Das Projekt "Entwicklung eines photometrischen Verfahrens zur Analyse von Russpartikeln in Flammen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Brennstoffe entstehen Russpartikel, die den Verbrennungsfortschritt beeinflussen. Die primaer entstehenden Russpartikel sind nur wenige Nanometer gross. Sie wachsen durch Agglomeration und werden im Verlauf der Verbrennung teilweise wieder zerstoert. Um Russpartikel bezueglich ihrer Konzentration und Groessenverteilung zu charakterisieren, ist ein beruehrungsloses, photometrisches Messverfahren mit folgenden Spezifikationen entwickelt worden: Bestimmung der Volumenkonzentration der Russpartikel von 10 hoch minus 7 bis 10 hoch minus 4 Partikelgroessenbereich 20 nm bis 300 nm, in-situ Messung am Partikelkollektiv in der Flamme. Zur Bestimmung der Partike1groessenverteilung und der Partikelkonzentration dient folgendes Messprinzip: Ein horizontal polarisierter Laserstrahl beleuchtet die Russpartikel direkt in der Flamme. Das an den Russpartikeln gestreute Licht wird in der Polarisationsebene im Streuwinkelbereich zwischen 85 Grad und 98 Grad gemessen. Aus dem Streulichtsignal lasst sich die Partikelgroessenverteilung der Russpartikel im Messvolumen berechnen. Gleichzeitig wird die Intensitaet des Laserstrahls vor dem Eintritt in die Flamme und nach dem Austritt aus der Flamme detektiert. Aus der Lichtschwaechung durch Extinktion und der aus der Streulichtinformation berechneten Partikelgroessenverteilung wird die Partikelvolumenkonzentration der Russpartikel im Messvolumen bestimmt.
Das Projekt "Russ- und Schadstoffbildung in Verbrennungsaerosolen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg, Fachbereich 7 Maschinenbau, Institut für Verbrennung und Gasdynamik durchgeführt. Russpartikel aus technischen Verbrennungsprozessen geraten zunehmend in den Verdacht, beim Menschen Krebs auszuloesen. Die kanzerogene Wirkung des Russes beruht auf seiner Faehigkeit, im eigentlichen Russgrundgeruest Kohlenwasserstoffe und andere Substanzen zu absorbieren. Zur quantitativen und qualitativen Untersuchung der Russpartikel wird ein Niederdruckbrenner mit Molekularstrahlabsaugung eingesetzt. Er erlaubt eine Probenahme aus beliebigen Flammenzonen und die anschliessende Bestimmung der absoluten Russmasse sowie der Masse der geladenen Partikel. Die Analyse der im Russ eingelagerten Substanzen erfolgt nach ihrer thermisch ausgeloesten Resorption mit Hilfe eines Massenspektrometers.
Das Projekt "Verminderung der Partikelemission von Dieselmotoren fuer PKW durch Dieselpartikelfilter" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. durchgeführt. Filter zur Reduzierung der Partikelemission muessen intermittierend durch Abbrennen (Oxidation) regeneriert werden, um Verstopfung zu verhindern. Bislang ist das Abbrennen nur bei Temperaturen ueber 500 Grad C moeglich, die z.B. im Teillastbereich nicht erreicht werden. In diesem Vorhaben wurde das Filterungs- und Regenerationsverhalten von edelmetallbeschichteten Stahlwollefiltern an einem schnelllaufenden PKW-Dieselmotor untersucht und mit den Ergebnissen vorangegangener Untersuchungen an einem keramischen Wabenfilter verglichen. Die Partikelemissionen wurden in Anlehnung an die EPA-Richtlinien im verduennten Abgas bestimmt. Das Filterungs-, Russammlungs- und Regenerationsverhalten von katalytisch beschichteten Stahlwollefiltern (JM13/VI) weist im Vergleich zu keramischen Wabenfiltern (Corning EX 47) einen niedrigeren Filterwirkungsgrad, hoeheren Abgasgegendruck und ein vergleichbares Regenerationsverhalten im Abgas von Dieselmotoren auf. Eine 2 kW-Abgasheizung ermoeglicht auch in Kombination mit Ansaugdrosselung keine Russoxidation in Partikelfiltern in der Teillast. Mit Hilfe von in den Filterkanaelen installierten elektrischen Heizleitern (Maeander) ist bei genuegend hoher Russmasse im Filter und niedrigen Abgasmassenstroemen nach der Russzuendung am Kanalanfang ein selbsttragender Russabbrand durch die Filterkanaele moeglich.
Das Projekt "Entwicklung eines Geraetes zur Erzeugung von definiertem Verbrennungsruss" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesamt für Umwelt, Wald und Landschaft, Abteilung Luftreinhaltung und NIS durchgeführt. Das Projekt hat mit zum Ziel, einen Russgenerator fuer die kontinuierliche Herstellung von definierten ultrafeinen Russteilchen zu entwickeln. Nach dem Erarbeiten des neuen Prinzips zur Erzeugung von Russteilchen wird ein Russgenerator in vereinfachter Ausfuehrung gebaut und getestet. Dieser Russgenerator ist in der Lage, Vertrennungsrussteilchen mit einstellbaren Charakteristiken im Submikronbereich (kleiner 1 Mikrometer) zu erzeugen. Die Groesse der erzeugten Russteilchen laesst sich in diesem Bereich durch Einstellen des Russgenerators einfach und effizient variieren. Die Partikelkonzentrationen liegen bis zu mehr als 100 mal hoeher als solche, die ueblicherweise bei den Russemissionen von Verbrennungsmotoren und Feuerungen anzutreffen sind. Diese Eigenschaften des neuen Russgenerators duerften fuer dessen praktische Anwendungen von wichtiger Bedeutung sein. Dr. Jing, EAM und ETHZ, hat im Bereich Entstehung von Dieselrusspartikeln und Messung derselben doktoriert. Im gemeinsamen Auftrag von BUWAL, EAM, BAP und SUVA entwickelt er ein Russgeneriersystem zur kontinuierlichen Erzeugung von Russteilchen definierter Groesse und Menge und mit einstellbaren Hauptbestandteilen. Projektziele: Fuer die Kalibrierung der Russmessung fehlt eine praktikable Kalibrationsquelle. Ziel des Projektes ist es, eine Russquelle zu entwickeln, die definierten Russ, der fuer die Messtechnik unabdingbar ist, produzieren kann. Umsetzung und Anwendungen: Im Rahmen des Gemeinschaftsauftrages wurde am EAM zum Aufbau einer Kalibrierbasis fuer Russmessgeraete eine neue Methode zum Erzeugen von Verbrennungsrussteilchen entwickelt, die denen aus Verbrennungsmotoren wie z.B. dem Dieselmotor in den wichtigsten Eigenschaften gleichen. Die Groesse und Konzentration der Teilchen entsprechen der Feldsituation und lassen sich dank spezieller Ausfuehrung des Russgenerators kontinuierlich und mit einer Reproduzierbarkeit von +/-5 Prozent variieren. Im Vergleich zum Dieselmotor erlaubt der neue Russgenerator eine rationellere und wirtschaftlichere Erzeugung von Verbrennunungsrussteilchen mit einfacher und flexibler Arbeitsweise. Zusaetzliche ist er auch fuer die Forschung der Verbrennungsaerosole, die Entwicklung der Partikelmesstechnik und die Pruefung von Partikelfiltern geeignet.