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Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle ([1], [2]), welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 10 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen.
Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen.
Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen.
Vorstellung OWA VERBATIM
(2024)
Das Risiko von Pfahlfussbeulen ist ein wesentlicher Grund für hohe Pfahlwandstärken bei Monopiles. Das Projekt VERBATIM - Verifikation des Beulnachweises und –verhaltens großer Monopiles zielte darauf ab, Beulphänomene zu untersuchen, die sich sowohl auf die plastischen Verformungen der Pfahlspitze während der Installation als auch auf das Beulen des eingebetteten Pfahls in der Nähe des Seebodens beziehen.
Auf der Basis aufwändiger Versuche wurden numerische Modelle entwickelt und validiert. Dies ermöglicht ein besseres Verständnis des Beulverhaltens, um die Wanddicke zu reduzieren, was Kosteneinsparungen bei der Stahlmenge sowie die Entwicklung sicherer und optimierter Strukturen erlaubt. Die bisherigen Designverfahren konnten die erfolgreiche Installation der Monopiles gewährleisten. Da die Größe von Monopiles jedoch stetig zunimmt, wird die Entwicklung verbesserter Designverfahren für sichere und kostengünstige Fundamente immer wichtiger.
Der Rückenwind-Vortrag gibt eine Übersicht zu den durchgeführten Untersuchungen und Ergebnissen
Transportierbarkeit von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe, welche nach eine längerfristigen trockenen Zwischenlagerung
transportiert werden müssen. Überblick über die aktuellen Regelwerke und Richtlinien sowie die Zeitpläne für das Finden eines Endlagers für hochradioaktive Stoffe und die damit verbundene verlängerte Zwischenlagerung. Des Weiteren werden das für die verlängerte Zwischenlagerung notwendige Alterungsmanagement und die noch erforderlichen Forschungstätigkeiten vorgestellt.
Since microplastics (MPs) can be found everywhere and are becoming a problem of high concern, it is necessary to understand their physico-chemical properties. To obtain reliable analytical data a set of validated methods for sampling, sample preparation, detection, and data evaluation are needed.
To meet these needs an interlaboratory comparison (ILC) with 84 participants worldwide has been organized under the international pre-standardisation platform VAMAS (www.vamas.org/twa45/) as Project 2 “Development of standardized methodologies for characterisation of microplastics with microscopy and spectroscopy methods” within the Technical Working Area TWA 45 “Micro and Nano Plastics in the Environment”. In this ILC thermo-analytical methods (Py-GC/MS and TED-GC/MS) and vibrational methods (µ-Raman and µ-FTIR) have been tested and compared by providing a set of microplastic representative test materials and measurement protocols developed at BAM. The defined measurands were: particle number concentration, particle size distribution (PSD), and polymer identity and mass content. To increase the statistical quality, 6 samples were shipped together with blank samples. Hence, the ILC provides information on precision and accuracy of the results obtained with different methods as well as strengths and limitations of the proposed protocols.
The talk summarizes challenges in microplastic analysis. It shows the preparation of microplastic reference materials as well as the testing on homogeneity and stability. The reference material is used in an international laboratory comparison to compare different detection methods used for microplastic analysis. The methods used were µ-IR (FTIR+LDIR) for number-based methods and TED-GC/MS and Py-GC/MS for mass-based methods. The ILC was done under the umbrella of VAMAS TWA 45. Results of the participants are presented.
Manipulating ceramic powder compacts and ceramic suspensions (slurries) within their volume with light requires a minimum transparency of the materials. Compared to polymers and metals, ceramic materials are unique as they offer a wide electronic band gap and thus a wide optical window of transparency. The optical window typically ranges from below 0.3 µm up to 5µm wavelength. Hence, to penetrate with laser light into the volume of a ceramic powder compound its light scattering properties need to be investigated and tailored. In the present study we introduce the physical background and material development strategies to apply two-photon-polymerization (2PP) for the additive manufacture of filigree structures within the volume of ceramic slurries.
Transportierbarkeit von Transport- und Lagerbehältern für radioaktive Stoffe, welche nach eine längerfristigen trockenen Zwischenlagerung
transportiert werden müssen. Überblick über die aktuellen Regelwerke und Richtlinien sowie die Zeitpläne für das Finden eines Endlagers für hochradioaktive Stoffe und die damit verbundene verlängerte Zwischenlagerung. Des Weiteren werden das für die verlängerte Zwischenlagerung notwendige Alterungsmanagement und die noch erforderlichen Forschungstätigkeiten vorgestellt.
Plastic deformation in crystals is mediated by the motion of line defects known as dislocations. For decades, dislocation activity has been treated as a homogeneous, smooth continuous process that relies on well-average quantities. However, it is now recognized that plasticity can be determined by long-range correlated and intermittent collective dislocation activity, known as avalanches. These abrupt plastic fluctuations often exhibit pure power-law scaling or truncated power-law scaling, which indicates at least some degree of scale-free dislocation behavior. Intriguingly, such statistical signatures can persist across scales exceeding those of the material’s microstructure, raising the question of what relationship there may be between structure and long-range correlated dislocation activity that underlie power-law scaling.
In this talk, we address this question by highlighting examples in which a transition from scale-free to scale-dependent plastic deformation is observed either due to changing external testing conditions (stress-state or temperature) or by tuning the microstructure. In particular, we will focus on the details of the temperature-driven change, that demonstrates how scale-free intermittent flow in body-centered cubic Nb is progressively quenched out with decreasing temperature. The plastic response of Nb is shown to be bimodal across the studied temperature regime, with conventional thermally-activated smooth plastic flow coexisting with sporadic bursts controlled by athermal screw dislocation activity, thereby violating the classical notion of temperature-dependent screw dislocation motion at low temperatures. An abrupt increase of the athermal avalanche component is identified at the critical temperature of the material. We combine the experimental observations with 3D dislocation dynamics simulations, identify a possible origin to athermal screw activity, and discuss the co-existence scale-free and scale-dependent plasticity.
The thermal history during additive manufacturing of complex components differs significantly from the thermal history of geometrically primitive test specimens. This can result in differences in properties that can lead to different material behavior. In this talk, the concept of representative test specimens is introduced, which enables the transfer of thermal histories from complex geometries to simple geometries, which can lead to better comparability of material properties.