Das Projekt "Aeroakustik von Mini-TEDs" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Aerodynamik und Gasdynamik durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Verbundes FREQUENZ. Die Lärmbelastung der Zivilbevölkerung ist eines der wesentlichen Hindernisse für das kommende Wachstum im Flugverkehr. Neben der Dämpfung einzelner Lärmquellen (z.B. Nasenklappe, Fahrwerk, Triebwerke) kann auch die Schallimmission am Boden verringert werden, indem der Flugpfad steiler und langsamer gewählt wird. Dazu ist jedoch ein höherer Auftrieb erforderlich, der beispielsweise durch den Einsatz von Mini-TEDs bereitgestellt wird. Es ist jedoch noch weitgehend unklar, wie die akustischen Eigenschaften eines solchen Hochauftriebssystems aussehen. Dies soll in dem beantragten Vorhaben mit numerischen Verfahren untersucht werden. Zur Anwendung kommt dabei die DES-Methode, die es ermöglicht, die instationären, dreidimensionalen Strömungsvorgänge an den Mini-TEDs aufzulösen. Der dort lokal erzeugte Schall wird mit Hilfe der akustischen Analogie analytisch ins Fernfeld zum Beobachter transportiert. Die in dem Vorhaben gewonnenen Erkenntnisse können einen wesentlichen Beitrag zur Einschätzung der Einsetzbarkeit von Mini-TEDs an künftigen Verkehrsflugzeugen liefern. Gleichzeitig geben sie wertvolle Hinweise auch zur möglichen Nachrüstung an vorhandenen Flugzeugtypen.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wehling Anlagen- und Maschinenbau GmbH durchgeführt. Ziel des Teilprojektes ist die Entwicklung möglicher geometrischen Anordnung eines Stator-Rotor-Reaktors mit Schnittstelle zur Einbringung von Ultraschall in die Reaktorkammer, so dass die Möglichkeit zur Kombination von hydrodynamischer und akustischer Kavitation gegeben ist. Es erfolgt eine Abwägung der verschiedenen Ansätze unter den Gesichtspunkten der Fertigbarkeit, Haltbarkeit und Wartbarkeit. Dabei ist die Evaluierung verschiedener Werkstoffe von zentraler Bedeutung. Aus dem Bereich der industriellen Pumpenherstellung ist Kavitation als zerstörerischer und zu vermeidender Effekt bekannt, so dass mit einer hohen Materialbeanspruchung zu rechnen ist. Eventuelle Ansätze zur Lösung bestehen in der Verwendung von keramischen Werkstoffen oder der Beschichtung mit keramischer Werkstoffen (Teilkeramik), wodurch die Oberflächenhärte gesteigert wird. Die verfolgten Ziele im Teilprojekt sind: - Entwicklung der Möglichkeit der Kombination von hydrodynamischer und akustischer Kavitation - Evaluierung von Materialeigenschaften im Zusammenhang mit der Integration von Ultraschall - Ausarbeitung des CAD-Modells und der Fertigungszeichnungen - Fertigung des Stator-Rotor-Reaktors - Erprobung des Stator-Rotor-Reaktors mit Integration von Ultraschall - Fertigung eines Stator-Rotor-Reaktor mit Integration von Ultraschall und Ozon - Erprobung des Stator-Rotor-Reaktor mit Integration von Ultraschall und Ozon - Überprüfung der Skalierbarkeit
Das Projekt "Geraeteentwicklung fuer HF-A-Fluessigkeiten im Einsatz bei Steuerungen und Antrieben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für hydraulische und pneumatische Antriebe und Steuerungen durchgeführt. Der Einsatz von ueberwiegend wasserhaltigen Druckfluessigkeiten (HF-A) fuer hydraulische Steuerungen und Antriebe ist in vielen Fertigungsbereichen mit Ruecksicht auf das zu erzeugende Produkt (z.B. in der Keramik-, Gummiwaren- und Nahrungsmittelindustrie) bzw. zur Verminderung der Brandgefahr (z.B. in Giessereien, in Huettenwerken und im Bergbau) anzustreben. Auch aus Gruenden des Umweltschutzes erscheint die Verwendung dieser Druckfluessigkeiten besonders vorteilhaft. Diesem Bestreben stehen jedoch u.a. die stark erodierende Wirkung der HF-A-Fluessigkeiten (Wasser + 3-20 v.H. Emulsionszusatz) durch Kavitation und ihre Korrosionswirkung entgegen. Gegenstand des geplanten Vorhabens ist die Entwicklung und Erprobung von Geraeten der Wasserhydraulik fuer Steuerungen und Antriebe mit langer Lebensdauer.
Das Projekt "Quelllärm in Experiment und Numerik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Airbus Defence and Space GmbH durchgeführt. Das Vorhaben ist Teil des Bundes FREQUENZ. Das Projekt Frequenz hat zum Ziel, einen Beitrag zur Reduktion des Fluglärms in der Zukunft zu leisten. Es konzentriert sich an der Lärmreduktion an der Quelle und fokus. ausgewählte Beispiele aus den Bereich der Zelle aber auch des Triebwerks. Im Projekt soll über die Erarbeitung wissenschaftlicher Grundlagen an ausgewählten Basisexperimenten der Schaffung validierter aero-akustischer Entwurfswerkzeuge erreicht werden, die genutzt werden sollen bei der Umsetzung von Einzelmaßnahmen in flugfähige Lösungen, die dann im Messflug erprobt werden. Das Projekt unter Federführung der Deutschen Lufthansa AG gliedert sich in 3 Teilprojekte mit den Themenschwerpunkten: Teil 1: Berechnung lärmarmer Flugzeugkomponente(Methode und Verfahren), Teil 2: Aerodynamischer Lärm (Basisexperiment und Validierungsdaten). Teil 3: Entwicklung von Nachrüstmaßnahmen für Verkehrsflugzeuge (Anwendung). Es werden zusammen mit den Partnern Berechnungsverfahren zur Vorhersage aeroakustischer Quellen am Flugzeug und dem Immissionspegel am Standort der Betroffenen weiterentwickelt und validiert. Der Antragsteller stärkt und erweitert mit dem Projekt seine Kompetenz an den Gebiet der Fluglärmprognose und der Entwicklung von geeigneten Lärmminderungsmaßnahmen. Die Entwicklung und Erprobung von Nachrüstmaßnahmen zur Lärmreduktion führen zu einem direkt umsetzbaren Technologievorsprung gegen Wettbewerbern.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Reiflock Abwassertechnik GmbH durchgeführt. Innerhalb des geplanten Vorhabens werden ein Verfahren und die zur Anwendung geeignete Anlagentechnik zur Verbesserung der Entwässerbarkeit von Schlämmen entwickelt. Die Schlämme sollen vorwiegend aus den Bereichen Papiererzeugung, Kläranlagen oder anderen vor einem Recycling oder einer Entsorgung zu entwässernden Feststoffsuspensionen stammen. Aufgabe ist es, durch Vorbehandlung der Schlämme mittels Kavitation in Kombination mit Dampfdruck-Impulsen eine energiesparende Alternative zu bisherigen Entwässerungstechnologien zu bieten, die deutlich bessere Entwässerungsergebnisse ermöglicht. Zielsetzung des Vorhabens ist es, durch die Vorbehandlung der Feststoffsuspensionen in der nachgeschalteten Separationsstufe mindestens 5 Prozent, möglichst 10 Prozent, mehr Wasser abzutrennen. Diese Verbesserung soll unabhängig vom jeweiligen Entwässerungsverfahren, wie beispielsweise Filterpressen oder Zentrifugen erreicht werden. Das Resultat ist somit ein höherer Trockensubstanz-(TS) Anteil. Im Projekt soll die Anwendung des Verfahrens in der Aufbereitung von Klärschlämmen und Papierschlämmen untersucht werden. Zunächst werden Grundlagenuntersuchungen mit einer Versuchsanlage zur Dampfdruckkavitation an verschiedenen Schlämmen durchgeführt. Parallel dazu wird eine Versuchsanlage für die Kavitationsbehandlung von Schlämmen entwickelt und gebaut. Dieses Anlagensystem soll dann unter Anwendungsbedingungen an Schlämmen erprobt und optimiert werden.
Das Projekt "Lufteintrag in die Stroemung durch quadratische Sohlennischen mit und ohne Rampen in Grundablaessen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Um Kavitation bei Abfluessen mit freiem Spiegel und grossen Geschwindigkeiten in Schussrinnen oder Grundablaessen zu vermeiden, werden neuerdings Belueftungseinrichtungen in diese Bauteile einer Talsperre eingebaut, ueber die Luft in Blasenform in die Stroemung eingebracht wird, die die Kompressibilitaet des Wassers vergroessert. Als Einrichtungen dienen ua Nischen mit und ohne Rampen. - Die Grundlagenforschung ist durch praktische Taetigkeit angeregt worden. So hat das Institut fuer Wasserbau und Wasserwirtschaft der TU Berlin an der Planung und auch modellmaessigen Pruefung des Entwurfs von mehreren Grundablaessen im In- und Ausland mitgewirkt, bei denen Fragen zu beantworten waren, wie zB welche Belueftungseinrichtung soll gewaehlt werden, welche Massstabseffekte sind zu beachten, wenn man den Luftgehalt im physikalischen Modell bestimmt hat. In einer ersten Versuchsserie werden ausschliesslich Sohlennischen ohne Rampen in Grundablaessen untersucht. Bei der Formgebung der Nische hat man sich auf Empfehlungen in der Literatur gestuetzt, die eindeutig die quadratische Nische favorisieren. Daran anschliessend wird die Nische mit Rampe untersucht, wobei die Form der Nische beibehalten und nur die Neigung der Rampe variiert wird. - Ziel der Untersuchungen ist es, dem planenden Ingenieur rechnerisch ueberblickbare, aber fundierte Bemessungsgrundlagen fuer die Ausbildung und Anordnung von Nischen mit und ohne Rampen an die Hand zu geben. Die Versuche sollen darueberhinaus klaeren, welche Massstabseffekte bei einer bestimmten Modellgroesse den Lufteintrag beeinflussen und somit die Uebertragbarkeit des im Modell gemessenen Luftvolumens ausschliessen.
Das Projekt "Einfluss von Dürre auf das Waldsterben in Europa und Westkanada (Water03 - IDDEC)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Fachgebiet für Ökoklimatologie durchgeführt. While many forests and woodlands may be at increasing risk of climate-induced dieback, significant knowledge gaps remain in our understanding of the causes of climate-induced tree mortality. Recent publications underscore the critical importance of understanding the mechanisms that trigger plant mortality (Adams et al., 2009), particularly regarding features and traits that could be used as physiological indicators of tree death (McDowell et al., 2008). Alterations in wood formation and structure often occur prior to visual symptoms of crown decline. Thus, physiological, morphological, and anatomical traits related to xylem ('water-conducting pipes') may provide early-warning signals of drought-induced dieback. A better mechanistic understanding of drought-induced forest dieback would improve our ability to predict tree mortality and future changes in forest composition and coverage. The project aims at studying how drought episodes promote dieback via changes in xylem structure. Different genotypes of aspen (parkland region and the southern boundary of the boreal forest in western Canada), oak (Southern Europe) and pine (experiment) will be studied along gradients of moisture availability. Xylem-related traits that will be measured include ring-width, number of missing rings, quantitative wood anatomical structures (diameter and frequency of vessels/ tracheids, inter-vessel pit structure) as well as cavitation resistance, hydraulic conductivity, and water potentials.
Das Projekt "Entkeimung von Wässern und Schlämmen mit Ultraschall und kombinierten Verfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz B-2 durchgeführt. Problemstellung: In den letzten Jahren haben gesteigerte Anforderungen an Kläranlagenabläufe dazu geführt, dass vielfach eine Entkeimung von Abwasser nötig geworden ist. Aus diesem Grund hat auch auf vielen deutschen Kläranlagen eine saisonal betriebene Desinfektionsstufe Einzug gefunden, die die Keimzahlbelastung im Kläranlagenablauf drastisch reduziert. Um die in der europäischen Badegewässerrichtlinie vorgeschriebenen strengen Grenzwerte einhalten zu können, sind jedoch hohe Dosen an Desinfektionsmitteln nötig. Sobald Abwässer entkeimt werden sollen, die hohe Konzentrationen an Feststoffen aufweisen, ist die Wirkung der Desinfektionsmittel limitiert, da die Bakterien in Partikelagglomeraten Schutz finden. Somit wird fast immer eine kostspielige Filtrationseinheit als Vorbehandlungsstufe für die Desinfektion nötig. Zielsetzung: Durch den Einsatz von niederfrequentem Ultraschall ist es möglich, im Abwasser Kavitation zu erzeugen, wodurch Partikelformationen deagglomeriert werden. Durch diese rein physikalische Veränderung der Zusammensetzung des Abwassergefüges können Bakterien derart freigesetzt werden, dass eine nachgeschaltete Desinfektion begünstigt wird. Ziel dieser Arbeit ist es auszuloten, unter welchen Voraussetzungen Ultraschall alleine oder in Kombination mit herkömmlichen Verfahren geeignet ist, die Abwasserdesinfektion zu verbessern, so dass Energie- bzw. Chemikalieneinsatz reduziert werden können.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule München, Studiengang Papier- und Verpackungstechnik durchgeführt. Innerhalb des geplanten Vorhabens werden ein Verfahren und die zur Anwendung geeignete Anlagentechnik zur Verbesserung der Entwässerbarkeit von Schlämmen entwickelt. Die Schlämme sollen vorwiegend aus den Bereichen Papiererzeugung, Kläranlagen oder anderen vor einem Recycling oder einer Entsorgung zu entwässernden Feststoffsuspensionen stammen. Aufgabe ist es, durch Vorbehandlung der Schlämme mittels Kavitation in Kombination mit Dampfdruck-Impulsen eine energiesparende Alternative zu bisherigen Entwässerungstechnologien zu bieten, die deutlich bessere Entwässerungsergebnisse ermöglicht. Hierzu werden die Arbeiten zwischen den Partnern entsprechend ihrer komplementären Kompetenzen aufgeteilt. Der Schwerpunkt im Teilvorhaben der Hochschule liegt in der Analyse des Anlagenkonzepts, experimentelle Untersuchung der Kavitationswirkung und Entwicklung geeigneter Prozessbedingungen sowie Validierung der Ergebnisse an der Testanlage.
Das Projekt "Verbesserung der Gemischbildung bei der Wassereinspritzung in Gasturbinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 4, Lehrstuhl und Institut für Dampf- und Gasturbinen durchgeführt. Das Vorhaben soll einen Beitrag dazu leisten, die Stickoxidemission kleinerer Gasturbinenanlagen im Leistungsbereich 0,5 - 30 MW zu reduzieren. Eine wirkungsvolle Methode zur NOx-Minderung ist die Absenkung der Verbrennungstemperatur durch Einspritzung von Wasser in die Primaerzone der Verbrennung. Allerdings sind die Einspritzsysteme z.Z. noch unausgereift. Die Wassereinspritzung fuehrt zu Kavitations- und Erosionsschaeden an der Brennkammer und damit zu haufigen Betriebsausfaellen. Auch ist die Wasserverteilung in der Luft-Brennstoffstroemung noch nicht so optimiert, dass mit dem geringstmoeglichen Wassereinsatz gefahren werden kann. Dies fuehrt zur Minderung des Anlagenwirkungsgrads und zu erhoehten Betriebskosten. Das Ziel besteht darin, fuer Brennkammern kleiner Gasturbinenanlagen eine Modellvorstellung zu entwickeln, die die Wassereinspritzung zur NOx- Minderung bei minimalem Wassereinsatz unter Vermeidung von Kavitations-und Erosionseffekten ermoeglicht. An einer realistischen Brennkammerkonfiguration ist das Modell zu verifizieren.
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