Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Relaxed Eddy Accumulation (REA)-Systems zur Bestimmung vertikaler Flüsse von salpetriger Säure (HONO)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Wuppertal, Fachgruppe Chemie und Biologie, Arbeitsgruppe Physikalische und Theoretische Chemie durchgeführt. Während der letzten Jahre wurde Salpetrige Säure (HONO) als eine Hauptquelle von OH-Radikalen in der unteren Atmosphäre erkannt. Da das OH Radikal für den Abbau der meisten Schadstoffe und die Bildung von Photooxidantien, wie z.B. Ozone, verantwortlich ist, sind die Identifizierung und die Quantifizierung von atmosphärischen HONO-Quellen von großer Bedeutung. Basierend auf Laborstudien wurden hauptsächlich bodennahe HONO-Quellen vorgeschlagen, um die unerwartet hohen HONO-Tageskonzentrationen in der unteren Atmosphäre zu erklären. Daraus resultierende vertikale Flussmessungen von HONO über atmosphärischen Oberflächen werden jedoch nur selten durchgeführt. Zudem wird hierbei auf Grund fehlender schneller und empfindlicher HONO-Messgeräte meist nur die aerodynamische Gradientenmethode eingesetzt, die mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Daher soll im Rahmen des hier beantragten Projektes ein REA (Relaxed Eddy Accumulation) System, zur Quantifizierung vertikaler Flüsse salpetriger Säure (HONO) entwickelt und erprobt werden. Es soll ein Zweikanal-Messgerät aufgebaut werden, das auf dem LOPAP (Long Path Absorption Photometer)-Messprinzip basiert und das mit einem mikrometeorologischen Einlasssystem gekoppelt wird. Hierbei werden zwei schnelle Magnetventile mit Hilfe eines Ultraschallanemometers gesteuert und somit die beiden Kanäle für jeweils auf- und absteigende Luftmassen beprobt. Zusätzlich werden in einem dritten Kanal chemische Interferenzen bestimmt und zur Korrektur der Messsignale verwendet. Parallel zum Aufbau der Hardware soll für die Steuerung der Ventile und die Datenerfassung der meteorologischen Daten eine passende Software entwickelt werden. Das Gerät wird zunächst an der BUW auf seine technische Funktionalität getestet und optimiert. Zum Ende des Projektes sollen dann mit Hilfe des Messgerätes und begleitenden anderen Spurengasmessungen Tagesquellen von HONO über einem landwirtschaftlich genutzten Feld in Grignon (Frankreich) identifiziert und quantifiziert werden. Die gewonnenen Daten sollen mit Ergebnissen aus HONO-Gradientenmessungen verglichen werden, die im Rahmen eines früheren DFG-Projekts des Antragstellers am selben Messort gewonnen wurden.
Das Projekt "Teilprojekt: More - Mofetten Untersuchungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Geographie und Geowissenschaften, Geozentrum Nordbayern, Lehrstuhl für Angewandte Geologie durchgeführt. Mofetten sind natürliche Gasaustritte, an denen CO2 entlang von Störungszonen aus dem Erdmantel aufsteigt und stellen als solche natürliche Fenster zu magmatischen/vulkanischen Prozessen in der Tiefe dar. Ziel der vorgeschlagenen Untersuchungen an Mofetten ist der physikalische Zusammenhang zwischen Fluideigenschaften, ihrer Migrationspfade und Erdbeben. Der Einsatz modernste Fluidmesstechnik stellt einen komplett neuen Ansatz dar im Vergleich zur Strategie diskreter Probennahmen während der letzten Jahrzehnte. Zusammensetzung und isotopische Signatur der Gase werden kontinuierlich in-situ in verschiedenen Tiefen analysiert. Weltweit einmalig, lassen sich so die aufsteigenden Mantelfluide entlang eines vertikalen Geradienten aus einer Tiefe von mehreren Hundert Metern bis an die Erdoberfläche verfolgen. Dies kann Hinweise auf die Ursache zeitlicher Veränderungen geben, die in Zusammenhang mit der Öffnung von fault-valves, der Zumischung krustaler Fluide zu einer stetigen Mantelentgasung, oder einer möglichen Freisetzung von Wasserstoff bei Bruchvorgängen stehen. Als Untersuchungsobjekt wurde die Hartousov Mofette ausgewählt. Detaillierte Messungen vor, während und nach der Bohrung eines 300 m tiefen Bohrlochs geben Aufschluss über einen möglichen Einfluss der Bohrtätigkeiten auf das lokale und regionale Fluidregime. Periodisch werden Proben zur Edelgasanalytik und detaillierten Isotopenanalyse entnommen. Die Arbeiten stehen in direktem Zusammenhang mit der für 2019 geplanten Fluidbohrung im Rahmen ICDP Projektes 'Drilling the Eger Rift: Magmatic fluids driving the earthquake swarms and the deep biosphere'.
Das Projekt "Rechnerische Erfassung des dynamischen Verhaltens von Ventilsteuerungen am Beispiel eines Tassenstoesseltriebes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Angewandte Thermodynamik und Institut für Thermodynamik durchgeführt. Die erhoehten Anforderungen an die heutigen Verbrennungsmotoren fuer Fahrzeugantriebe bedingen, dass auch der Ventiltrieb optimal ausgelegt wird. Dazu ist eine moeglichst genaue rechnerische Erfassung der dynamischen Vorgaenge bei der Betaetigung des Ventiltriebs notwendig. Fuer die mathematische Formulierung der Bewegungsgleichungen ist ein Ersatzsystem des Ventiltriebs erforderlich. Dieses soll, ausgehend von einem gedaempften 2-Massen-Federn-System mit linearem Verhalten, durch Vergleich von Rechenergebnissen mit Messungen an einem Ventiltriebspruefstand (Parameteridentifikation, Erfassung des Bewegungsablaufes bei Betaetigung des Ventiltriebs) moeglichst gut dem realen Ventiltrieb angepasst werden. Dabei wird die Zahl der Freiheitsgrade des Ersatzsystems zur Beschraenkung des Rechenaufwandes nur auf das unbedingt notwendige Mass angehoben. Das Ziel ist, auf diese Weise ein Rechenprogramm mit einer gegenueber den heutigen Bedingungen erhoehten Aussagegenauigkeit bei vergleichbarem Rechenaufwand ueber den Bewegungsablauf im Ventiltrieb zu erstellen. Die Arbeiten sollen fuer eine moderne Ventiltriebsbauart, einen Tassenstoesselventiltrieb mit obenliegender Nockenwelle, durchgefuehrt werden.
Das Projekt "Sicherheitstechnische Weiterentwicklung einer Verladeanlage fuer druckverfluessigte Gase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesanstalt für Immissionsschutz Nordrhein-Westfalen durchgeführt. Entwicklung und Bau einer Verladeeinrichtung fuer Fluessiggas einschliesslich Schnelltrennkupplung (Lieferung und Montage von Zusatzeinrichtungen fuer eine Dichtheitspruefung/Dichtheitsueberwachung beim Ladevorgang an der loesbaren Verbindung, fuer die Einbindung des Bodenventils am Strassentankwagen in das anlagenseitige Not-Aus-System und eine Ablaufsteuerung. Standort der Anlage ist bei Messer Griesheim in Dortmund.
Das Projekt "Teilprojekt: Stabilisierung des GCAI-Brennverfahrens durch die Nutzung innerzyklischer Korrelationen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Fakultät 4 Maschinenwesen, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen durchgeführt. GCAI stellt einen vielversprechenden Ansatz zur gleichzeitigen Minimierung von Verbrauch und Emissionsausstoß in Verbrennungsmotoren dar. Die aus der Verbrennungseinleitung über die Reaktionskinetik resultierende Zyklenkopplung führt jedoch zu zwei maßgeblichen ungelösten Herausforderungen, an deren Lösung aktuell stark geforscht wird: Die starke Abhängigkeit der Verbrennungsstabilität von den Randbedingungen sowie die Einschränkung des Kennfeldbereiches. Die Entwicklung innovativer zylinderdruckgeführter Regelungen wird hier als Lösungsansatz angesehen. In TP3 wird die Hypothese verfolgt, dass durch die Kombination von zwei neuartigen Ansätzen die Verbrennungsstabilität maßgeblich verbessert werden kann und somit die bestehenden Herausforderungen adressiert werden können. Durch den Regeleingriff innerhalb eines Verbrennungszyklus wird in Zusammenarbeit mit TP1 eine In-Zyklus-Regelung realisiert. Weiterhin wird in Zusammenarbeit mit TP5 der Einfluss von direkt eingespritztem Wasser als innerzyklische Stellgröße für GCAI untersucht und bewertet. Eine der Kernaufgaben ist die Erstellung eines echtzeitfähigen Verbrennungsmodells für GCAI, welches sowohl die Korrelationen zwischen einzelnen Größen innerhalb eines Zyklus als auch die Effekte von zugesetztem Wasser berücksichtigt. Bestehende Modelle, welche auf stationären Messungen basieren, sollen zur Abbildung der hochdynamischen Effekte innerhalb eines Zyklus und der Wassereinspritzung erweitert werden. Um die benötigte Datenbasis zu schaffen, werden transiente Untersuchungen durch das gezielte Einprägen von Ausreißerzyklen mittels zyklusindividueller Variation der Stellgrößen durchgeführt. Hierfür steht ein Forschungsmotor mit einem vollvariablen Ventiltrieb und einer frei programmierbaren Motorsteuerung zu Verfügung. Die in TP5 untersuchten Grundlagen bezüglich der Zugabe von Wasser und CO2 werden mit den transienten Motorversuchen abgeglichen und zur Erstellung des physikalisch-chemischen Anteils eines Grey-Box-Modells genutzt. Diese Zusammenhänge werden thermodynamisch analysiert, durch den Vergleich mit 1D Ladungswechsel und 3D CFD-Simulationen plausibilisiert und in echtzeitfähige Modelle überführt. Durch die Implementierung des Reglers in der Echtzeithardware können die Potentiale der Stabilisierung von GCAI durch In-Zyklus Eingriffe realisiert werden. In Zusammenarbeit mit TP1 wird der Multiskalenregler entwickelt, welcher mit TP2 auf die Restriktionen der Echtzeitplattform optimiert wird. Dabei ist eine bedarfsgerechte Aufteilung auf die Ressourcen Mikrocontroller und FPGA nötig. Es erfolgt eine funktionale Absicherung durch MiL-Tests und eine Co-Simulation des Reglers mit den zuvor entwickelten Modellen basierend auf einer 1D-Ladungswechselsimulation. Die Verifikation der Echtzeitfunktionalität wird mit einem HiL-Prüfstandsaufbau umgesetzt. Abschließend erfolgt die Überprüfung des Reglers durch Messungen am Motorprüfstand im transienten Betrieb sowie am Kennfeldrand.
Das Projekt "Weiterentwicklung von Analysemethoden zur Bewertung der Komponentenintegrität bei Kernschmelzunfällen unter Einbezug fortschrittlicher Konzepte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH durchgeführt. Ziel der Arbeiten ist die Weiterentwicklung strukturmechanischer Analysemethoden zur Bewertung der Integrität von Komponenten der Druckführenden Umschließung unter Belastungen aus Kernschmelzszenarien. Dabei liegt ein Schwerpunkt auf dem Einbezug fortschrittlicher Konzepte zur Abschwächung der Auswirkungen bereits eingetretener Unfallabläufe mit Kernschmelzen, wie beispielsweise Konzepte zur Schmelzerückhaltung durch Außenkühlung des RDB oder innovative Konzepte zur Druckentlastung während eines Unfalls. Im Projekt werden numerische Modelle von RDB-Kalotten unter Außenkühlung, Durchführungen und Sicherheits- und Entlastungsventilen in Finite Elemente Programmen und ggf. weiteren Programmen erstellt, anhand von experimentellen Nachrechnung, der Teilnahme an internationalen Benchmarks und dem Vergleich mit analytischen Methoden qualifiziert und auf postulierte Kernschmelzszenarien angewandt. Dazu ist die Teilnahme an Aktivitäten der OECD, der IAEA sowie die Zusammenarbeit mit Inhouse-Experten der AC2-Entwicklung und der numerischen Strömungssimulation vorgesehen. Die Analysen der Sicherheits- und Entlastungsventile werden aufgrund ihrer Neuartigkeit durch den Einbezug von Expertenmeinungen flankiert. Weiterhin werden innovative Konzepte zur Druckentlastung systematisiert zusammengestellt, analysiert und bewertet. Dazu gehören beispielsweise zusätzliche dedizierte Entlastungsventile, Ventile, die durch einen Sprengvorgang ausgelöst werden (Squib-Valves) oder gezielt eingebrachte Sollbruchstellen. Daneben werden auch Werkstoffdaten aus verschiedenen Quellen gesammelt, ausgewertet und analysiert. Ein weiterer Teil der Arbeiten betrifft die Weiterentwicklung des Programms ASTOR, in welchem analytische Bewertungsmethoden gebündelt sind. Dazu gehört die Weiterentwicklung hinsichtlich Querschnittsfunktionalitäten sowie die Ergänzung weiterer Methoden für zusätzliche Anwendungsfälle.
Das Projekt "Kohlenwasserstoff-Emissionen bei der ottomotorischen Verbrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Engler-Bunte-Institut, Bereich Feuerungstechnik durchgeführt. Bei der motorischen Verbrennung entstehen Schadstoffe insbesondere durch unvollstaendige Verbrennung der Ausgangskohlenwasserstoffe und durch Nebenreaktionen. Die Schadstofferzeugung steht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Ablauf des Verbrennungsprozesses im Zylinderraum. Gegenstand des Vorhabens 'HC-Emission' ist die mathematische Erfassung der instationaeren turbulenten Stroemung im Motorraum. Zunaechst wird das Stroemungsfeld ohne ueberlagerte chemische Reaktion behandelt. In der zweiten Bearbeitungsphase wird ein vereinfachtes Reaktionsmodell eingearbeitet. Bis jetzt wurden das Stroemungsfeld fuer verschiedene Parameter (z.B. Drehzahl, Ventileinstroembedingungen) berechnet und dabei die Turbulenzstaerke und Turbulenzintensitaetsverteilung waehrend des Arbeitstaktes untersucht. Hieraus lassen sich bereits Schluesse auf Parameterbereiche der Motorauslegung ziehen, die fuer einen vollstaendigen Reaktionsablauf gueltig sind. Endgueltige Aussagen zum Reaktionsablauf und zu der Frage der HC-Emission sind erst nach dem Einbau des Reaktionsmodells moeglich.
Das Projekt "Fachliche Begleitung des Projektes AZ 19805/01 (Entwicklung und Erprobung einer neuartigen Aktuatorik und Regelung zur vollvariablen elektromechanischen Steuerung der Ventile von Fahrzeugottomotoren (IVC-System der 2. Generation))" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Bundesstiftung Umwelt durchgeführt.
Das Projekt "Untersuchung des Wirkungsgrades von Einphasen Betriebskondensator Asynchronmaschinen bei kostengünstigen Varianten der Drehzahlstellung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Graz, Institut für Elektrische Antriebstechnik und Maschinen durchgeführt. Energiesparen und Energieeffiziente Systeme sind aufgrund der Kyoto-Beschlüsse von 1997 und verschiedener EU-Programme wie z.B. der EU-Richtlinie 'Energy Using Products' (EUP) von steigender Bedeutung. Dabei sollen nicht nur die Großverbraucher und die Industrie, sondern auch die Haushalte einen entsprechenden Beitrag leisten. Einphasen-Asynchronmotoren werden aufgrund der Robustheit und des geringen Kaufpreises sehr häufig vor allem dort eingesetzt, wo ein Antrieb mit konstanter Drehzahl laufen soll. Im Haushalt sind typische Anwendungsbereiche z.B. die Pumpen und Lüfter im Heizungsbereich. Laut der 'Wilo-Herbstkampagne: Mit Hocheffizienz gegen CO2' ist eine ungeregelte Heizungspumpe mit 605kWh/Jahr nach dem Elektro-Herd mit 876kWh/Jahr der zweitgrößte Verbraucher im Haushalt. Bei ungeregelten Heizungspumpen läuft die Pumpe mit konstanter Drehzahl, die Fördermenge wird über meist elektrisch betätigte Stellventile verändert. Dies ist in höchstem Grade ineffizient. Eine Verbesserung kann erreicht werden, indem auf die Stellventile verzichtet und die Drehzahl der Pumpe entsprechend der gewünschten Fördermenge verändert wird. Im vorliegenden Forschungsgebiet werden die Konzepte Phasenanschnittsteuerung, Schwingungspaketsteuerung (als Voll- oder Halbschwingungssteuerung ausgeführt) und Erweiterte Schwingungspaketsteuerung (Halbwellensteuerung mit der Möglichkeit eine Halbschwingung umzupolen) hinsichtlich des dabei erzielbaren Wirkungsgrades untersucht.
Das Projekt "Teilvorhaben: Erforschung neuartiger, AFP-gewickelter Typ-V-Druckbehälter in Bezug auf das Permeations-, Impact- und Strukturverhalten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KVB Institut für Konstruktion und Verbundbauweisen gemeinnützige GmbH durchgeführt. Die Zielstellungen des Teilvorhabens umfassen die konstruktive Entwicklung eines Typ-V Tanks, verbunden mit einem tiefgreifenden Verständnis für das Permeationsverhalten verschiedener Beschichtungen, sowie die Integration eines Systems zum Structural Health Monitoring (kurz: SHM) in einen derartigen Tank. Zudem ist die Erarbeitung eines Sicherheitskonzeptes unter Berücksichtigung der gewählten Einsatzszenarien und die Bewertung des Impactverhaltens im Vergleich zu einem konventionell hergestellten Typ-IV Tank Bestandteil der Arbeiten. Dabei gilt es den neuartigen Drucktank unter Berücksichtigung der zum Einsatz kommenden Fertigungstechnologie und der benötigten Schnittstellen zu entwickeln und zu konstruieren. Eine wesentliche Schnittstelle besteht - neben den Ventilen und Anschlüssen - dabei zu dem eingesetzten SHM-System, welches in den Druckbehälter integriert wird. In Hinblick darauf gilt es die Implementierung des SHM-Systems technologisch zu definieren. Die Herausforderung besteht in der Handhabung der empfindlichen optischen Sensorfaser und der exakten Positionierung und Ausrichtung der Sensoren in der Struktur, sowie der späteren Kontaktierung des Sensornetzwerkes. Das so in die Struktur integrierte System soll in mehreren für den Einsatzzweck relevanten Bauteiltests geprüft werden, um somit ein neuartiges Sicherheitskonzept für den Tank zu erarbeiten. Ziel ist es dadurch die mechanische Auslastung der Struktur zu optimieren und somit den Einsatz der kostenintensiven Kohlenstofffaser zu reduzieren. Durch den verringerten Materialeinsatz können einerseits direkt Kosten gespart werden, anderseits werden die benötigte Fertigungsdauer und die Masse des Drucktanks reduziert, was zu zusätzlichen Einsparungen in der Herstellung und während des Betriebs führt.
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| Förderprogramm | 229 |
| License | Count |
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