Das Projekt "Numerische Modellierung von Mehrphasenvorgaengen bei der Ausbreitung eines Dieselkraftstoffs im Untergrund" wird/wurde gefördert durch: Institut Franco-Allemand de Recherche sur l'Environnement / Ministerium für Umwelt Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau.Ergebnisse: Das Vorhaben ist Bestandteil des Gesamtprojekts der Arbeitsgruppe Nr. 2 (ZAFA2) des Deutsch-Franzoesischen Instituts fuer Umweltforschung und Umweltstudien: 'Schutz des Grundwassers gegen die Verunreinigung durch Kohlenwasserstoffe und deren Derivate'. Ziel des Projekts ist die Prozessidentifizierung von Mehrphasenstroemungsvorgaengen anhand von numerischen Modellen und ihre Ueberpruefung in unterschiedlichen Massstaeben und bei unterschiedlichen Mehrphasenstroemungssituationen in poroesen Medien. Die physikalischen Experimente, die in Strasbourg (Institut Franco-Allemand de Recherche sur l'Environnement) in labor- und feldaehnlichem Massstab durchgefuehrt werden, sind hierzu die notwendige Basis. Die Untersuchungen bilden die Grundlage fuer den praktischen Einsatz von Mehrphasenstroemungsmodellen zur Beurteilung des Gefaehrdungspotentials bei realen Dieselkraftstoffschadensfaellen. Die Infiltration von hydrophoben Fluessigphasen (NAPL) in gesaettigten und teilgesaettigten homogenen und heterogenen Untergruenden wurde mittels numerischer Berechnungen untersucht. Hierfuer wurde das Zweiphasen-Stroemungsmodell MUFTE sowohl um die Berechnug von Zweiphasenstroemungen von NAPL in heterogenen Medien (ZIHM) als auch um die Berechnung von Dreiphasen-Infiltrationsvorgaengen in teilges. Medien (DITM) erweitert. Untersuchungen zu ZIHM wurden mit Hilfe von ein- und zweidimensionalen Prinzipfaellen und von Experimenten aus der Literatur durchgefuehrt. Sie zeigten, dass das Eindringen der NAPL-Phase in schwerer durchlaessige Schichten bereits bei Permeabilitaetsverhaeltnissen der Schichten zueinander von weniger als 1/10 durch die Kapillaritaet verhindert wird. Die zweidimensionalen Untersuchungen zu DITM zeigten den entscheidenden Einfluss der Parametrisierung der relativen Permeabilitaeten-Saettigungs- und der Kapillardruck-Saettigungsbeziehungen auf den Infiltrationsvorgang.
Das Projekt "Zur numerischen Simulation der Umstroemung von Koerpern, die sich frei in Fluiden bewegen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Kaiserslautern, Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik und Strömungsmechanik.Mehrphasenstroemungen koennen dann, wenn die disperse Phase niedrig konzentriert ist, dadurch modelliert werden, dass die Bahn eines Elementes der dispersen Phase unabhaengig von den Bahnen anderer Elemente verfolgt wird. Dies geschieht durch Auswertung der Partikelbewegungsgleichung. Die Kopplung zwischen der Bewegung des Traegermediums und der Bewegung der darin suspendierten Partikel erfolgt in der Partikelbewegungsgleichung ueber die Terme, welche die Stroemungswechselwirkung beschreiben. Hier liegt der Zielpunkt fuer den vorliegenden Antrag. Fuer praktische Anwendungen ist der Gueltigkeitsbereich des Stokesschen Widerstandsgesetzes sehr begrenzt. Deshalb soll versucht werden, die Umstroemung einer Partikel, die sich frei in einem Newtonschen Fluid bewegt, durch numerische Loesung der instationaeren Navier-Stokesschen Gleichung zu berechnen. Dabei besteht ein besonderes Problem darin, die mit jedem Zeitschritt der Bewegung variable Lage der Partikelkontur zu beruecksichtigen.
Das Projekt "Zeitlicher Druckverlauf in Blow-Down-System waehrend der Druckentlastung einer Anlage" wird/wurde gefördert durch: VolkswagenStiftung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Roßendorf e.V., Institut für Sicherheitsforschung.Ziel ist die Entwicklung von Modellen fuer die Berechnung des dynamischen Verhaltens von Blow-Down-Systemen. Mit dem Modell sollen die fluid- und thermodynamischen sowie die reaktionskinetischen Vorgaenge waehrend der Druckentlastung eines chemischen Reaktors mit angeschlossenem Blow-Down-System berechnet werden koennen. Die Ergebnisse dienen der sicheren Auslegung von Blow-Down-Systemen. Nach der Aufstellung von flexiblen Modellen der einzelnen Teilsysteme Reaktor, Abblaseleitung, Entlastungsarmatur, Abscheider und Kondensator liegt der Schwerpunkt auf der Kopplung der Teilsysteme. Im Zentrum steht die Schaffung eines praxisorientierten Gesamtmodells, wobei das besondere Augenmerk auf Phaenomene gerichtet ist, die auf das Zusammenspiel der Teilsysteme zurueckzufuehren sind. Dies sind in erster Linie Instabilitaeten im Massenstrom bzw. dem transienten Druckverlauf, die bei unguenstiger Auslegung auftreten koennen. Die Arbeiten sind rein theoretischen Charakters und stuetzen sich, so weit wie moeglich, auf bereits vorhandenes experimentelles Material.
Das Projekt "Einmischen eines Reaktionsstoppers in hochviskose Fluessigkeiten" wird/wurde gefördert durch: BASF SE. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Dortmund, Abteilung Chemietechnik, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik.Exotherme Reaktionen koennen sich bei einem Ausfall der externen Kuehlung aufgrund der Erwaermung des Reaktorinhalts selbst beschleunigen, so dass die Gefahr eines unzulaessig hohen Druckes bzw einer unzulaessig hohen Temperatur besteht. Dies kann zum Verlust des Reaktorinhalts fuehren oder zur Gefaehrdung des Behaelters und seiner Umgebung. Uebliche Sicherheitsmassnahmen zur Beseitigung der Gefaehrdung sind: Oeffnen des Sicherheitsventils oder der Berstscheibe zur Druckentspannung und zum Austrag des Reaktorinhalts, direkte oder indirekte Notkuehlung mit verdampfenden und nicht verdampfenden Fluessigkeiten und Zugabe von Reaktionsstoppern. Bei der Zugabe des Reaktionsstoppers ist es dabei notwendig, den zugegebenen Stopper gleichmaessig zu verteilen, so dass die Reaktionsgeschwindigkeit ausreichend gesenkt wird. Neben Kenntnissen ueber die Reaktionskinetik ist es also auch erforderlich, die Gleichmaessigkeit der Verteilung, die auch als Mischguete bezeichnet wird, zu bestimmen. Geht man in einer Stoerfallsituation davon aus, dass der elektrische Strom und damit der Ruehrer im Reaktor ausgefallen sind, so bietet es sich an, den Stopper mit Hilfe der 'Ruehrwirkung' von Gasblasen zu vermischen. Hierbei dient das Gas ausserdem zum Eindruecken des fluessigen Stoppers in den Reaktor. Ziel des Vorhabens ist es, die Mischguete in Abhaengigkeit von den Einflussgroessen zu messen. Diese Einflussgroessen sind die Viskositaet der Fluessigkeit, der Gasdruchsatz, die Anordnung und die Form der Ventile und die Behaelterabmessungen. Mit Hilfe von Regressionsrechnungen wird dann unter Verwendung der Messwerte ein funktionaler Zusammenhang zwischen den Ziel- und den...
Das Projekt "Methoden zur Berechnung von Trennprozessen zweiphasiger Stoffgemische in Separatoren" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Mechanische Verfahrenstechnik.Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum Abscheideverhalten von Tellerseparatoren. Durch numerische Simulation soll der Trenngrad bestimmt und optimiert werden. Damit wird der Einsatz von Separatoren bei der Mineraloelaufbereitung, der Abwasserreinigung usw. effizienter.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 546: Geochemische Prozesse mit Langzeitfolgen im anthropogen beeinflußten Sickerwasser und Grundwasser, Teilprojekt: Phasenuebergaenge beim Tranport und Abbau leichtfluechtiger organischer Substanzen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft / Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Karlsruhe, Geologisches Institut, Lehrstuhl für Angewandte Geologie.Im Rahmen des beantragten Forschungsvorhabens ist vorgesehen fuer fluechtige organische Verbindungen den Einfluss der Volatilitaet sowie des Gasaustausches auf die Reduktion der Stoffe in sich selbst ueberlassenen Kontaminationsfahnen zu untersuchen. Ziel ist eine quantitative Wertung der Wirksamkeit einzelner Einflussfaktoren vorzunehmen. Dazu sollen die stoffspezifischen Kriterien der Uebergaenge von der fluessigen in die Gasphase, das Diffusionsverhalten, die Wechselwirkung mit Boden und Luft im Sinne von Mehrphasenstroemungen sowie die moegliche Beeinflussung durch Loesungsgenossen im Labor untersucht werden. Die Ergebnisse sollen auf einen konkreten Schadensfall uebertragen werden, wobei beabsichtigt ist, die Stoffreduktion in der Kontaminationsfahne unter Beruecksichtigung von Ausgangskonzentrationen, Verteilungsfaktoren und Bestandsdauer modellmaessig zu simulieren. Als Standort fuer die in-situ-Untersuchungen ist die Abstromfahne der Sonderabfalldeponie SAD Malsch vorgesehen (Uebernahme der Koordinierung aller Gelaendeaktivitaeten).
Das Projekt "Schwarmverhalten von Gasblasen in Newtonschen und Nichtnewtonschen Fluiden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik.Erarbeitung eines Modells zur Beschreibung der Aufstiegsgeschwindigkeit von Gasblasen im Schwarm. Bisher konnte bereits gezeigt werden, dass derzeit gueltige Berechnungsansaetze eine um bis zu 40 Prozent zu geringe Schwarmgeschwindigkeit ausweisen. Durch eine verbesserte Modellierung soll die Berechnung von Stoffaustauschprozessen und die Auslegung von Stoffaustauschapparaten wesentlich verbessert werden.
Das Projekt "Mehrphasenprozesse in poroesen Medien" wird/wurde gefördert durch: Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft (LINEG). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bochum, Fakultät XII für Bauingenieurwesen, Institut für Konstruktiven Ingenieurbau, Arbeitsgruppe Theorie der Tragwerke und Simulationstechnik.Ziel ist es, Aufschluss zu erhalten ueber die Ausbreitung von nicht mit Wasser mischbaren Fluessigkeiten im Grundwasserleiter. Besondere Relevanz hat diese Fragestellung im Umfeld von ehemaligen Kokereien oder Deponien, wo Stoffe wie zB Benzol, Teer, TCE, CKW's und andere den Grundwasserleiter verunreinigen. Die Kenntnis ueber das Ausmass der Verunreinigung ist Voraussetzung fuer den optimalen Einsatz von Sanierungsverfahren. Der Ausbreitungsvorgang der nicht mit Wasser mischbaren Fluessigkeiten (Non-aqueous-phase-liquids) wurde mit Hilfe der Methode der Finiten Elemente numerisch simuliert. Die berechnete NAPL-Ausbreitung wurde mit experimentellen Ergebnissen aus der Literatur verglichen und damit bestaetigt.
Das Projekt "Verhalten von Schadstoffen im Untergrund - Numerische Simulation von isothermen/nicht-isothermen Mehrphasenprozessen unter Beruecksichtigung der Veraenderung der Fluideigenschaften (modulr aufgebautes Modellsystem)" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Umwelt und Verkehr Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau.Ziel ist die numerische Modellierung von nichtisothermen und isothermen Mehrphasenprozessen in poroesen und stark heterogenen Medien. Auf der Grundlage eines modular konzipierten Programmsystems zur Berechnung von isothermen Mehrphasenprozessen soll ein mathematisch-numerisches Verfahren mit Hilfe der Finite-Elemente Formulierung weiterentwickelt werden. Die Weiterentwicklung betrifft die Beruecksichtigung von Phasenuebergaengen und Phasenwechseln, die durch Vorgaenge der Waermeuebertragung hervorgerufen werden. Das Programmsystem soll ermoeglichen, die wesentlichen Vorgaenge bei der thermischen in-situ Sanierung kontaminierter Boeden und Grundwasserleiter rechnerisch nachzubilden. Aus kleinskaligen Laboruntersuchungen sollen Parameter fuer relevante Einzelprozesse gewonnen und rechnerisch miteinander verknuepft werden. Die Ergebnisse aus den gekoppelten Modellrechnungen sollen mit den Ergebnissen grossskaliger VEGAS-Experimente verglichen werden. Statusbericht (1995): Fuer das neu zu erstellende Modul des Programmsystems MUFTE zur numerischen Simulation von nichtisothermen Mehrphasenstroemungen in heterogenen poroesen Medien wurden die Grundlagen erarbeitet. Die mathematisch-numerische Modellbildung und die Programmierarbeiten konnten abgeschlossen werden. Einzelprozesse des Modells wurden anhand von analytischen Loesungen fuer einfache Problemstellungen verififziert. Fuer komplexere Vorgaenge wurden in einigen ein- und zweidimensionalen Vergleichsrechnungen mit TOUGH2 (Autor: Prof. Pruess, LBNL, Univ. of Berkeley) Prozesse wie Advektion, Konvektion, Gravitation, Binaerdiffusion in der Gasphase und Konduktion sowie der. Einfluss kapiIlarer Kraefte auf ihre korrekte Implementierung ueberprueft. Im naechsten Schritt muss getestet werden, ob Massen- und Energiebilanzen bei den komplexen Prozessen bei Phasenuebergang (Kondensation, Verdampfung) erfuellt sind. Parallel dazu wurde mit der Fully Upwinding Control Volume Finite Elemente Formulierung ein wichtiges Werkzeug zur korrekten Erfassung der Prozesse an Schichtgrenzen bei heterogenem Aquiferaufbau bereitgestellt.
Das Projekt "Mehrphasenprozesse in stark heterogenen poroesen Medien, Mehrphasenprozesse in stark heterogenen poroesen Medien" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Wasserbau.Zur Erarbeitung von Sanierungsmassnahmen bei stark kontaminierten Grundwasserleitern sind vertiefte Kenntnisse ueber die Stroemungs- und Transportprozesse von fundamentaler Bedeutung. Aus physikalischer Sicht handelt es sich of um Fluide, die mit Wasser nicht mischbar oder nur gering loeslich sind. Sie liegen somit als getrennte Phasen vor, so dass deren Bewegung in poroesen Medien durch Mehrphasenprozesse beschrieben werden muss. Ziel des Vorhabens ist es, die Komplexitaet der zu untersuchenden Mehrphasenprozesse fuer poroese und stark heterogene Medien physikalisch und mathematisch zu beschreiben, geeignete mathematisch-numerische Methoden zu entwickeln und die Zuverlaessigkeit der Modellansaetze sowie den Einfluss der Rechenmodellparameter zu ueberpruefen.
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