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Ottomotoren sind Verbrennungsmaschinen, bei denen die Verbrennung des verdichteten Kraftstoff-Luft-Gemisch durch eine zeitlich gesteuerte Fremdzündung (Zündkerze) eingeleitet wird. Man unterscheidet Viertakt- und Zweitaktottomotoren, wobei jede Bauart für einen bestimmten Anwendungsbereich Vorteile besitzt. Nach der Art der Gemischbildung unterteilt man Ottomotoren in:
Vergaser-Ottomotor: Bei diesem Motor wird der flüssige Kraftstoff außerha ...
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Um die Ausbreitung von Schadstoffen berechnen zu können, bedient man sich den sog. Ausbreitungsrechnungen. Ausbreitungsrechnungen wurden bereits von vielen Wissenschaftlern aufgestellt. Solche Rechnungen zeigen den Zusammenhang zwischen Konzentration und Entfernung, in Abhängigkeit der verschiedenen Emittenten und atmosphärischen Variablen auf. Ein Beispiel einer solchen Ausbreitungsrechnung ist in Abb. 1 vereinfacht dargestellt. sy stellt die ve ...
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Labilität und Stabilität in der Atmosphäre sind die Folge unterschiedlicher, vertikaler Schichtungen der Lufttemperatur. Die Lufthülle der Erde wird nicht unmittelbar von der Sonnenstrahlung erwärmt, sondern indirekt über den Umweg der Erdoberfläche, d.h. die elektromagnetische Strahlung der Sonne erwärmt den Boden, der wiederum die so aufgenommene Energie an die angrenzenden Luftschichten abgibt und diese damit erwärmt. Die höheren Luftschichten ...
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Looping - die Luft ist stark labil geschichtet. Der Schornsteinrauch bewegt sich sinusförmig nach Westen. Auf Grund von Turbulenz und Konvektion (siehe Kap.2.3), kann der Rauch hin und wieder bis zum Boden herunter gedrückt werden. Die vertikale Durchmischung ist gut und die Schadstoffkonzentration nimmt mit der Entfernung zum Schornstein rasch ab. Zu beachten ist allerdings, daß die unstete Bewegung der Rauchschleife bereits in einer geringen En ...
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Coning - die Luft ist leicht stabil bis neutral geschichtet. Die Rauchwolke wird durch gleichmäßige Ausbreitung in horizontaler wie in vertikaler Richtung konisch geformt.
Abb.4 Coning
(Oke, S.287)
Es herrschen nur geringe konvektive Luftströmungen vor. Lediglich kleinere Turbulenzen werden durch Reibung hervorgerufen und verdünnen nur mäßig die Schadstoffe. Die Rauchwolke berührt die Erdoberfläche in einer größeren Entfernung zum Schornste ...
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Fanning - die Luft ist stark stabil geschichtet. Die Rauchfahne bleibt schmal in vertikaler Richtung und ist langgestreckt oder leicht gewellt. Die Luftschicht ist kaum turbulent, so daß nur wenig Bewegung auf die Rauchfahne einwirkt. Die stabile Schichtung
Abb.5 Fanning, (Oke, S.287)
läßt eine vertikale Durchmischung in Folge von Auftrieb nicht zu. Ein unregelmäßiger Wechsel der Windrichtung formt eine V-förmige Rauchfahne aus, die in der Dr ...
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Lofting- die Luft ist in Bodennähe stabil geschichtet (Bodeninversion), in Schornsteinhöhe leicht labil bis neutral (aloft: engl. für oben). Die Rauchfahne verläuft entlang
Abb.6 Lofting
(Oke, S.287)
der Inversionsobergrenze geradlinig, parallel zum Erdboden, während sie sich nach oben hin ungehindert ausbreiten kann. Die Inversion blockiert Vertikalbewegungen und läßt keine Schadstoffe zur Erdoberfläche durch. Die Inversionshöhe übersteigt ...
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Fumigation - die Luft ist unterhalb der effektiven Schornsteinhöhe labil geschichtet, oberhalb stabil (Höheninversion). Die Rauchfahne verläuft parallel zur Inversionsschicht und kann diese nicht durchdringen, während sie sich zum Erdboden hin ungehindert ausbreiten kann. Jede Verdünnungsmöglichkeit ist somit nach oben hin
blockiert, nach unten hingegen kann es zu gefährlichen Schadstoffkonzentrationen kommen. Die Fumigation-Situation stellt so ...
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Besondere Extremsituationen von Schadstoffkonzentrationen stellen Inversionen dar. Es werden grundsätzlich zwei Arten unterschieden, die Boden- und die Höheninversion.
Bodeninversionen bzw. Strahlungsinversionen entsprechen der Lofting-Situation, vorausgesetzt, die Inversionsschicht ist nicht höher als die effektive Schornsteinhöhe. Bodeninversionen treten ganzjährig auf, wobei sie in Wintermonaten kräftiger ausgebildet sind als in Sommermonate ...
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Durch turbulente Luftbewegungen erfolgt ein Luftaustausch zwischen verschiedenen Niveaus. Turbulenz ist die Voraussetzung für eine gute Durchmischung und Verdünnung von Schadstoffen. Sie äußert sich als Böhigkeit und Windrichtungswechsel. Die Turbulenz wächst mit Windgeschwindigkeit, Rauhigkeit des Geländes und zunehmender Labilisierung der Atmosphäre. Es werden zwei Arten der Turbulenz unterschieden, die dynamische und die thermische Turbulenz. ...
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Wind und Turbulenz sind eng miteinander verflochten. Je größer die Windgeschwindigkeit wird, je größer werden die Turbulenzen und desto mehr nähert sich die Schichtung dem Typ `neutral\', da die einzelnen Luftschichten gut durchmischt werden, d.h. bei windigem Wetter sind keine Inversionslagen zu befürchten. Der Wind ist auch ein Maß für die Turbulenz. Durch Messungen von Windrichtungsänderung (Standardabweichung von der Hauptwindrichtung) und Wi ...
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Die Strahlung ist indirekt ein Maß für die Turbulenz. Sie beeinflußt die Temperaturschichtung in großem Maße und ist für Extremsituationen, wie in Kapitel (Inversion) beschrieben, verantwortlich. Die kurzwellige Strahlung erwärmt die Erdoberfläche und hat vor allem in den Mittagsstunden eine labilisierende Wirkung auf die bodennahen Schichten. Langwellige Strahlung hat die gegenteilige Wirkung. Besonders während der Nacht und bei ruhigem Wind hat ...
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Als städtische Wärmeinsel wird die Temperaturerhöhung über einem Stadtgebiet gegenüber seinem Umland bezeichnet. Sie ist Folge der anthropogenen Wärmeerzeugung
Abb.11
Stadt in Tallage bei Inversionslage
(modifiziert nach: VDI-Kommission, S. 230)
und kann im Winterhalbjahr am deutlichsten beobachtet werden. Besonders gut kann
der Effekt an Städten in Tallagen beobachtet werden Abb.12. In gehobenem Freiland bilden sich in Strahlungsnächte ...
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Das Meßnetz, um vertikale Temperatur und Windverhältnisse zu messen, ist sehr viel grobmaschiger als das horizontale auf der Erdoberfläche. Um trotzdem Aussagen über den vertikalen Zustand der Atmosphäre zu treffen, werden die atmosphärischen Variablen aus synoptischen Beobachtungen gewonnen und in Ausbreitungsklassen zusammen gefaßt. (siehe auch Referat vom 09.02.1995, Thema: Bestimmung der Ausbreitungsbedingungen aus synoptischen Beobachtungen. ...
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Sir William Robert Grove entdeckte 1839 die prinzipielle Arbeitsweise der heutigen Brennstoffzelle. In seiner sogenannten "GASKETTE", eine Kombination von Wasserstoff- und Sauerstoffumspülten Platinenelektronen in Schwefelsäure, erzeugte er eine elektrische Spannung von etwa einem Volt. Das Hauptproblem bei dieser Konstruktion war die mangelnde Stabilität der verwendeten Werkstoff. Als dann Werner von Siemens den Drehstrohmgenerator entwickelte ...
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Die Kraft - Wärme - Kopplung, die gleichzeitige Bereitstellung von Strom und Wärme, ist in Form von Blockheizkraftwerken bereits ein stetig wachsender Markt. Der Leistungsbereich reicht hier von einigen kW zur Versorgung von Wohneinheiten bis zu mehreren MW für beispielsweise Krankenhäuser. Brennstoffzellen werden mit PAFC - Brennstoffzellen betrieben. Sie werden mit Erdgas betrieben und erzeugen bis zu
200 kW Wärmeleistung. Der elektrische W ...
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Alkalische Brennstoffzelle -> wird besonders im Weltraum eingesetzt, Sauerstoff und Wasserstoff werden in Tanks flüssig mitgeführt. Es hat nur 1/10 von dem Gewicht das Batterien haben.
Polymerelektrolytmembram Brennstoffzelle -> diese Brennstoffzelle wird häufig bei Automobilen eingesetzt. Sie hat die zwei- bis dreifache Effizienz gegenüber herkömmlichen Verbrennungsmotoren.
Karbonatschmelze Brennstoffzelle -> sie hat einen sehr hohen Wirkung ...
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Die Brennstoffzelle ist eine alternative Antriebsart für das Auto. Mit der Brennstoffzelle können anstatt Verbrennungsmotoren Elektromotoren Verwendet werden. BMW hat unter anderen schon ein Auto mit Brennstoffzelle zum testen entwickelt. Das Auto hat einen Tank der 140 Liter fast und dieser reicht für 400 Kilometer. Das Problem mit dem Platz für die 140 Liter löst BMW so, dass sie das Gas extrem kühlen und dadurch verflüssigen. Dadurch muss de ...
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Transformator kommt vom lateinischen transformare = umformen, umwandeln. Als Kurzschreibweise wird oft "Trafo" verwendet, d.h. Umspanner. Er zählt zu den elektrischen Geräten und wird zur Erhöhung oder Herabsetzung elektrischer Spannung von Wechselströmen verwendet .
Die ersten Dreiphasen-Transformatoren-Modelle wurden bereits 1889 von M. von Doliewo- Dobrowolski entwickelt.
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Der Transformator besteht im einfachster Fall aus zwei Spulen, der Primärspule und der Sekundärspule, die auf die Schenkel eines geschlossenen Eisenkerns (=Joch) gewickelt sind. Der Eisenkern ist aus magnetisierbaren und einseitig isolierten Blechen zusammengefügt um Wirbelströme zu vermeiden). In der Schwachstromtechnik werden nur Lufttransformatoren (Trockentransformatoren genannt) verwendet. In der Starkstromtechnik werden vorwiegend Drehstrom ...
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