstanden mehrere Prototypen. An einem Ausführungsbeispiel wird die Aufstellung der Luftkollektoren auf einem Schrägdach dargestellt Die messtechnischen Untersuchungen an den Prototypen erfolgten an einem zu diesem Zweck errichteten Outdoor-Versuchsstand. Es wurden Kennlinien für den Wirkungsgrad und den Druckverlust der Prototypen ermittelt. Hinweise für die Auslegung und Anordnung der Luftkollektoren werden auf der Grundlage der ermittelten Kollektorkennlinien gegeben. Die flächenbezogene Masse (25 kg/m2) und die geometrischen Abmessungen (Kollektorlänge L = 2,5 m und Breite B = 1,0 m) des Prototypkollektors liegen im Bereich von handelsüblichen Wasserkollektoren und garantieren damit die erforderliche Montagefreundlichkeit. Erste Kostenschätzungen für eine Kleinserie von 100 Kollektoren ergeben einen Stückpreis von etwa 1000,- DM. Für KMU bietet der Einstieg in die Luftkollektorherstellung die Möglichkeit, mit relativ geringen Investitionen in Werkzeuge (keine teuren Spezialwerkzeuge), einer einfachen Herstellungstechnologie und unter Verwendung von handelsüblichen Ausgangsmaterialien eine ausbaufähige Position auf dem Solarmarkt zu etablieren.
Das Projekt "Waermeuebergang und Druckverlust in einseitig beheizten, geneigten und innenberippten Rohren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siemens AG durchgeführt. Im Forschungsvorhaben werden Untersuchungen an 6 m langen Rohren in einem Parameterbereich durchgefuehrt, der die moeglichen Dampfzustaende fuer den Dampferzeuger zur Rohrgaskuehlung beim GuD-Kraftwerk mit Kohlevergasung abdeckt. Ziel des Vorhabens ist das Erstellen von Rechenverfahren, die die Berechnung der Rohrwandtemperatur und des Druckverlustes sowohl fuer glatte Rohre bei ungleichfoermiger Beheizung ueber den Rohrumfang, als auch fuer geneigte, glatte Rohre sowie fuer senkrecht angeordnete innengerippte Rohre mit gleichfoermiger Beheizung ueber den Rohrumfang erlauben. Das Vorhaben dient der Erhoehung der Auslegungssicherheit und -genauigkeit von Dampferzeugersystemen, insbesondere im Zusammenhang mit der Einfuehrung neuer Technologien auf dem Kraftwerkssektor wie Kohlevergasung und Wirbelschichtfeuerung.
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