Elektrochemie ist eine außerordentlich interdisziplinäre Wissenschaft im Berührungsfeld von Chemie, Physik, Werkstoffwissenschaft, Biologie und zahlreichen anderen technisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen. Anders als umfassende Lehrbücher, die zahlreiche Aspekte der Elektrochemie mit unterschiedlicher Intensität behandeln, wird hier ein Überblick gegeben, der Grundlegendes und Typisches hervorhebt. Dabei geht der Bezug zu den zahlreichen Feldern der Anwendung elektrochemischer Konzepte und Methoden klarer hervor. Dies führt zu einem tieferen Verständnis der Elektrochemie und erleichtert den Zugang zu intensiver Beschäftigung mit ihr.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Elektrochemie ist eine außerordentlich interdisziplinäre Wissenschaft im Berührungsfeld von Chemie, Physik, Werkstoffwissenschaft, Biologie und zahlreichen anderen technisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen. Anders als umfassende Lehrbücher, die zahlreiche Aspekte der Elektrochemie mit unterschiedlicher Intensität behandeln, wird hier ein Überblick gegeben, der Grundlegendes und Typisches hervorhebt. Dabei geht der Bezug zu den zahlreichen Feldern der Anwendung elektrochemischer Konzepte und Methoden klarer hervor. Dies führt zu einem tieferen Verständnis der Elektrochemie und erleichtert den Zugang zu intensiver Beschäftigung mit ihr.
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Elektrochemie ist eine außerordentlich interdisziplinäre Wissenschaft im Berührungsfeld von Chemie, Physik, Werkstoffwissenschaft, Biologie und zahlreichen anderen technisch-naturwissenschaftlichen Disziplinen. Anders als umfassende Lehrbücher, die zahlreiche Aspekte der Elektrochemie mit unterschiedlicher Intensität behandeln, wird hier ein Überblick gegeben, der Grundlegendes und Typisches hervorhebt. Dabei geht der Bezug zu den zahlreichen Feldern der Anwendung elektrochemischer Konzepte und Methoden klarer hervor. Dies führt zu einem tieferen Verständnis der Elektrochemie und erleichtert den Zugang zu intensiver Beschäftigung mit ihr.
Aktualisiert: 2023-07-02
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Aktualisiert: 2023-06-24
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Aktualisiert: 2023-06-15
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Aktualisiert: 2023-06-15
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Das Ingenieurwissen jetzt auch in Einzelbänden verfügbar. Thermodynamik enthält die für Ingenieure und Naturwissenschaftler wesentlichen Grundlagen in kompakter Form zum Nachschlagen bereit.
Aktualisiert: 2023-06-08
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Aktualisiert: 2023-06-07
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Aktualisiert: 2023-06-07
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Für die Erteilung allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassungen für Injektionssohlen von Trogbaugruben mit Weichgelen werden Übertragungsfunktionen benötigt, um die Ergebnisse aus Laborversuchen auf die Realität zu übertragen. In vorhergehenden Forschungsvorhaben wurden Parameter und Randbedingungen für eine Transportsimulation von Schadstoffen im Grundwasser für eine Unterwasserbetonsohle erarbeitet. Im Rahmen des vorliegenden Forschungsprojektes wurden die Parameter hydraulisches Gefälle, Durchlässigkeitsbeiwert, die Abmessungen und Form der Baugrube und die Herstellungsabfolge im Bezug zur Grundwasserströmungsrichtung mittels Modellvarianten in Grundwassertransportmodellen variiert. Hierdurch sollte die Robustheit der Transportsimulationen an sich, vor allem aber der Einfluss des variierten Parameters auf das gesamte Bewertungsergebnis überprüft und Empfehlungen zur weiteren Bearbeitung und Bewertung von Grundwassermodellen gegeben werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Ziel des Forschungsprojektes ist es, die Anreicherung des Alkaligehaltes im Bindemittel der Betone infolge von Taumittel-Beaufschlagung zu ermitteln. Dazu werden Bohrkerne aus alkaligeschädigten Betonfahrbahnen entnommen und untersucht. Mit einem neu entwickelten Analyseverfahren wird das Na2O-Äquivalent des Bindemittels in verschiedenen Tiefen der Betonfahrbahn nachträglich ermittelt. Zusätzlich werden die an Fahrbahnen auf diese Weise nachträglich ermittelten Alkaligehalte mit den Alkaligehalten verglichen, welche in aktuellen Prüfverfahren zur Prüfung der AKR-Empfindlichkeit von Gesteinskörnungen bzw. Betonen eingetragen werden. Hierdurch sollen Informationen darüber gewonnen werden, ob in Performance-Tests Alkaligehalte simuliert werden, wie sie in Verkehrswegen maßgebend sind. Die Untersuchungen dienen also auch zur Verbesserung der Prüfverfahren zur Vermeidung der Alkali-Kieselsäure-Reaktion.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Aktualisiert: 2023-05-26
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Aktualisiert: 2023-05-25
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Am 11. März 2011 verursachte ein starkes Erdbeben mit nachfolgendem Tsunami große Schäden im Kernkraftwerk
Fukushima Daiichi in Japan. Dadurch kam es zum Ausfall der Stromversorgung und Versagen der Kühlsysteme für
die in den Lagerbecken gelagerten Brennelemente. Ohne entsprechende Gegenmaßnahmen droht in diesem Fall eine
Überhitzung der Brennelemente und im schlimmsten Fall der Austritt von radioaktivem Material in die Umwelt.
Im Mittelpunkt der vorliegenden Dissertation stand die Untersuchung des komplexen Zusammenspiels von
Strömung und Wärmetransport bei solch einem Unfallszenario, das zu teilweise freigelegten Brennelementen führt.
Für die detaillierte Analyse der Vorgänge wurden erstmals dreidimensionale, numerische Strömungssimulationen unter
Berücksichtigung der exakten Geometrie und aller relevanten Wärmetransportmechanismen für ein teilweise freigelegtes
Brennelement durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Karenzzeit bis zum Erreichen
der kritischen Brennstabtemperatur hauptsächlich vom Füllstand und der Leistung der Brennstäbe abhängt. Die
Strömung oberhalb des Brennelements beeinflusst zusätzlich die Wärmeabfuhr. So steigt die Temperatur im Brennelement
bei einer Kombination aus geringer Temperatur, geringem Dampfmassenanteil und hoher Geschwindigkeit der
Querströmung signifikant an. Diese Ergebnisse ermöglichen die Ableitung gezielter Beladungsstrategien von Lagerbecken,
die die voraussichtliche Karenzzeit in der Größenordnung von Stunden verlängern.
Aktualisiert: 2023-02-23
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In dieser Arbeit werden Stofftransportvorgänge an bewegten fluiden Partikeln mit Hilfe numerischer Methoden untersucht. Dazu wird das open-source CFD (Computational Fluid Dynamics) Paket OpenFoam verwendet. Die bewegliche Phasengrenze wird dabei mit einer Level-Set-Methode beschrieben.
Es wurden zwei Methoden zur Erfassung der Stofftransportvorgänge entwickelt. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation werden diese ausführlich beschrieben und validiert. Die erste Methode verwendet große Manipulationsparameter, um die Randbedingungen an der Phasengrenze zu erzwingen. Bei der zweiten Methode wird die Phasengrenze mittels eines PLIC (piecewise linear interface construction) Algorithmus rekonstruiert und die Randbedingungen direkt an der rekonstruierten Grenzfläche formuliert. Die zweite Methode wird darüber hinaus für die Simulation von Mehrkomponentenstofftransport inklusive der dabei
auftretenden Diffusionskreuzeffekte erweitert.
Die beiden Methoden können den Stofftransport in flüssig-flüssig Systemen mit moderater Bewegung der Phasengrenze zuverlässig beschreiben. Im Falle von gas-flüssig Systemen oder großer Bewegung der Grenzfläche kann Stofftransport jedoch nur mit der PLIC-basierten Methode hinreichend genau erfasst werden. In umfangreichen Studien wird herausgearbeitet, dass die akkurate Auswertung der dünnen Konzentrationsgrenzschicht und die Vermeidung von numerisch bedingtem, unphysikalischen Stoffübergang die wichtigsten Kriterien für die Genauigkeit der Methoden sind.
Abschließend wird der Einfluss von Diffusionskreuzeffekten in quaternären Stoffsystemen sowie von Marangoni-Effekten auf den Stoffübergang mit Hilfe der PLIC-basierten Methode aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-01-19
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In vielen Bereichen der Bundesrepublik wurden insbesondere in Wasserschutzgebieten in den letzten Jahren Maßnahmen zur Verminderung von Stickstoffeinträgen aus landwirtschaftlicher Bewirtschaftung in das Grundwasser durchgeführt. Wieweit diese Maßnahmen zu dem gewünschten Erfolg führen, muss durch entsprechende Kontrollen ständig überprüft werden. Trotz teilweise langjähriger Erfahrungen ist der unmittelbare Nachweis der Auswirkungen von landbaulichen Maßnahmen auf die Beschaffenheit des Sicker- und Grundwassers oft nicht möglich. Dieser Nachweis ist jedoch neben der Akzeptanz der Verfahren durch die Landwirte auch für die Wasserwirtschaft von großer Bedeutung. Das Merkblatt beschreibt und bewertet verschiedene technische und rechnerische Möglichkeiten der Effizienzkontrolle von Maßnahmen zur grundwasserschonenden Bodennutzung. Neben der allgemeinen Beschreibung werden Vor- und Nachteile der einzelnen Verfahren dargestellt und die Eignung zur Effizienzkontrolle bewertet. Schließlich werden auch die Kosten abgeschätzt, die diese Kontrollmaßnahmen verursachen.
Aktualisiert: 2022-08-02
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