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Die vorliegende Dissertation umfasst experimentelle Untersuchungen zu den Ursachen der Partikelentstehung in Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung sowie die Ableitung möglicher Maßnahmen zur Optimierung der Gemischbildung und somit zur Verringerung der Partikelemission. Grundlegende Untersuchungen zur Gemischbildung wurden an einer Verdunstungskammer in der Gestalt eines Einlasskanals durchgeführt. Die Verdunstungsneigung verschiedener Sprayauslegungen konnten so bewertet werden. Zur Analyse und Minimierung von Kraftstoffwandfilmen wurden Aufnahmen an einem geschleppten Transparentmotor mit Glaszylinder mit Hilfe von High-Speed-Kameras realisiert. Hierdurch konnten Wandfilme innerhalb des Brennraums visualisiert und anhand ihrer Fläche quantifiziert werden. Eine Vielzahl von innermotorischen Einflussparametern auf die Partikelemission wurde schließlich an einem mit Endoskopen sowohl im Brennraum als auch im Saugrohr optisch zugänglichen Vollmotor untersucht. Drei dominierende Quellen für die Partikelentstehung im Brennraum von Ottomotoren mit Saugrohreinspritzung konnten dabei identifiziert werden: Kraftstoffwandfilme an den Einlassventilen, Wandfilme an der Zylinderlaufbuchse sowie Inhomogenitäten in der Gasphase. Die innermotorischen Parameter Motorlast, Motortemperatur, Ventilsteuerzeiten, Einspritztiming, Ladungsbewegung, Injektorsprayauslegung und Kraftstoffdruck wurden hinsichtlich ihres Einflusses auf die Partikelentstehung sowie auf ihr Potential zur Reduktion der Partikelemission untersucht und bewertet.

Zentrifugal-Partikelreceiver stellen eine neuartige Komponente für die konzentrierende solare Energiegestehung (CSP) dar. Sie werden in punktfokussierenden CSP-Kraftwerken eingesetzt und gehören - im Gegensatz zu den bereits im Markt befindlichen indirekt absorbierenden Rohrreceivern - der Gruppe der direktabsorbierenden Receiver an. Als Wärmeträgermedium wird hierbei Granulat genutzt, wie beispielsweise Bauxit-Proppants. Bauxit als Wärmeträgermedium ermöglicht höhere Prozesswirkungsgrade aufgrund von höheren Anwendungstemperaturen als in aktuell kommerziell eingesetzten, indirekt absorbierenden Systemen. Gleichzeitig ist Bauxit-Granulat als Wärmespeichermedium einsetzbar, da es besonders kostengünstig ist. Das Potential des Zentrifugal-Partikelreceiver wurde bereits erfolgreich in einem 15kWth Laborreceiver am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. bewiesen. Darauf aufbauend verfolgt diese Arbeit das Ziel, die Strömungsmechanik von fließenden Granulaten zu modellieren.

Zu Beginn eines Bauprojektes müssen Bauherren und -frauen zahlreiche Entscheidungen mit langfristigen Auswirkungen treffen. In Bezug auf die Energieeffizienz bildet die ENEV sowie die EEWärmeG die Grundlage der Gebäudeeffizienzgestaltung, zahlreiche'Upgrades'verkomplizieren die ohnehin schon unübersichtliche Situation. Das Buch zeigt eine Übersicht der möglichen Maßnahmen auf, bewertet Potentiale ökonomisch und ökologisch und beschreibt die Wechselwirkungen. Grundlagenkenntnisse zur Wärmeverlustberechung werden ebenso vermittelt wie die Funktionen der Energiewandlungssysteme (Wärmesysteme). Dadurch können Bauprojekte individuell bewertet werden. Das Buch zeigt auch auf, wann es lohnenswert sein kann, effizienter als Richtlinien es vorschreiben zu bauen. Auch im Zuge der Aufwertung einer Immobilie oder eines Umbaus hinsichtlich altersgerechten Wohnens stellt sich oft die Frage, ob eine Investition in eine verbesserte Energieeffizienz angebracht ist. Entsprechende Beratungsangebote kann dieses Buch unabhängig und fundiert begleiten.

Das Wachstum des zivilen Luftverkehrs bedeutet eine große Herausforderung für die Luftfahrtbranche. Nur durch effizientere Triebwerke können der spezifische Verbrauch von fossilen Energieträgern und die spezifischen Emissionen reduziert werden und so der Zugang zu Flugreisen für die wachsende Weltbevölkerung sichergestellt werden. Einen maßgeblichen Beitrag zur Steigerung der Effizienz kann die Optimierung der Kühlung von heißen Komponenten des Kerntriebwerks leisten. Gerade im thermisch hoch belasteten Bereich der ersten Turbinenstufen werden große Mengen an Kühlluft verwendet, die sich negativ auf den thermischen Wirkungsgrad auswirken. Neue Kühlverfahren ermöglichen es, den Kühlluftbedarf bei gleichen Standzeiten der Bauteile zu verringern. Vor einem möglichen Einsatz müssen diese neuen Verfahren untersucht und ihre Leistungsfähigkeit bestimmt werden, vor allem die Vorhersage der Materialtemperatur der Schaufeln muss hoch präzise erfolgen. Die vorliegende Arbeit präsentiert neue Verfahren zur Kühlung von Rotorschaufeln. Es wird speziell auf die Drallkühlung eingegangen, die sich in grundlegenden Untersuchungen und in Verbindung mit den sich rapide verbessernden Möglichkeiten der additiven Fertigung als vielversprechendes Verfahren herausgestellt hat. Zur Beurteilung der neuen Konzepte werden Untersuchungen durchgeführt, bei denen die wichtigen strömungsmechanischen Ähnlichkeitskennzahlen der Maschine eingehalten werden. So können die Ergebnisse unmittelbar auf den Einsatz im Triebwerk übertragen werden. Die Untersuchungen bedeuten eine Herausforderung für die als Messtechnik eingesetzte Infrarotthermographie. Neue Kalibrierverfahren werden entwickelt und überprüft. Durch Anwendung dieser Verfahren kann die Oberflächentemperatur der Prüflinge hoch genau bestimmt werden. Anhand der mit den neuen Verfahren bestimmten Verteilung der Oberflächentemperatur und weiteren aerodynamischen Messungen werden abschließend Empfehlungen formuliert, wie ein auf Drallkühlung basierendes Kühlsystem für Turbinenrotorschaufeln leistungsfähiger werden kann und so die geforderte Lebensdauer dieser Bauteile sicherstellen kann.

In einem Solarturmkraftwerk werden hunderte bis tausende Spiegel (sogenannte Heliostate) einzeln der Sonne nachgeführt, sodass das Sonnenlicht auf die Spitze eines Turmes konzentriert wird. Dort befindet sich der Receiver, der die Solarstrahlung absorbiert und an das Wärmeträgermedium weitergibt. Große thermische Energiespeicher erlauben die ganztägige Stromproduktion (auch Nachts). In aktuellen Solarturmkraftwerken kommen als Wärmeträger- und Speichermedium häufig flüssige Nitratsalze wie Solar Salt zum Einsatz. Aufgrund ihrer hohen Wärmekapazität und den geringen Kosten eignen sie sich sehr gut zur thermischen Energiespeicherung, jedoch bringen sie auch einige Nachteile mit sich. Flüssigmetalle weisen in vielen Punkten Vorteile gegenüber den Flüssigsalzen auf. In der vorliegenden Arbeit werden die Eigenschaften von Flüssigmetallen detailliert analysiert und mit Solar Salt verglichen. Zur Bewertung werden die Jahreserträge bzw. die Stromgestehungskosten (LCOE) herangezogen. Die Ergebnisse zeigen ein Potenzial zur Reduktion der Stromgestehungskosten mit Flüssigmetallen um bis zu 16% gegenüber dem Referenzsystem mit Solar Salt, ohne dabei den Kraftwerksblock und den thermischen Speicher zu verändern.

Technik ist allgegenwärtig. Sie durchdringt nicht nur die Produktion von Gütern und die Wissenschaften, auch unser Alltagsleben ist weitgehend durchwebt mit technischen Anordnungen unterschiedlichster Form und Ausprägung. Dabei ist den einzelnen technischen Artefakten häufig nicht anzusehen, wie stark sie nicht nur unsere Umwelt beeinflussen, sondern sogar unser Erkennen und Verstehen mitprägen. Dieser Zirkel von Verstehen und Gestalten, Gestalten und Verstehen kann als ein hermeneutischer Zirkel der Technik beschrieben werden. Die Beiträge des Sammelbandes setzen sich in diesem Sinne mit Aspekten einer philosophischen Begründung von technischem Handeln auseinander, versuchen verschiedene Deutungen etablierter Wissenschaften zu hinterfragen und geben Aussichten auf mögliche Gestaltungsansätze. Technik wird dabei nicht als dem Menschen gänzlich äußerlich und entgegengesetzt begriffen, sondern als ihm wesentlich inhärent – als Teil verständnisorientierten Handelns und handlungsorientierten Verstehens.

Welche Themen bewegten die Welt der Wissenschaft im Jahr 2006? Meilensteine und heiße Diskussionen. Anschaulich, verständlich und übersichtlich ist dieser Überblick über die spannendsten Themen und Ereignisse des Jahres. Forscher der Max-Planck-Gesellschaft übernahmen für jeden Schwerpunktbereich die Patenschaft und kommentieren Highlights und Entwicklungen ihres Fachs. Diesen abwechslungsreichen und interessanten Mix ergänzen zahlreiche Fotos, Illustrationen, Infokästen und eine Chronik. Diese Mischung macht das Buch optimal zum Nachschlagen wie zum Stöbern. Mit den Nobelpreisträgern 2006. Im Internet: www.wissenhoch12.de