Das Projekt "Teilprojekt: Vergleichende Untersuchungen an großtechnischen Biogasreaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik durchgeführt. Thema: Das Vorhaben beschäftigt sich mit der technologischen Optimierung der Vergärung von biogenen Reststoffen.
Ziele: Das Verbundvorhaben zielt darauf ab, die Vergärung biogener Reststoffe unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit technologisch zu optimieren und damit einen Beitrag zur Reduktion der Treibhausgasemissionen zu leisten. Eine verbesserte Prozesssteuerung und Fluiddynamik sowie die Entwicklung von Frühwarnsystemen gegen Prozessstörungen sind wesentliche Bestandteile des Verbundvorhabens. Die ökologische und ökonomische Bewertung der entwickelten Optimierungsansätze rundet die Forschungsarbeit ab.
Maßnahmen: TU Berlin, Fakultät Prozesswissenschaften: Die TU Berlin, Fachbereich Verfahrenstechnik, analysiert und modelliert im Rahmen des Verbundvorhabens die Fluiddynamik in Biogasreaktoren. Die geplanten Maßnahmen sollen zur Optimierung der Vergärung von Rest- und Abfallstoffen beitragen. Zum Einen führt die Verbesserung der Rührtechnik zu einer erhöhten Raum-Zeit-Ausbeute. Zum Anderen trägt eine bessere Ausschöpfung von Restgaspotenzialen zu einer Verbesserung der CO2-Bilanz. Ein weiterer Fokus liegt auf der Untersuchung der komplexen Rheologie der Substrate, da sie für die Fluiddynamik essenziell ist. Zur Umsetzung der Maßnahmen werden Messungen an den Reaktoren durchgeführt, regelmäßig Proben des Fermenterinhaltes entnommen und anschließend rheologisch charakterisiert. Durch die Errichtung eines Modellbiogasreaktors wird zudem die systematische Simulation des Ist-Zustandes in einem Fermenter ermöglicht. Die Simulation soll fluiddynamische Defizite aufdecken und zur Optimierung der Vergärungsverfahren beitragen.
TU Berlin, Fachgebiet Bodenkunde: Im Rahmen des Verbundvorhabens nimmt sich die TU Berlin, Fachgebiet Bodenkunde, der Aufgabe an, die wissenschaftlichen Grundlagen dafür zu schaffen, dass Nährstoffkreisläufe geschlossen, Schadstoffanreicherungen in Böden vermieden und die CO2-Bilanz bei der Biogasherstellung optimiert werden können. Hierfür werden die in verschiedenen Gärresten enthaltenen Nähr- und Schadstoffmengen quantifiziert und ihre Bioverfügbarkeit bestimmt. Außerdem sollen Zusammenhänge zwischen Gärsubstraten, Vergärungsprozessen und den Eigenschaften der Gärreste analysiert werden. Ein weiterer Schwerpunkt der Maßnahmen ist, den Einfluss von Gärresten auf den C-Haushalt von Böden zu quantifizieren und die zugrunde liegenden Ursachen zu identifizieren.
Schwerpunkte: TU Berlin, Fakultät Prozesswissenschaften - Fluiddynamische Untersuchungen - Rührtechnik.
TU Berlin, Fachgebiet Bodenkunde - Nähr- und Schadstoffverfügbarkeit unterschiedlicher Gärreste sowie deren Wirkungen auf den Humushaushalt von Böden.
Das Projekt "Teilprojekt: Darstellung von Siedevorgängen mittels PIV und Optischer-Kohärenz-Tomographie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Medizinische Fakultät Carl Gustav Carus, Klinisches Sensoring und Monitoring durchgeführt. 1. Vorhabenziel Ziel ist die Aufklärung der Vorgänge beim Sieden von Flüssigkeiten durch gleichzeitigen Einsatz von schneller 2D-Bildgebung und tiefenauflösender Optischer-Kohärenz-Tomographie (OCT). In Vorexperimenten an Luftblasen in Wasser konnte gezeigt werden, dass mittels OCT eine Darstellung der Kontaktfläche der Gasblasen an einer Glasfläche möglich ist. Mit zunehmender Erkenntnis / Verfeinerung des Experimental-Aufbaus ist eine Steigerung der Komplexität der Blasenbildung von der Beobachtung der Einzelblase bis zum Dampffilm möglich. Bei Einsatz von Streukörpern ist auch die Geschwindigkeit der Strömung um die Blasen erfassbar. 2. Arbeitsplanung 1.Auswahl und Aufbau eines optimierten OCT-Systems für das Studium der Dampfblasen 2. Anpassung der Konstruktion eines vorhandenen OCT-Messkopfes an den Versuchsstand zur Blasenerzeugung. Aufbau des OCT-Messkopfes. 3. Auswahl und Optimierung der synchronen Bildgebung mittels Kamera. 4. Optimierung der Beleuchtung (Stroboskoplicht). 5. Optimierung und Aufbau eines OCT-Messkopfes zur parallelen Messung mit Kamera und OCT für unterschiedliche relevante Geometrien. 6. Entwicklung und Programmierung der synchronen Erfassung mittels Kamera (PIV) und OCT. 7. Durchführung der Experimente an Einzelblasen, Blasensystemen bis zum Blasenfilm. 8. Auswertung der Daten. 9. Gemeinsame Zusammenstellung der Ergebnisse.
Das Projekt "Vorhaben: Numerische und optische Brennverfahrensentwicklung für flexible direkteinspritzende Motoren für die Schifffahrt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen durchgeführt. Im Rahmen des Projektes FlexDi sollen am Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen der Technischen Universität München kraftstoff-flexible Brennverfahren mit Ottokraftstoffen und Pilotzündung optisch und numerisch untersucht werden. Aus den Untersuchungen sollen Kenntnisse über die Interaktion von verschiedenen Kraftstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften im Verbrennungsablauf gewonnen werden. Ziel ist es, die auftretenden Mechanismen und Wechselwirkungen der Kraftstoffe zu erforschen. Bei den optischen Untersuchungen am Einzylinderforschungsmotor liegt der Fokus auf dem Einsatz von Particle Image Velocimetry (PIV) zur Visualisierung der Ladungsbewegung und Highspeed Laser Induced Flourescence - Methoden (HS LIF) zur Nachverfolgung der Flammausbreitung. Die Verbrennung wird mithilfe von Highspeedaufnahmen untersucht. Mithilfe der gewonnen Daten sollen die mit 3D-CFD simulierten Motorprozesse validiert werden. Auf Basis der validierten Modelle sollen dann die jeweiligen Brennverfahren numerisch und experimentell weiter entwickelt und in Richtung hoher Effizienz und niedriger Emissionen konzipiert werden.