04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik

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Institute: search.filters.UBSInstitut.Institut für Feuerungs- und KraftwerkstechnikEnd date: 1999

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    Verfeuerung von Biomasse als Option zur Minderung der energieverbrauchsbedingten CO2-Emissionen
    (1996) Hein, Klaus R. G.; Spliethoff, Hartmut; Siegle, Volker; Heinzel, Timm
    Vorwiegend in den industrialisierten Ländern wurden zur Minderung des Treibhauseffektes Beschlüsse zur Stabilisierung beziehungsweise Reduzierung der CO2-Emissionen gefaßt. In Deutschland sollen bis zum Jahre 2005 die CO2-Emissionen um 25 Prozent unter das Niveau von 1987 gesenkt werden. Um dieses hochgesteckte Ziel zu erreichen, sind alle Möglichkeiten einer CO2-Reduzierung auszuschöpfen. Neben einer rationelleren Nutzung der Energie, wie zum Beispiel durch Wirkungsgradsteigerungen bei der Stromerzeugung und Kraft-Wärme-Kopplung, müssen in Zukunft auch die Möglichkeiten einer regenerativen Energieerzeugung, u.a. auch der Einsatz von Biomasse, genutzt werden. Die Produktion von Biomasse und deren thermische Nutzung stellt einen zeitlich geschlossenen CO2-Kreislauf dar, da während der Wachstumsphase der Pflanzen der Luft die CO2-Menge entzogen wird, die bei der Verbrennung wieder freigesetzt wird. Eine Abschätzung der CO2-Bilanz zeigt, daß unter Berücksichtigung aller Aufwendungen für Brennstoffproduktion und Transport vergleichend zur Verbrennung von Steinkohle die CO2-Emissionen wesentlich gemindert werden können. Biomasse zur thermischen Nutzung weist sowohl ein beachtliches Potential als auch ein im Vergleich zu anderen regenerativen Energien günstiges Kostenniveau auf. Als mögliche Brennstoffe kommen sowohl Reststoffe aus Forst- und Landwirtschaft, wie Holz und Stroh, als auch speziell angebaute nachwachsende Rohstoffe wie Miscanthus Sinensis, Getreideganzpflanzen, Pappeln oder Weiden in Frage. Das Potential allein der Reststoffe wird mit etwa drei bis fünf Prozent des deutschen Primärenergieverbrauches angegeben. Spitzenreiter der Biomassenutzung in Europa ist gegenwärtig Österreich, wo etwa 12 Prozent des Primärenergieverbrauches im wesentlichen durch Nutzung von Holz gedeckt werden.
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    Experimentelle und numerische Beschreibung katalytischer Zünd- und Verbrennungsprozesse
    (1999) Behrendt, Frank; Maas, Ulrich (Prof. Dr.)
    In der hier vorgestellten Arbeit wird ein räumlich eindimensional behandelbares Modellsystem für die numerische Simulation und experimentelle Untersuchung der katalytischen Zündung und Verbrennung für verschiedene Brennstoffe und Katalysatoren vorgestellt. Darüberhinaus wird die Anwendbarkeit von Modell und Rechenprogramm für die Materialdeposition aus einer reaktiven Gasphase am Beispiel der Diamantabscheidung erfolgreich demonstriert. Das Rechenprogramm löst hierbei die zeitabhängigen Navier-Stokes-Gleichungen für eine Staupunktströmung, die auf eine reaktive Oberfläche gerichtet ist. Die Beschreibung der Oberflächenreaktionen und der daraus resultierenden Wärmefreisetzung bilden die Randbedingungen für die Integration der Erhaltungsgleichungen in der Gasphase. Auf der Oberfläche wie in der Gasphase wird das chemische Geschehen unter Zuhilfenahme detaillierter Mechanismen aus Elementarreaktionen beschrieben. Der Transport in der Gasphase sowie zwischer dieser und der Oberfläche wird durch ein vereinfachtes Multikomponenten-Transportmodell, das auch die Thermodiffusion berücksichtigt, erfaßt.
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    Berechnung der Verbrennung und der Schadstoffbildung in Ottomotoren unter Verwendung detaillierter Reaktionsmechanismen
    (1997) Riegler, Udo Günther; Warnatz, Jürgen (Prof. Dr. Dr. h.c.)
    Die vorliegende Arbeit behandelt die Flamelet-Modellierung der Verbrennung und der Schadstoffbildung in Ottomotoren. In Abhängigkeit von Motorgeometrie und der vorgegebenen Betriebsparameter werden das turbulente Strömungsfeld, die Flammenausbreitung, die Energiebilanz und die chemische Zusammensetzung des Gasgemisches im Arbeitszylinder eines Ottomotors räumlich und zeitlich aufgelöst berechnet. Eine auf der Flamelet-Modellierung beruhende Berechnungsmethode für den ottomotorischen Verbrennungsprozess wird in ein kommerzielles Strömungsberechnungsprogramm integriert, und darauf aufbauend, ein Modell zur Berechnung des Stickoxids und des Kohlenmonoxids in der Hochtemperaturphase implementiert. Das Modell wird auf den Ottomotor M112-3V/DZ VHT und den Quadratischen Forschungsmotor der Daimler Benz AG angewendet und mit den vorliegenden Messergebnissen verglichen.