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Die Gefährdung der menschlichen Gesundheit und der Umwelt durch Eisencyanidkomplexe hängt hauptsächlich von der potenziellen Bildung der äußerst toxischen leicht freisetzbaren Cyanide ab. Die Autorin untersucht das Abbauverhalten der komplexen Cyanide an deinkingschlammhaltigem Kompost, in dem die Cyanide als Eisen(III)-hexacyanoferrat(II), auch bekannt als Berliner Blau, vorliegen. Im Detail werden der Einfluss der Photolyse, der Hydrolyse, des pH- und Redox-Milieus und biologischer Prozesse auf das Verhalten der Eisencyanidkomplexe untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Persistenz der photolytisch freigesetzten Cyanid-Ionen begrenzt ist. Demzufolge stellen sie kein Gesundheitsrisiko für den Menschen dar und können keine toxische Wirkung in biotischen Systemen entfalten. Im Sinne des Bundes-Bodenschutzgesetzes (BBodSchG) sind die als Berliner Blau vorliegenden Eisencyanidkomplexe nicht in der Lage, die Bodenfunktionen oder den Wasserkreislauf nachhaltig zu schädigen.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein neues Einbohrloch-Messsystem zur Bestimmung der Grundwasserfließrichtung und -geschwindigkeit entwickelt, welches für Untersuchungen im Geschwindigkeitsbereich ab 0.5 m/d einsetzbar ist. Das Messprinzip beruht auf der Erzeugung eines definierten Tracers im Umfeld der Sonde und der Beobachtung des zeitabhängigen Verhaltens der tracerinduzierten Anomalien von Leitfähigkeit und Temperatur im Nah- und Fernfeld. Für die Erfassung der beiden Parameter werden geoelektrische Messanordnungen und Temperatursensoren genutzt. Mit der Entwicklung des "Tracerringraum-Austausch"-Verfahrens wurde ein neues Prinzip zur Erzeugung eines elektrisch und thermisch messbaren Tracers geschaffen, welches ohne Störung des natürlichen Strömungsfeldes eine radial gleichmäßige Tracerverteilung als Startzustand ermöglicht. Durch den Einsatz einer dem Grundwasser bezüglich seiner Dichte angepassten Tracers werden Dichtekonvektionsprozesse vermieden.
In dieser Arbeit wird der Weg zu einem ab-initio Modell für gasdurchströmte Schüttschichtreaktoren dargestellt. Diese Reaktoren zeichnen sich durch eine komplexe Struktur ihres Festbetts aus. Diese Struktur bestimmt die Durchströmung sowie das Vermischungsverhalten dieses Reaktortyps und beeinflußt so auch die chemische Reaktion. Um die Wechselwirkung auf das radiale Vermischungsverhalten von Reaktoren und deren Schüttung zu untersuchen, wurde ein Gesamtmodell geschaffen, daß ausgehend von einer Simulation der Schüttung die Durchströmung beschreibt. Aufbauend auf der Schüttungssimulation wird die Strömung in einem zweidimensionalen Kontinnuumsmodell und einem diskreten Modell beschrieben und mit Messungen verglichen. Dem Autor ist es gelungen, mit dem in dieser Arbeit dargestellten Gesamtmodell, das radiale Dispersionsverhalten eines Festbettreaktors nachzuvollziehen, ohne effektive Parameter dafür zu nutzen. Dieser Vorteil gegenüber den bestehenden Ansätzen entsteht aus der Kopplung der Schüttungsmodelle mit den Strömungsmodellen zu einem Gesamtmodell. Bedingt durch den dreidimensionalen Ansatz liefert das diskrete Modell eine realitätsnähere Beschreibung der radialen Dispersion, während das zweidimensionale Kontinuumsmodell einen größeren Detailreichtum bei der Beschreibung der radialen Strömungsprofile zuläßt. Ein wesentliches Element des Gesamtmodells ist das Schüttungsmodell, ohne dessen gute Übereinstimmung mit lockeren Kugelschüttungen die darauf aufbauenden Simulationsschritte nicht möglich wären. Diese gute Kongruenz konnte gegenüber anderen in der Literatur dargestellen Schüttungsmodellen gerade im Randbereich erreicht werden. Eine richtige Beschreibung dieses Bereichs ist notwendig, um Effekte wie Bypassing zu erfassen. Auch bewirkt eine nicht-realitätsnahe Beschreibung dieses Bereichs eine zu geringe Strömung im Kern der Schüttung. Beide Strömungsmodelle des Gesamtmodells zeigen, daß der in dieser Arbeit verwendete Ansatz der Kopplung von Schüttungs- und Strömungsmodell ein Schritt auf dem Weg zu einem ab-initio Modell sein kann. So gelingt es durch die detaillierte Schüttungsstruktur, den effektiven Parameter der radialen Dispersion zu eliminieren, so daß entsprechende Messungen bzw. Abschätzungen für die Simulation eines Reaktors nicht mehr notwendig sind. Dies gilt insbesondere für den Bereich großer Durchmesserverhältnisse von Kugel- zu Reaktordurchmesser, in dem die Abschätzungen, wie sie in der Literatur genutzt werden, nicht mehr validiert sind.
Cavity Ringdown laser Spectroscopy has been applied to develop a novel in-situ monitoring device for atmospheric trace gases. The study has been dedicated to the detection of NO2 and HONO compounds which play an important role in atmospheric chemistry. The system, based on a Nd-YAG pumped UV-VIS OPO laser, has performed field experiments under harsh conditions showing high reliability and a detection limit in the 500 ppt range. Longer term measurements performed from the laboratory of the institute for air chemistry (BTU Cottbus) in Berlin-Adlershof in autumn and winter 2001/2002 showed very good coincidence with the results of the Berliner Luftgüte Meßnetz (BLUME). Present limitations in the performance have been elucidated putting in to evidence the effect of the aerosol content of the atmosphere. On the other hand, the possibility of quantitative aerosol analysis could be demonstrated.
Gekoppelte fluidmechanische Modelle für Desinfektionsvorgänge und deren Effizienz in UV-Reaktoren
(2005)
Ziel der Dissertation ist es, mikrobiologische, biophysikalische, optische und fluidmechanische Ansätze von einem theoretischen Standpunkt derart zu vereinen, dass für den betreffenden Anwendungsfall mit einem durchgängigen Rechengang der optimale UV-Reaktor dimensioniert werden kann. Ein solches die Einzeldisziplinen verbindendes Modell erhält die Bezeichnung Gekoppeltes Fluidmechanisches Modell (GFM) bzw. wenn weitere Gesichtspunkte eine Rolle spielen Gekoppelte Fluidmechanische Modelle. Dieses Ziel wurde durch die Formulierung und die Aufstellung der entsprechenden Gleichungssysteme erreicht. Für diesen Zweck wurden aufbauend auf dem Erkenntnisstand der Einzeldisziplinen die adäquaten Ergebnisse und Modellansätze ausgewählt und mathematisch erprobt. Eine repräsentative Auswahl der derzeit in der Bundesrepublik Deutschland seitens der Industrie verwendeten UV-Reaktorkonstruktionen wurden untersucht und bewertet. Die im Rahmen der Arbeit entwickelten Gekoppelten Fluidmechanische Modelle (GFM) wurden unter dem Aspekt eines theoretischen Modellreaktors und einer konkreten technischen Anwendung (Praxisreaktor) sowie deren Erweiterung durch die Variation eines Konstruktionsparameters, in numerische Berechnungen getestet. Vorliegende meßtechnische in der Praxis des Betriebs von Schwimmbädern gewonnene Ergebnisse dienten als experimenteller Hintergrund. Der Inhalt der Arbeit ist derart aufbereitet, dass die Ansätze und Verfahrensvorschläge für die Einbindung in ein existierendes CFD-software-Paket geeignet sind oder in einer kombinierten Form genutzt und angewendet werden können (spread-sheet-Lösung). Während der Analyse wurde eine Klassifizierungsmethode entwickelt, die sich auf den technischen Details der Reaktorkonstruktionen und auf den in diesen verwendeten Plasma - Strahlungsquellen gründet.
Alkoxilierungsreaktionen enthalten u.a. aufgrund der hohen Reaktionsenthalpie und der Stoffeigenschaften ein hohes Gefährdungspotential. Die Absicherung der Reaktoren hinsichtlich durchgehender Reaktionen kann durch konstruktive Maßnahmen sowie prozesstechnische Vorkehrungen erfolgen. Die Begrenzung der Konzentration des Epoxids als alternatives Schutzkonzept gewinnt zunehmend an Bedeutung, wobei selbst ein spontanes Durchgehen der Reaktion nicht zu einer Gefährdung führt. Diese Arbeit ist primär auf die Anwendung der zuletzt angeführten Methode ausgerichtet. Ein experimenteller Ansatzes findet seine Grenzen in der Vielzahl der zu untersuchenden Stoffsystemkombinationen. Der in dieser Arbeit zugrunde gelegte theoretische Ansatz zielt demgegenüber auf eine durchgängige und allgemeingültige Vorausberechnung der sicherheitstechnischen Betriebsgrenzen von Alkoxilierungsreaktoren unter Berücksichtigung der Design- und Betriebsparameter.
In this research work, the causes and solutions to the loss of biodiversity in South Africa especially along river-banks is dealt with significantly. Attempts are made to point out issues tied to the prevailing water crisis and ecosystem fragmentation for scientists and policy-makers. Based on the empirical field work done the writer succinctly has come up with some recommendations on the issues per se. In sum, the recommendations suggest the best ways to deal with the alien invasive species which is nothing short of the integrative approach, nonetheless designed to function at its maximum and in conjunction with locally available materials, manpower, will and on the spot expertise. Also, the study depicts the rapid spread of Acacia species and Chromolaena odorata across the African continent could lead to an environmental catastrophy should appropriate measures not be taken henceforth. The findings also bring to light the necessity of co – ordination of all key players in this fight against alien invasive plant species and giving clues (suggestions or hints) on how concrete environmental policies can be designed in order to match with the objectives of ecologists and other concerned experts alike. Taking this route the study unfolds with compounding suggestions on what the African governments and experts (ecologists, conservationists, and hydrologists) on the field should inter alia do to avert this looming disaster.
Batch-Prozesse werden vielfach in der chemischen Industrie eingesetzt. Aufgrund der stetig steigenden Anforderungen hinsichtlich Produktqualität, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit und Umweltverträglichkeit gewinnt die Prozessoptimierung immer stärker an Bedeutung. Die Methoden und Algorithmen zur Optimierung werden ständig weiterentwickelt, z.B. im Hinblick auf die Ermittlung globaler Optima. Breite Einsatzmöglichkeiten für neue Optimierungsansätze ergeben sich jedoch nur, wenn diese auch an die gängigen Standardwerkzeuge zur Modellierung und Simulation, z.B. an die bekannten Flowsheet-Simulatoren, gekoppelt werden können. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Modellierung, Simulation und Optimierung eines industriellen Batch-Prozesses zur Herstellung von Polyesterolen. Zunächst wird mit Hilfe des Softwarepakets ChemCAD ein geeignetes Prozessmodell erstellt. Schwerpunkt bildet dabei die Abbildung der Polykondensationsreaktion. Des Weiteren wird eine Methodik zur Optimierung dynamischer, verfahrenstechnischer Prozesse entwickelt, die auf den Simulator ChemCAD aufsetzt.
In der Arbeit wird untersucht, inwieweit zwei Epitaxieverfahren (LPCVD- und RPCVDVerfahren) geeignet sind, Bor-dotierte Si/SiGe/Si-Heteroschichtstapel mit guter Homogenität und Reproduzierbarkeit herzustellen. Die Bewertung der Epitaxieverfahren erfolgte anhand von HBT-Parametern, deren Streuungen von Wafer zu Wafer und über den Wafer ermittelt und mit publizierten Referenzdaten des etablierten UHVCVD-Verfahrens verglichen wurden. Die besten Ergebnisse wurden für RPCVD-basierte Si/SiGe/Si-Schichstapel ermittelt. Schichtstapel beider Epitaxieverfahren haben eine geringe Dichte elektrisch aktiver Defekte. Als kritischer Epitaxieprozeßparameter wurde die Abscheidetemperatur ermittelt. Im Fall des LPCVD-Verfahrens hat die Trägergasgeschwindigkeit einen großen Einfluß auf die Homogenität des Boreinbaus. Mit dieser Arbeit wurde nachgewiesen, daß das RPCVDEpitaxieverfahren eine Alternative zum etablierten UHVCVD-Verfahren ist.
Many recent works have focused on hearing modeling. In human localization play the outer ears and the shape of the human body a significant role. Little modifications of the acoustical environment near to the listeners’ head have significant effects on the transfer functions (HRTFs). This work analyses the transmission of the directional information and contributes to the suggestions of the physiological hypotheses based on the role of the HRTFs. Microphones are placed at the eardrums of a dummy-head, and accurate measurements will be performed. First, a good quality binaural playback system is tested using equalized headphones and HRTF filtering in order to find well-known errors and the localization blur. The second part introduces an accurate dummy-head measurement system with increased precision, signal-to-noise ratio and reproducibility. Finally, the HRTFs in the frequency domain and the effect of the acoustical environment near to the head will be evaluated (effects of the “everyday objects” near to the head). In the discussion section we try to specify the quality levels of existing binaural systems and the role of the HRTFs in virtual and non-virtual environments during the decoding of the acoustical information.
Die zukunftsorientierte Umgestaltung eines herkömmlichen Fahrzeugantriebes in mehrere Elektroantriebe ist eine Möglichkeit aus der Vielzahl von Antriebsvarianten für Elektrofahrzeuge. Ein modernes elektrisches Antriebssystem ist aus einem Elektromotor, einen Stromrichter und einer übergeordneten Steuerung zusammengesetzt. Diese Erneuerung der Antriebskonzeption für den Einsatz in Kraftfahrzeugen bildet den Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit. Ausgehend von den fahrzeugtechnischen Grundgleichungen werden programmierbare Strukturen und Algorithmen erarbeitet, die die Steuerung von zwei einzeln angetriebenen Rädern ermöglichen. Zur tiefgreifenden Untersuchungen der fahrzeugspezifischen Zusammenhänge und zur Erprobungen des neuartigen Antriebssystems wird ein Laborversuchsstand errichtet. Der Aufbau und die Gestaltung dieses Versuchsstandes für elektrische Fahrzeugantriebe erfolgt mit handelsüblichen Geräten.
Der computergestützte Entwurf neuer elektrischer Maschinen verkürzt die notwendigen Entwicklungszeiten deutlich. Numerische Verfahren ermöglichen die Berechnung komplizierter, wirklichkeitsnaher Maschinenmodelle. Unter Einbeziehung nichtlinearer Materialeigenschaften ist die exakte Modellierung dynamischer Vorgänge sowie die schnelle Optimierung der Maschinendaten entsprechend der jeweiligen Zielparameter möglich. Somit können auch bei kleinen zu fertigenden Stückzahlen genau auf die jeweilige Anwendung zugeschnittene Antriebssysteme mit vertretbarem Aufwand entwickelt werden. Der in dieser Arbeit untersuchte Permanent-Magnet-Motor (PMM) ist eine mehrpolige Sonderbauform der permanentmagneterregten Synchronmaschine, der als drehzahlvariabler, getriebeloser Direktantrieb eingesetzt wird. Er hat einen guten Wirkungsgrad und ist in der Lage, sehr große Drehmomente pro Volumeneinheit bei geringer Drehzahl abzugeben. Die erarbeiteten Maschinenmodelle dienen als Grundlage für weiterführende Untersuchungen, besonders hinsichtlich der weiteren Reduzierung von Rast- und Pendelmomenten und der präziseren Steuerbarkeit.
Zentraler Gegenstand der Arbeit ist die Anwendung von Robustheitskriterien im Frequenzbereich für den Entwurf robuster Regler mit einfacher Struktur. Im Blickpunkt stehen dabei unkomplizierte Regelstrecken aus Energie- und Verfahrenstechnik. Die gemessene Sprungantwort der Regelstrecke ist Ansatzpunkt für die hier vorgeschlagene Modellierungsmethode. Bevorzugt für die Kombination von PT1-Glied als nominelles Modell und PI-Regler folgen Untersuchungen zum erreichbaren Regelverhalten und die Überführung von Zeitbereichsvorgaben in eine frequenzabhängige Wichtungsfunktion. Die Robustheitskriterien werden grafisch durch punktweise Analyse auf dem gerasterten Parametergebiet ausgewertet, worin alle geeigneten Kombinationen der Reglerparameter als Lösung markiert werden. Die Algorithmen wurden in MATLAB-Programmen realisiert. Als Anwendungsbeispiele enthält die Arbeit den Reglerentwurf für einen Neutralisationsprozess, ein instabiles System und eine Druckregelstrecke.
Der Ingenieur versucht, Benutzerinformationen (BI) und Sicherheitshinweise (SH) zielgruppenorientiert abzufassen, diese werden aber divergent von den Rezipienten als unverständlich verurteilt. Es stellt sich in der Arbeit die kausale Frage, inwieweit der TR die bestehenden Anforderungen adäquat umsetzt. Diese Arbeit fokussiert dabei den Bereich der Textverständlichkeit und hat ergo diskursiv das Teilziel, diese Anforderungen zunächst zu recherchieren und Problemfelder zu finden, um daraus mögliche Optimierungsansätze abzuleiten. Dabei ist der Nachweis gelungen, dass Informations- bzw. Kommunikationsqualität in Semantik und Syntaktik einen Einfluss auf die MZ in sozio-technischen Systemen nehmen. Der Ingenieur wird auf die Problemfelder bei der Erstellung von BI, im Speziellen von SH, aufmerksam gemacht und dahingehend sensibilisiert. Mit Hilfe eines Modells ist der einseitige Informationstransfer verdeutlicht und es kann aus den Optimierungsansätzen opportun gehandelt werden. Durch die Betrachtung und Sensibilisierung für das duale System Menschlicher Zuverlässigkeit kann die TD in ihrer Gesamtheit profitieren.
Ziel dieser Arbeit ist die Vorstellung und Diskussion einer neuartigen Schaltungstechnik für Dual-Modulus Hochfrequenzvorteiler mit einem niedrigen Leistungsverbrauch. Diese neue Schaltungstechnik wird verifiziert im System einer Phasenregelschleife. Diese PLL ist das zentrale Element in Sender- und Empfängerschaltungen. In Frequenzsynthesizern der Mobilkommunikation werden bis zu 90% der Gesamtverlustleistung vom Dual-Modulus HF Vorteiler beansprucht. Mit Hilfe der in dieser Arbeit vorgestellten Schaltungstechnik kann annähernd das gleiche Produkt aus Geschwindigkeit und Verlustleistung für den HF Vorteiler erreicht werden, wie in einfachen Binärteilern. Grenzen einfacher CMOS Schaltungen werden verglichen mit denen der CML Schaltungstechnik.
Bei der Gestaltung eines optimalen Materialflusses sind Lagersysteme von großer Bedeutung. Die Errichtung dieser Lagersysteme verursacht Kosten, die über einen längeren Zeitraum gebunden sind. Um diese Kosten zu ermitteln, müssen Daten berücksichtigt werden, die weit in der Zukunft liegen. Die sichere Ermittlung aller Daten ist jedoch in der Planungsphase unmöglich, da sie einer Vielzahl von Einflüssen unterliegen, welche sich im Laufe der Zeit ändern können. Daher wird bei herkömmlichen Planungen versucht, mit Sicherheitszuschlägen bei den einzelnen Planungswerten die aus der Unsicherheit resultierenden Risiken implizit einzudämmen. Sicherheitszuschläge verursachen jedoch höhere Kosten. Dieses kann dazu führen, dass potentiell günstige Systeme verworfen werden. Daher werden Werkzeuge benötigt, die auch bei Unsicherheit die Planungsaufgaben unterstützen. In dieser Arbeit wird ein solches Werkzeug auf der Basis von evolutionären Algorithmen vorgestellt.
Möglichkeiten und Grenzen der Nutzung erneuerbarer Energieträger am Beispiel des Landes Brandenburg
(2004)
Ziel der Arbeit war die Entwicklung eines energiewirtschaftlichen Modells, um künftige Entscheidungen zum Ausbau der regenerativen Energieträger nach unterschiedlichen, sich teilweise widersprechenden Kriterien treffen zu können. Das Modell ist für die strom- und wärmeseitige Energiebereitstellung anwendbar. Neben der Berücksichtigung aller energiewirtschaftlicher Aspekte wurde in den Modellrechnungen jeweils der gesamte Lebenszyklus „life cycle“ einer Anlage erfasst. In dem Modell sind Berechnungen sowohl mit frei wählbaren Schwerpunktsetzungen, wie beispielsweise vorhandenes Potenzial, ökologische Aspekte und Wertschöpfung als auch Rechenoperationen ohne jede Wichtung möglich. Die Funktionsfähigkeit des Modells wurde anhand der Kennzahlen für das Land Brandenburg nachgewiesen. Bei den Schlussfolgerungen aus den Modellrechnungen konnten eindeutige Aussagen und Empfehlungen für den künftigen Einsatz der jeweiligen regenerativen Energieträger getroffen werden.
Systematische Technologiefrühaufklärung verhilft Unternehmen dazu, technologische und technologiebeeinflussende Trends frühzeitig zu erkennen und ihre F&E-Tätigkeiten daraufhin auszurichten. Vielfach wird insbesondere in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) Technologiefrühaufklärung nur unzureichend oder gar nicht betrieben. Hier setzt die vorliegende Arbeit an. Sie benennt typische Durchführungsbarrieren und entwickelt mit dem Technologiefrühaufklärungsnetzwerk und mit dem szenariobasierten Technologie-Roadmapping sowohl organisatorische als auch methodische Lösungswege zur effizienten Gewinnung belastbarer Zukunftsinformationen. Des Weiteren werden Wege aufgezeigt, wie die Frühaufklärungsergebnisse in technologische und andere betriebliche Planungen überführt werden können.
The first part of this thesis is devoted to the evaluation of approaches which exploit the inherent redundancy of the speech signal to improve the noise robustness. On the basis of this evaluation on the AURORA 2000 database, we further study in detail two of the evaluated approaches. The first of these approaches is the hybrid RBF/HMM approach, which is an attempt to combine the superior classification performance of radial basis functions (RBFs) with the ability of HMMs to model time variation. The second approach is using neural networks to non-linearly reduce the dimensionality of large feature vectors including context frames. We propose the use of different MLP topologies for that purpose. Experiments on the AURORA 2000 database reveal that the performance of the first approach is similar to the performance of systems based on SCHMMs. The second approach cannot outperform the performance of linear discriminant analysis (LDA) on a database recorded in real car environments, but it is on average significantly better than LDA on the AURORA 2000 database.
Kleine und mittlere Unternehmen (KMU) des verarbeitenden Gewerbes sind im besonderen Maße auf die Investitionsfinanzierung durch Banken angewiesen. Dies gilt insbesondere für den mittel- und langfristigen Kreditbereich. Strukturelle Veränderungen auf Bankseite aufgrund veränderter regulatorischer Anforderungen im Zuge von Basel II und bankinterner Anforderungen sowie ein gestiegenes Anspruchsniveau auf KMU-Seite führen zunehmend zu einem Interessenkonflikt in der mittel- und langfristigen Investitionsfinanzierung. Anhand einer privatwirtschaftlich organisierten Großbank wird die derzeitige Bankensituation dargestellt Der Investitionsprozeß als bilaterale Anpassungsstrategie wird als geeignete Methode identifiziert, um Interessenkonvergenz zwischen beiden Parteien zu schaffen. Im Zuge der umfangreichen empirischen Untersuchung werden Lösungsansätze entwickelt und in Bezug auf die unternehmerische Praxis auf Seite der KMU und Banken bewertet. Es besteht Handlungsbedarf auf beiden Seiten.