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Validierte Messverfahren für die nichtgeometrische Größe Hydrophilie - Anwendung in der Mikrofluidik
(2011)
NM 105, Ti02 (P25) could not be ignited as dust layer and dispersed in air as dust/air-mixture as well. This dust is not dust explosible and the burning behaviour corresponds to Burning Class 1 (no Ignition). The results have shown that the tested sample is thus not combustible at all, because it is already oxidized completely.
Ziel des F&E-Vorhabens des GSBL (BAM Vh 2520) war die Erarbeitung von Datensätzen auf der Grundlage bereits bestehender Staubdaten (für Datenbasis siehe Abschnitt 4) und die Übergabe der erarbeiteten Datensätze in elektronischer Form an den GSBL bis spätestens 31.05.2011. Der entsprechende Forschungs- und Entwicklungsvertrag trat am 01.08.2009 in Kraft.
Für die Erarbeitung der Datensätze mussten neuartige Konzepte entwickelt werden (siehe Abschnitt 3.5; Abschnitt 3.3 gibt eine Einführung in das Staub-Fachgebiet und behandelt die Besonderheit von Stäuben). Aufgrund von Schwierigkeiten bei der Auswertung und bei der Zusammenstellung der Daten, die erst im Verlaufe des Projekts erkannt wurden, hat es beträchtliche Verzögerungen bei der Erstellung der Datensätze gegeben. Dies führte zu der Feststellung, dass eine Laufzeitverlängerung des Projekts notwendig war. Im Mai 2011 wurde daher ein entsprechender Antrag beim Auftraggeber gestellt. Der Antrag auf kostenneutrale Laufzeitverlängerung führte schließlich zu einer Änderung des ursprünglichen Forschungs- und Entwicklungsvertrags. Der Änderungsvertrag sah eine Verlängerung des Projekts bis zum 30.04.2012 vor.
Um die Datensätze im GSBL abbilden zu können, war es auch erforderlich, eine adäquate Datenstruktur zu entwerfen und diese im GSBL zu implementieren. Die Bekanntgabe der zur Abbildung der Datensätze notwendigen Struktur erfolgte am 11.01.2011 per E-Mail (EXCELDatei gsbldbdir3_23_0029)2. Veränderungen bzw. Präzisierungen dieser Datenstruktur wurden dem GSBL am 19.01.2011 und am 28.01.2011 mitgeteilt, ebenfalls per E-Mail3. Am 19.10.2011 erfolgte eine weitere Änderung, die die sogenannte Nachschlagetabelle betrifft: Der Textinhalt der Tabelle T_STAUBM lautet nun "Auswertung vorhandener Datenkollektive durch Experten-Team." (ursprünglicher Wortlaut: "Auswertung vorhandener Datenkollektive durch Experten"). Die Änderung geht auf einen Wunsch des GSBL-Begleitkreises zurück, der am 07.10.2011 auf der in der BAM stattgefundenen Besprechung vorgebracht wurde.
Purpose – This purpose of this paper is to report about the temperature distribution in metal and ceramic powder beds during 3D printing. The differing powders are thoroughly characterized in terms of thermal conductivity, thermal diffusivity, emissivity spectra and density.
Design/methodology/approach – The temperature distribution was measured in a 3D printing appliance (Prometal R1) with the help of thin thermocouples (0.25 mm diameter) and thermographic imaging. Temperatures at the powder bed surface as well as at differing powder bed depths were determined. The thermal conductivity, thermal diffusivity and emissivity spectra of the powders were measured as well. Numerical simulation was used to verify the measured temperatures.
Findings – The ceramic powder heated up and cooled down more quickly. This finding corresponds well with numerical simulations based on measured values for thermal conductivity and thermal diffusivity as well as emissivity spectra. An observed color change at the metal powder has only little effect on emissivity in the relevant wavelength region.
Research limitations/implications – It was found that thermocouple-based temperature measurements at the powder bed surface are difficult and these results should be considered with caution.
Practical implications – The results give practitioners valuable information about the transient temperature evolution for two widely used but differing powder systems (metal, ceramic). The paramount importance of powder bed porosity for thermal conductivity was verified. Already small differences in thermal conductivity, thermal diffusivity and hence volumetric heat capacity lead to marked differences in the transient temperature evolution.
Originality/value – The paper combines several techniques such as temperature measurements, spectral emissivity measurements, measurements of thermal conductivity and diffusivity and density measurements. The obtained results are put into a numerical model to check the obtained temperature data and the other measured values for consistency. This approach illustrates that determinations of surface temperatures of the powder beds are difficult.
Miscanthus x giganteus energy crop grown in Ireland was harvested on 21st of February and 28th of March 2012 to examine the effects of harvesting time on self-heating during storage of Miscanthus chips in clamps (98 m³) under weather sheltered conditions. There was a relatively large difference in moisture content, of 21.4%, between Miscanthus crop harvested in February and March (41.6 and 20.2%, respectively). Temperature evolution over a storage period of up to 125 days was monitored at different heights and distances from the centre within the clamps. Maximum temperature in the February constructed clamp reached 69 °C compared to 28 °C in the March constructed clamp. Microbial activity was monitored via carbon dioxide and oxygen gas measurements. The high moisture clamp showed higher microbial activity and a volume yield loss of 4.3% due to decomposition in the top section of the clamp. Quality indices post-storage were also assessed. Calorific values from Miscanthus sampled 1 m below the top surface were similar after storage for both February and March constructed clamps, i.e. 18.52 and 18.70 MJ kg-1, respectively. A reliable assessment of self-heating in Miscanthus chip clamps has important consequences for both self-ignition risk and biomass quality.
Miscanthus x Giganteus (Miscanthus) energy crop was examined at laboratory scale to assess its self-heating and self-ignition risks during storage. Chipped Miscanthus (18 mm) from February and March harvests, in 2012, were assessed as well as ground Miscanthus (3 mm) from the March harvest. February and March crops had moisture contents of 41.6 and 20.2%, respectively. Self-ignition temperatures were independent of moisture although moisture did affect the time from the beginning of storage until storage temperature was reached. Ground Miscanthus had lower self-ignition temperatures than chipped Miscanthus. Isothermal respirometric tests carried out showed increase risk of self-heating in the February crop compared to the March crop due to increased microbial activity. Numerical simulations were used to determine critical enhanced start temperatures, e.g. caused by microbial decomposition, of the stored Miscanthus. Safe storage conditions have been derived from the investigations. The numerical simulations demonstrated that self-ignition was possible in Miscanthus chip piles with a height greater than 6 m if there was significant heat release from microbiological activity. Reliable assessment of self-heating and self-ignition risks in large scale Miscanthus energy crop clamps or piles are required to prevent losses due to decomposition and fire damage.
Die Menge an genutztem, verarbeitetem und gelagertem Holz steigt von Jahr zu Jahr. In der Folge konnte in den letzten fünf Jahren eine deutlich gestiegene Zahl von Bränden in Holzlagern und -halden festgestellt werden. Viele dieser Brände sind durch Selbstentzündung des Materials verursacht worden. Sind die Ursachen der Selbstentzündung bekannt, kann die Brandentstehung durch geeignete Maßnahmen vermieden werden. Die Fachgruppe II.2 „Reaktionsfähige Stoffe und Stoffsysteme“ der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung hat in diesem Leitfaden das Thema aufgegriffen und die derzeit vorliegenden Erkenntnisse zusammenfassend dargestellt. Ziel des Leitfadens ist es, die Grundlagen der Selbstentzündung von Biomasse am Beispiel von Holz in übersichtlicher Form darzustellen und daraus praktische Hinweise zur Vermeidung der Selbstentzündung von Holzhalden abzuleiten, um so einen Weg für einen sicheren und nachhaltigen Umgang mit diesem Rohstoff zu ebnen. Dem Leitfaden liegen Ergebnisse des Forschungsvorhabens „Brandvermeidung bei der Lagerung von biogenen Brennstoffen“ zugrunde. Das Projekt wurde innerhalb der Fördermaßnahme „klimazwei – Forschung für den Klimaschutz und Schutz vor Klimawirkungen“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung finanziell gefördert (Förderkennzeichen 01LS05079). Für diese Förderung möchten die Autoren sich bedanken.