Das OH-Radikal ist das wichtigste Oxidationsmittel in der Troposphaere. Beim oxidativen Abbau von Schadstoffen durch OH werden HO2-Radikale gebildet, die mit NO oder O3 wieder zu OH rueckueberfuehrt werden. Dieser HOx-Zyklus ist ein Schluesselelement in Hinsicht auf die Bildung von Photooxidantien (O3, H2O2, PAN) in der verschmutzten Troposphaere. Fuer ein Verstaendnis der HOx-Chemie sind Messungen von OH und HO2 notwendig, da diese zum Test von Photochemie-Modellen gebraucht werden. Mit diesem Projekt soll ein kompaktes transportables Messinstrument fuer troposphaerisches OH und HO2 auf Basis der laserinduzierten Fluoreszenz aufgebaut werden, welches am Boden aber auch auf flugfaehigen Plattformen einsetzbar ist.
Nach dem bisherigen Stand der Forschung sind nur konservative Gemischgrenzen fuer den DDT bekannt. Fuer die Vorhersage eines DDT im Rahmen einer Simulation nach Best Estimate-Kriterien fuer einen schweren Kernstoerfall sollen daher mit Hilfe von laseroptischen Diagnoseverfahren die stroemungsmechanischen, thermodynamischen und gemischspezifischen Parameter waehrend eines DDT quantitativ erfasst werden. Zugaenglichkeit zu den Halbjahres- bzw. Jahresberichte des Projektes besteht ueber die Gesellschaft fuer Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) mbH, Bereich Forschungsbetreuung, Postfach 101564, 50455 Koeln.
Die Gefaehrdung groesserer, zumeist dicht besiedelter Flaechen durch akute Stoerfaelle und die grosse Zahl von bekannten Altlasten hat zu einem schnell anwachsenden Bedarf bei der Bodenanalytik gefuehrt. Ziel dieses Projektes ist, mit einem kombinativen spektroskopischen Verfahren eine on-line und in situ Messtechnik zur Bestimmung von Bodeninhaltsstoffen zu schaffen. Dieser Ansatz erlaubt nicht nur ein grossflaechiges Screening mit hohem Probenaufkommen, sondern gestattet auch bei einem Stoerfall eine schnelle Analyse vor Ort mit entsprechenden 'remote sensing' Faehigkeiten. Das Verfahren stellt damit eine sinnvolle Ergaenzung der konventionellen analytischen Labormethoden dar. Durch die Kombination von unterschiedlichen spektroskopischen Verfahren koennen praxisgerecht mehrere Schadstoffklassen mit einem System erfasst werden. Die Integration von unterschiedlichen Techniken wird hier durch die Verwendung von faseroptischen Elementen bzw. Sensoren und einer CCD-Kamera als zweidimensionalem Detektor erreicht. Durch den Einsatz von faseroptischen Sensoren koennen zum einen mittels laserinduzierter Fluoreszenzspektroskopische (LIF) Fluorophore anthropogenen Ursprungs detektiert werden (zB polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe), andererseits koennen mit de gleichen Sensor durch Variation der Laserenergie und Wellenlaenge bzw der Zeitaufloesung der Beobachtung auch Schwermetalle im Boden mittels laserinduzierter Plasmaspektroskopie (LIPS) erfasst werden. LIF soll im Rahmen dieses Projektes vorrangig zur Detektion von komplexen Gemischen anthropogener Schadstoffe im Bogen (zB Altoele, Deponiesickerwaesser in Tonabdichtungen) und natuerlicher Fluorophore (zB Huminstoffe) genutzt werden. Die Identifizierung und Quantifizierung solcher Gemische soll durch zeitaufgeloeste Fluoreszenz-Anregungs-Emissions-Spektren (EES) erfolgen. LIPS dient dagegen zur elementspezifischen Identifizierung von Schwermetallen im Boden. Die Technik benoetigt keine Vorbehandlung oder nasschemischen Aufschluss des Bodens und ist durch die Verwendung einer gemeinsamen faseroptischen Schnittstelle auch kompatibel zu konventionellen geologischen Probenahme-verfahren (zB hydraulischen Rammsonden). Im Rahmen dieses Projektes soll durch die Fusion von faseroptischen Sensoren und der CCD-Kamera zu einem faseroptischen Sensorarray die 2-D-Natur einer CCD-Kamera besonders genutzt werden. Die raeumlich getrennte Fuehrung von optischen Signalen mittels Faseroptiken findet ihren Gegenpart in der zweiten Dimension des Detektors. Der besondere Synergismus dieser Kombination folgt aus der Moeglichkeit komplementaere optische Sensorsignale mit einem Detektor nutzen zu koennen. Sensorsignale unterschiedlicher Art (zB Fluoreszenzemissionsspektren nach Anregung mit unterschiedlichen Wellenlaengen) oder unterschiedlicher Herkunft (raeumliche verteilte Sensoren) werden in dieser Anordnung gleichzeitig und mit einem imaging-Spektrographen raeumlich getrennt auf dem CCD-Detektorchip ...
Entwicklung eines direkteinspritzenden Wasserstoff-Dieselmotors mit hoher Leistungsdichte und geringer Abgasemission in enger Kooperation mit einem Industrieunternehmen und einem weiteren Lehrstuhl der TU Muenchen. Bei dem Motor handelt es sich um einen Vier-Takt-Schiffsdieselmotor mit innerer Gemischbildung und Kompressionszuendung. Es werden Untersuchungen zur Wasserstoffeinbringung und zur Gemischbildung im Brennraum durchgefuehrt. Die Verbrennungsfuehrung unter sicherer Vermeidung detonativer Reaktionen im Brennraum wird wie die erwaehnten Gemischbildunguntersuchungen mit laser-optischen Messmethoden durchgefuehrt. Durch numerische Simulationen konnte festgestellt werden, dass eine Kompressionsendtemperatur von ueber 1000 K erreicht werden muss, damit eine Selbstzuendung des Wasserstoffs, der nahe des oberen Totpunktes mit 300 bar eingeblasen wird, stattfinden kann. Dies deckt sich mit den Ergebnissen, die in einem Einhub-Triebwerk, einer sogenannten 'Rapid Compression Machine', gewonnen wurden. Durch Variation des Einblasezeitpunkts konnte eine deflagrative Verbrennung, d.h. kein Klopfen oder Nageln, erreicht werden.
Objective: It is well recognised that the main oxidation processes in the atmosphere are driven by free radicals which are photochemically generated. In the stratosphere as well as in the troposphere the most important species appear to be the OH and HO2 radicals. Due to their very low level of concentration, measurements are very difficult and most of the model calculations of the photochemistry in the atmosphere are still based on theoretical values for the HOx family. However some techniques like Laser-Induced Fluorescence (LIF) or Mass Spectrometry (MS) become reliable and have proved recently to be sensitive enough for locally measuring OH and HO2 mixing ratios down to very low levels The final objective is to make available an airborne instrument to the European scientific community of the atmosphere, for in-situ measurements of free OH and HO2 radicals in the low stratosphere and upper troposphere. The HOx family responds rapidly to any change in the local solar flux and active species concentration. Associated with complementary variable measurements like O3, H2O, NO NO2, CO and solar fluxes these measurements provide a useful basis to understand the photochemistry at all altitudes. In a first step the objective of the present project will be limited to the development and validation of concept of a LIF prototype. General Information: Two subprojects are considered: - Development of an instrument based on the LIF technique for airborne application. The instrument to be built, OHLIF, will be designed to measure OH, in situ, in a multipass pressurised cell or in ambient air, enabling measurement in the upper troposphere at altitude attainable to an aircraft (about 12 km). - Validation of concept by cross comparison of the results obtained with OHLIF and the results of an existing HOXMAS ion mass spectrometer. This subproject includes the development of a calibrated OH source and the adaptation to an aircraft platform. An airborne experiment performed around 10-12 km will be carried out with both instruments, simultaneously measuring OH. In the first step OH will be formed from HO2 by conversion with NO, taking advantage of the large concentration of HO. A calibrated and validated airborne instrument using the LIF technique for HO2 detection and measurement in the upper troposphere will be available at the end of the project. This instrument will be used as a prototype for the next step. i.e. the development of an automated balloon borne instrument for simultaneous measurement of OH and HO2. Prime Contractor: Office National d Etudes et de Recherches Aerospatiales, Department of Physics; Chetillon; France.
Ziel des Vorhabens war die laborative Untersuchung ausgewaehlter thueringischer Tongesteine hinsichtlich ihrer Eignung als Dichtungsmaterial fuer Abfalldeponien nach den Regeln der TA Abfall und Siedlungsabfall sowie eine Zuordnung aller wichtigen Pelite Thueringens zu groesseren Gruppen mit spezifischem Dichtungsverhalten. Bei der Gruppenzuordnung sollten genetische Kriterien wie Klima zur Bildungszeit des Tongesteins, Sedimentationsmilieu, Art des Transportmediums, Verfestigungsprozesse usw. als auch die geologische Altersstellung beruecksichtigt werden. Ergebnisse: Die in den TA Abfall/ Siedlungsabfall fuer Dichtungsmaterial geforderten Material- und Einbauparameter werden von tonreichen und schadstoffarmen Horizonten des Buntsandsteins, des Keupers, der Lias, ferner von Tertiaertonen und von bestimmten geroellfreien und karbonatarmen oder -freien Lehmen und Tonen des Pleistozaens erfuellt. Bei den mesozoischen Tongesteinen sind die oberflaechennahen, durch Verwitterung plastifizierten Schichten am guenstigsten ausgebildet. Die Tongesteine Thueringens wurden in 5 Gruppen zusammengefasst. Bis auf die Gruppe der schadstoffreichen, meist rotgefaerbten Tongesteine des Zechsteins und des Mesozoikums erfuellen die Tongesteine im allgemeinen die Anforderungen an das Dichtungsmaterial.
Untersuchung der Mechanismen der turbulenten Flammenausbreitung bei kritischen Deflagrationen und der Uebergang zur Detonation (DDT) durch verschiedene Mechanismen. In verschiedenen Stossrohren werden kritische Deflagrationen mit vorauslaufenden Stosswellen erzeugt und deren Struktur und Ausbreitungsgeschwindigkeit mit Hilfe laseroptischer Flammen- und Stroemungsdiagnostik vermessen. Fuer den Uebergang zur Detonation werden die geometrischen und gemischspezifischen Grenzen ermittelt. Unterschiedliche Reaktionsmodelle zur Simulation schneller Deflagrationen auf der Basis eines pdf-Ansatzes, sowie einfacher Eddy-Break-up und Eddy-Dissipation Modelle werden anhand der gewonnenen Daten validiert. Die Reaktionsmodelle, eingesetzt in 3-dimensionale CFD-Codes dienen der Berechnung turbulenter Deflagrationen unter den Bedingungen einer hypothetischen Wasserstoffreisetzung in einem schweren Reaktorstoerfall. Zwischenergebnisse: Umfangreiche Datenbasis turbulenter Verbrennungsvorgaenge in weit gefaecherten Verbrennungsbereichen (langsame und schnelle turbulente Flammenausbreitung, sowie Detonation). Fixierung der Parameter in EBU und EDD - Verbrennungsmodellen anhand der Daten unterschiedlich skalierter Verbrennungsexperimente. Entwicklung eines exakteren Verbrennungsmodells auf der Basis eines Ddf-Ansatzes fuer den Bereich langsamer bis schneller turbulenter Verbrennung.
Analyse eines Feuerraumes (HKW TU Muenchen),(Temperaturprofile, Stoff und Energiebilanzen, NOX-Bildung in Abhaengigkeit von Feuerungsparametern) Untersuchungen verschiedener Konfigurationen eines Modellbrenners - CFD - Simulationsrechnungen turbulenter Verbrennungsvorgaenge - Flammendiagnose an einem Diffusionsbrenner (Konzentrationen, Temparatur), mit Laser induzierter Fluoreszenz (LIF), Rayleigh-Streuung, Raman-Streuung
The instrument to be developed will be used to analyze different chemical systems with variable VOC/NOx rations relevant to the regional and global troposphere. A major advantage of using the instrument in combination with the simulation chamber facility is that the oxidation capacity of the troposphere can be tested for different boundary conditions without the complication of meteorology. The method will provide, for the first time, a direct observation of the OH concentration-time profiles together with the oxidation rates of VOC species for simple systems and allow an assessment of the influence of the addition of other species on the OH radical chain to be tested. It is also intended to investigate the influence of aerosol particles on the radical chain. It is expected that the methodology developed within the proposed project can be used to analyse the chemical mechanisms also of complex reaction systems and that representative reduced mechanisms can be derived from the experimental analysis of the OH radical chain. The project will also provide a facility by which other instruments used for ambient radical measurements can be tested and calibrated under atmospheric conditions.
Ziel war die Entwicklung eines Modelles zur Vorhersage von Geschwindigkeits-, Konzentrations- und Temperaturfeldern in Verbrennungssystemen zur thermischen Behandlung von Sonderabfall. Zur Entwicklung und Validierung wurden Messungen dieser Felder innerhalb einer dafuer konstruierten H2-betriebenen Hochtemperaturbrennkammer durchgefuehrt. Die zylindrische Brennkammer erlaubte den Einsatz der laserdiagnostischen Messtechniken LDA, RAMAN und LIPF durch optische Fenster bei Wandtemperaturen von bis zu 1200 Grad Celsius. Das Modell umfasste die Teilmodelle: - h-E-Modell, - Gleichgewichtsmodell, - Mischungsgradmodell mit beta-pdf und - 4-Fluss-Modell mit Graugasansatz. Das Gesamtmodell wurde verwendet, um Aussagen ueber die Effizienz der Zerstoerung grosser organischer Schadstoffmolekuele (Drokine) in solchen Verbrennungssystemen zu treffen.
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| Bund | 17 |
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| Förderprogramm | 17 |
| License | Count |
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| offen | 17 |
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| Englisch | 3 |
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| Boden | 16 |
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