Das Projekt "Bedeutung des Cloud Processing und von organischen Stoffen bei der Bildung wasserloeslicher Schichten auf Mineralstaubpartikeln sowie deren Auswirkungen auf die Wolkencharakteristika" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aerosolen, wie zum Beispiel Mineralstaub, koennen durch die Bildung wasserloeslicher Schichten (vor allem Sulfate) auf der Partikeloberflaeche veraendert werden. Die Bildung von Sulfatschichten auf Mineralstaubpartikeln hat einen Einfluss auf die Eignung der Partikel zur Tropfenbildung und somit auch auf Wolken- und Niederschlagsbildung. Bislang ist noch nicht gruendlich untersucht worden, wie diese wasserloeslichen Schichten auf unloeslichen Partikeln entstehen koennen. Zwei moegliche Entstehungsmechanismen sind das cloud processing von Mineralstaubpartikeln und Oberflaechenreaktionen von Gasen auf der Partikeloberflaeche. Ziel des Projektes ist es anhand von Feldexperimenten, Laborexperimenten und numerischen Modellen, die Entstehung wasserloeslicher Schichten auf Mineralstaubpartikeln sowie deren Auswirkungen auf die Wolkenmikrophysik und die Niederschlagsbildung zu untersuchen.
Das Projekt "Auswirkungen der aktivierbaren Aerosolfraktion auf die Tropfengroessenverteilung und den Eisbildungsprozess durch Tropfengefrieren: Eine detaillierte numerische Untersuchung und Ableitung eines Parametrisierungsansatzes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. In einer ersten Projektphase wurden anhand eines Luftpaketmodells mit detaillierter Beschreibung der Wolkenmikrophysik der Einfluss der chemischen Komposition der Aerosole, als Funktion des Partikelradius, auf die Bildung und zeitliche Entwicklung von Tropfengroessenverteilungen untersucht. Typische Szenarien sowohl bezueglich der Aerosolanzahlen und -groessenverteilungen als auch der Temperatur- und Feuchteprofile aus Beobachtungsdaten (z.B. von den Feldexperimenten CLEOPATRA, FELDE, NORDEX und NOSE) wurden ausgewaehlt und Sensitivitaetsstudien ueber die Auswirkungen des mittleren wasserloeslichen Anteils des Aerosols auf die Tropfenbildung durchgefuehrt. Die Resultate lassen darauf schliessen, dass eine hoehere Sensitivitaet kontinentaler Wolken bezueglich der wasserloeslichen Anteile des Aerosols im Vergleich zu maritimen Wolken vorliegt. Des weiteren wurden die Auswirkungen einer partikelradienabhaengigen Verteilung des wasserloeslichen Anteils der Aerosole auf die Tropfenpopulation untersucht. Zudem wurden die Effekte der Koexistenz wasserloeslicher und wasserunloeslicher (z.B. Mineralstaubpartikel, biologische Partikel) auf die Tropfenbildung untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt: Verfahrens- und werkstofftechnische Entwicklung eines Hochrotationszerstäuberkonzeptes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik durchgeführt. Das Ziel des vorliegenden Forschungsvorhabens ist, einen Hochrotationszerstäuber zu entwickeln, der durch seine werkstofftechnische Gestaltung und durch sein verfahrenstechnisches Konzept ein Minimum an Energieeintrag bei gleichzeitiger Steigerung der Lackierungsqualität verspricht. Die wissenschaftlichen Ziele des Instituts für Mechanische Verfahrenstechnik (IMVT) sind die Entwicklung von Rechenmodellen zur Vorhersage der Tropfenbildung und Tropfenbewegung bei der Lackierung von Oberflächen mit Hochrotationszerstäuber sowie die messtechnische Erfassung der Tropfengröße, des Tropfengrößenspektrums und den Strömungsverhältnissen an der Abrisskante der Zerstäuberglocke. Bei den messtechnischen Untersuchungen steht die Ermittlung der Strahlkontur, Zerfallslänge und Tropfengröße im Vordergrund des Vorhabens. Mit den weiteren Untersuchungen zur Tropfenbewegung in der Gasphase und zum Tropfenspektrum durch Parameterstudien dienen die Experimente der Erarbeitung von Auslegungsgrundlagen zur Erhöhung des Auftragswirkungsgrades bei der Reduzierung des Energieaufwands. Das wissenschaftliche Ziel des Instituts für Materialprüfung, Werkstoffkunde und Festigkeitslehre (IMWF) stellt die beanspruchungsgerechte Gestaltung eines Hochrotationszerstäubers dar. Hierzu werden Betriebszustände, Beanspruchungen und Materialverhalten analysiert um mit Hilfe moderner Simulationswerkzeuge und umfangreicher experimenteller Validierung Anforderungen an Materialwahl und Design abzuleiten. Neben Strukturbetrachtungen erfolgt zudem eine dedizierte Betrachtung des Verschleißverhaltens unterschiedlicher Konstruktionswerkstoffe in Feststoffsuspensionen.