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Dieses erfolgreiche, didaktisch ausgereifte Lehrbuch wurde zuletzt fachlich in der Gasdynamik, der Behandlung des Verdichtungsstoßes und bei den verlustbehafteten Strömungen ergänzt. Außerdem wurde der allgemeine Energiesatz aufgenommen. Das Buch zeichnet sich durch eine prägnant kurze, mathematisch verständliche und anwendbare Einführung in die Grundlagen aus und gibt dem Leser Gelegenheit, sein Verständnis durch Übungen zu vertiefen. Die aktuelle Auflage wurde vollständig in sprachlicher Hinsicht überarbeitet und das Sachwortverzeichnis ergänzt.

Dieses ausgereifte Lehrbuch bringt in prägnant kurzer und mathematisch verständlicher Darstellung die strömungstechnischen Grundlagen. In der aktuellen Auflage wurde ein Abschnitt zu Dissipation und Viskosen Potentialströmungen ergänzt. Aufgaben mit Lösungen helfen den Lernstoff richtig anzuwenden und fördern das Verständnis.

Die Eigenschaften von Fluiden sind zur Beschreibung von Strömungsvorgängen mit den Erhaltungssätzen für Masse, Impuls und Energie notwendig. Für inkompressible Fluide wird die Grenze der Dichteänderung in Abhängigkeit der Machzahl angegeben. Die Rheologie behandelt die Fließeigenschaften der Fluide bei Deformationen in Strömungen. Die Viskosität tritt beim newtonschen Schubspannungsansatz auf. Das Verhalten von Druck und Dichte in der Hydro- und Aerostatik wird beschrieben.

Ausgehend von eindimensionalen reibungsfreien Strömungen wird die Bernoulli-Gleichung und die Energiebilanz hergeleitet. Mit der Eulerschen Betrachtungsweise wird der Unterschied zwischen stationären und zeitabhängigen Strömungen verdeutlicht und an zahlreichen Beispielen angewandt. Die zweidimensionalen reibungsfreien und inkompressiblen Strömungen werden mit der Potenzialtheorie behandelt. Die Lösungseigenschaften werden am Beispiel der Zylinderumströmung ohne und mit Zirkulation aufgezeigt.

Für kompressible Strömungen werden die Erhaltungssätze für Masse, Impuls und Energie hergeleitet. Die Eigenschaften der Stoßgleichungen wie Rankine-Hugoniot-Relation und Rayleigh-Gerade werden betrachtet. Zur Berechnung der Kräfte auf umströmte Körper werden die Auftriebs- und Widerstandsbeiwerte ermittelt. Auf der Basis der Stromfadentheorie wird die Auslegung von Lavaldüsen behandelt. Das physikalische Verhalten linearer Unter- und Überschallströmungen und transsonischer Profilumströmungen wird analysiert.

The expansion of fluctuating renewable electricity production from wind and solar energy requires huge storage capacities. Power-to-gas (PtG) can contribute to tackle that issue via a two-step process, the electrolytic production of hydrogen and a subsequent methanation step (with additional CO2). The resulting fully grid compatible methane, also known as synthetic natural gas (SNG), can be both stored and transported in the vast existing natural gas infrastructure. To overcome current major drawbacks of PtG, the relatively low efficiency and the high costs, we developed an improved method for the methanation step. In our approach we use a further development of the biological in situ methanation of hydrogen in biogas plants. Because this strategy uses directly internal residual CO2 from the biogas process in the biogas plant, you neither need additional external CO2 nor special reactors. Thus, PtG is combined with the production of an upgraded highly methane rich raw biogas. However, the low solubility of hydrogen in aqueous solutions and the exploitation of the maximum biological production rates are still an engineering challenge for high performance biological in situ methanation. In our experiments a setup with membrane gassing turned out to be most promising to ensure a sufficient gas liquid mass transfer of the hydrogen. The monitoring of hydrogenotrophic and aceticlastic archaea showed some adaption of these microbial subgroups to the hydrogen feed. In order to achieve high methane concentrations of more than 90 % in the raw biogas a CO2-controlled hydrogen feed flow rate is suggested. For methane concentrations lower than 90 % simple current controlled hydrogen supply can be applied.

Hybrid drives for automotive application are extensively discussed. In contrast, the company HEINZMANN, the University of Karlsruhe and the University of Applied Sciences Offenburg concentrate on hybrid drives for industrial, offroad purposes in a joint project. These applications promise a much higher fuel saving potential, particularly if highly frequent load cycles are present. Hybrid drive systems offer additional advantages including reduced exhaust aftertreatment requirements due to engine downsizing, better engine dynamics, emissions and noise reduction.

Dieses Lehrbuch vermittelt dem Leser anschaulich ein solides, grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge der Energieumwandlungsprozesse. Es umfasst die gesamte Palette der Energietechnik, angefangen bei den Grundlagen der Energie-Verfahrenstechnik über die Beschreibung ausgeführter aktuellster Anlagen (alle Kraftwerkstypen) bis zur Energieverteilung und -speicherung. Schwerpunkte sind regenerative/nachhaltige Energietechniken, Kombianlagen (z.B. Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke) und Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (z.B. BHKW). Die aktuelle Fassung der Normen wird berücksichtigt und ein Verzeichnis der verwendeten Formelzeichen wurde mitaufgenommen. Zahlreiche Verbesserungen an Texten und Bildern wurden eingearbeitet.

Dieses Lehrbuch vermittelt dem Leser ein grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge der Energieumwandlungsprozesse. Es umfasst die gesamte Bandbreite der Energietechnik. Die Schwerpunkte reichen von nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, Kombianlagen (z. B. Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke) über Anlagen mit Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung bis hin zum Kyoto-Protokoll. Die 4. Auflage beinhaltet erstmals Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen zu den einzelnen Kapiteln. Mehrere Kapitel sind aktualisiert. Das Kapitel 18 „Liberalisierung der Energiemärkte“ ist neu gefasst.

Kurz und prägant werden die Energieumwandlungsprozesse dargestellt. Die Schwerpunkte reichen von der kompletten Beschreibung der nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, über Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke sowie Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen bis hin zur Energieverteilung und zum Kyoto-Protokoll. Zu allen Kapiteln gibt es Aufgaben mit vollständigen Lösungen im Anhang. In der aktuellen Auflage wurden in den Kapiteln 3 und 15 die Zahlenwerte aktualisiert. Kapitel 9 wurde entsprechend der neuen Anbieterstruktur überarbeitet und Kapitel 10 um die Adsorptionstechniken ergänzt. Die Kapitel 17-20 wurden vollständig überarbeitet und stellen den aktuellen Stand der globalen politischen Aspekte dar.

Dieses Lehrbuch vermittelt dem Leser ein grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge der Energieumwandlungsprozesse. Es umfasst die gesamte Bandbreite der Energietechnik. Die Schwerpunkte reichen von nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, Kombianlagen (z. B. Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke) über Anlagen mit Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung bis hin zum Kyoto-Protokoll. In der fünften Auflage wurden neue Trends in der Energietechnik eingearbeitet. Das Kapitel Windkraftanlagen wurde um Off-Shore-Anlagen ergänzt, das Kapitel Kernenergie wurde überarbeitet und erhielt den neuen Schwerpunkt Reaktorsicherheit.

Im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekts des Instituts für Rechtsmedizin der Universität Freiburg und des Freiburger Materialforschungszentrums entwickelt die Robotikgruppe der Hochschule Offenburg ein robotergestütztes mobiles Messsystem zur spektroskopischen Vermessung von Leichenflecken. Ziel des Gesamtprojekts ist die Charakterisierung von intravitalen und postmortalen Hautveränderungen auf der Basis reflektionsspektrometrischer Messungen an menschlicher Haut durch ein physikalisches Hautmodell. Projektleiter ist Prof. Dr. Michael Bohnert, Institut für Rechtsmedizin Freiburg, der den grundlegenden Anstoß zum Einsatz spektroskopisch aufgelöster Messungen der Färbung von Leichenflecken gab [1]. In Zusammenarbeit mit dem Freiburger Materialforschungszentrum wurde dazu ein Modell für das optische Verhalten der Haut entwickelt [2]. Im Anschluss wurde insbesondere die Reoxygenierung der Leichenflecken bei gekühlter Lagerung untersucht [3]. Der Dokumentation der Messreihen liegt ein elektronisches Laborbuch zugrunde, das von der Servicegruppe Wissenschaftliche Informationsverarbeitung des Materialforschungszentrums entwickelt wurde [4]. Als problematisch erwies es sich, dass sich eine Messreihe über 50 bis 60 Stunden erstreckt und in der Regel nur zweimal täglich Handmessungen durchgeführt werden konnten, die zudem bei Raumtemperatur erfolgen mussten.

Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung und Charakterisierung einer mikrobiellen Brennstoffzelle (MBZ). Die MBZ unterscheidet sich von einer herkömmlichen Brennstoffzelle darin, dass die an der Anode erzeugten Elektronen nicht vom molekularen Wasserstoff, sondern direkt von der im Anodenkompartiment wachsenden Biomasse aus organischen Verbindungen stammen. Die Funktionsweise einer solchen Zelle ist in Abbildung 3.4-1 dargestellt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Brennstoffzelle können in einer MBZ auch Abwasserteilströme z. B. aus der Lebensmittelindustrie als Substrat eingesetzt werden. Der große Vorteil der MBZ besteht somit darin, dass Abwässer biologisch abgebaut und gleichzeitig elektrischer Strom erzeugt werden kann.

Do you know that for each banana bunch the complete plant must be cut as well? Only in Brazil 440 million trees are planted annually. With an average weight of 30 kg per banana plant you can estimate about 13,5 million tons of banana residues per year. Although there exist some projects to use these residues for the production of valuable products (e.g fibers for textile and paper production) most of this organic waste material is unused and left for composting on the farmland. The basic idea of this project is to evaluate this organic waste material for converting it to a renewable and CO2 neutral fuel. Therefore, the different parts of the banana plant (heart, leaves and pseudo stem) were analyzed regarding their biogas potential (specific biogas yield and biogas production kinetics). In further studies the effect of mechanical and enzymatic pretreatments of the different parts of the plants was investigated. This examination could then be the basis for an energetic usage of this organic residue. The biogas batch experiments were performed according to the german guideline VDI 4630 in 2-L-Batch reactors at 37°C. As biogas substrates, the heart, the leaves and the pseudo stem of the banana plant residue with and without enzymatic/mechanical pretreatment were used. The different parts of the banana plants result in a specific biogas production yield in the range of 260-470 norm liters per kg organic dry mass. To determine the influence of the mechanical pretreatment (particle size 1-15 mm) on the biogas production kinetics, the kinetic constants were defined and calculated. The reduction of the particle size leads to an improved biogas production kinetics. Therefore experiments will demonstrate, if the results from the batch experiments can be converted in the continuous fed biogas reactor. The experiments of the enzymatic pretreatment are still under investigation.

Die angestrebten Klimaschutzziele erfordern, dass Erneuerbare Energien längerfristig zur Hauptenergiequelle der Energieversorgung werden. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, ist es angebracht konventionelle und erneuerbare Energie oder noch besser nachhaltige Einzelprozesse intelligent miteinander zu verknüpfen. Das Projekt EBIPREP wird von einer interdisziplinären Forschergruppe bestehend aus Chemikern, Prozessingenieuren und Bioprozessingenieuren sowie Physikern, die auf Sensoren und Prozesssteuerung spezialisiert sind durchgeführt. Das Ziel ist es, neue Lösungen für die Nutzungswege von Holzhackschnitzeln und den bei der mechanischen Trocknung anfallenden Holzpresssaft zu entwickeln. Neben der Hackschnitzelvergasung und der katalytischen Reinigung des Holzgases steht die Nutzung des Holzpresssafts in Biogasanlagen und bei der biotechnologischen Wertstofferzeugung, z.B. bei der Enzymherstellung, im Vordergrund. Was wir tun? Das EBIPREP-Projekt wird von einer interdisziplinären Forschungsgruppe durchgeführt, die sich aus Chemikern, Prozessingenieuren, Bioprozessingenieuren und Physikern zusammensetzt. Ziel ist es, neue Lösungen für den Einsatz von Hackschnitzeln und Holzpresssaft zu entwickeln, die durch ein innovatives mechanisches Trocknungsverfahren gewonnen werden. Neben der Holzvergasung und katalytischen Reinigung des Holzgases ist der Einsatz von Holzpresssaft in Biogasanlagen und in biotechnologischen Produktionsprozessen von Wertstoffen vorgesehen. Holzhackschnitzel werden thermisch vergast. Es werden Online-Sensoren entwickelt, um die relevanten Parameter der stabilisierten und optimierten Einzelprozesse auszuwerten. Die Verknüpfung von thermischen und biotechnologischer Konversionsprozessen könnte dazu beitragen, die Dimension von Biogasreaktoren erheblich zu reduzieren. Diese Tatsache wird folglich zu einer spürbaren Kostensenkung führen. Ziele des EBIPREP-Projekts • die Vorteile der thermischen und biologischen Umwandlung von Biomasse zu kombinieren; • Entwicklung eines Verfahrens zur Reduzierung von Schadstoffemissionen mit innovativen Sensoren und katalytische Behandlung von Synthesegasen; • nachhaltige Produktion biotechnologischer wertvoller Produkte • wirtschaftliche und ökologische Analyse des Gesamtprozesses im Vergleich zu den Einzelprozessen • Einsatz von Prozessabwässern zur Erzeugung regenerativer Energie oder biotechnologischer Wertstoffe • Erwerb neuer Kenntnisse auf dem Gebiet der Rückgewinnungstechnik von Rückständen • und Energieerzeugung; • Erweiterung neuer Anwendungsfelder für innovative Sensoren und Keramik • Schäume für Katalysatoren; • Senkung der Kosten für die Biogasproduktion Im geplanten Übersichtsvortrag werden die vernetzten Strukturen des Projekts EBIPREP und deren zentralen Ergebnisse vorgestellt.