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Investigations on Urban Ecosystem Services provided by Urban Parks and Interactions with Dwellers in the center city of Shanghai, China

Zhao, Liang 03 June 2016 (has links)
Under global urbanization backgrounds with physical population migrations and relocations, corresponding consequences in society developments, cultural transformations, technology inventions and interactions between regions and countries, etc. are considered as having a huge impact on normal urban dwellers. For human beings always have intentions towards managements and benefits from natural surroundings, urban dweller demands under the modern challenges and their interactions are necessary to be concerned about. Urban ecosystem is considered as a highly developed civilization, but also with features of resources and energy demands and pollution and distributional exports. As the only natural element in this ecosystem, UGI (urban green infrastructures) is considered as an important human-environment interaction provider with urban ecosystem services (UES) largely focused by academic scholars, urban planners and policy managers. As one of the fastest urbanizing cities in the world, Shanghai is considered as having huge cultural and social developments combined with socioeconomic acceleration. Under the unique background of policy planning and traditional Confucian culture transformation, the impacts to urban dweller demands, whether these newly developed modern demands can be satisfied by UES provided by UGI and how the understandings of these normal dwellers to UGI in Shanghai are necessary for academic researches. By considering the interactions with urban dwellers, six urban parks in the center of Shanghai are chosen as research sites in this study. Combined with factors of urbanization processes and observed patterns of visitor interactions, the indicator of “park age” is concerned with three old parks (older than 25 years old) and three new parks (younger than 25 years old). With methodologies of fieldwork mapping, questionnaires, indicator based evaluation system constructions, etc., the quantitative and qualitative analyses were carried out to habitat diversity, cultural and regulation UES results, and the background reasons caused by political and financial influences are subject to further discussion. The visitors to urban parks of Shanghai are classified into four sorts: “retired dwellers”, “dwellers for children care”, “tourist visitors” and “other visitors”, we found out that related demands and interactions with urban parks have significant differences. After detailed discussions, it could be figured out that the visitors demands play a significant role, and the interactions between visitors and UES in Shanghai are comprehensively influenced by multiple factors of “visiting objectives”, “park cultures (ages, popularities, etc.)” and “personal identities (educations, incomes, etc.)”. Based on this, the detailed differences of policy, finance, Confucian culture, nature understanding, and community society between old and new parks were further discussed. With all aspects of physical, mental, psychological and other demand aspects especially focused on, the typical features in Shanghai are also highly concentrated on dominant activities. For China is suffering from national environmental and urbanization problems but lack in related concerns combined with dweller demands, this research work may make certain efforts on model assessment methodologies constructions and national implementations. Also, with a combined background of top-down policy systems and natural understandings under socioeconomic duress, this research could also make significant efforts in dweller-UES interactions researches in similar cases of other countries and newly developed urban ecosystems in the world.
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Verstärkung von Stahlbetonstützen mit Kreisquerschnitt durch Umschnürung mit CFK-Werkstoffen

Käseberg, Stefan 14 September 2016 (has links)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Umschnürung von gedrungenen Stahlbetonstützen mittels Kohlefasergelegen. Die durch Epoxidharz mit dem Altbeton verbundenen Kohlefasern (CFK-Umschnürung) bewirken hierbei eine starke Behinderung der Querdehnung des Betons, wodurch dieser in einen dreidimensionalen Spannungszustand versetzt wird. Die Betondruckfestigkeit kann dadurch nachträglich deutlich gesteigert und das Verformungsverhalten positiv beeinflusst werden. Forschungsaufgabe war es, Wissenslücken und aufgeworfene Fragen, die sich aus einer intensiven Literaturrecherche zur Thematik ergaben, zu schließen und einen eigenen Bemessungsansatz zu entwickeln. Hierzu wurden Beton- und Stahlbetondruckglieder mit verschiedenen Abmessungen und Durchmessern sowie unterschiedlichen Längs- und Querbewehrungsgehalten hergestellt. Danach erfolgte die Umschnürung dieser Prüfkörper mit verschiedenen CFK-Materialien in variierenden Dicken und anschließende Bauteiltests in Form von weggesteuerten Druckversuchen. Neben dem Materialverhalten konnten mittels elektrischen Messsystemen, wie z. B. induktiven Wegaufnehmern sowie auf den Prüfkörpern aufgebrachten Dehnungsmessstreifen, auch die Versagenszustände zuverlässig bestimmt werden. Die Auswertung und Interpretation der gewonnenen Daten mündete in empirischen Gleichungen zur Beschreibung der maximalen Druckfestigkeit und Dehnung von CFK-umschnürten Bauteilen aus unbewehrtem oder bewehrtem Beton. Darüber hinaus konnten Aussagen zur tatsächlichen Bruchdehnung der eingesetzten Kohlefasern getroffen und entsprechende Abminderungsfaktoren abgeleitet werden. Unter Berücksichtigung der Datenreihen anderer Forschergruppen wurde die eigene Datenbasis vergrößert und die gewonnenen Erkenntnisse bestätigt. Als Ergebnis steht ein empirischer Bemessungsansatz zur Verfügung, der Bemessungsgleichungen zur Querschnittstragfähigkeit und zugehörigen Dehnung von CFK-umschnürten unbewehrten und bewehrten kreisrunden Stützenquerschnitten bietet. Darüber hinaus können Spannungs-Dehnungs-Beziehungen hergeleitet werden. Durch die Entwicklung von charakteristischen Bemessungsgleichungen gelingt eine einfache Implementierung in bestehende Sicherheitskonzepte. Das entwickelte Modell oder Teile davon eignen sich zur Verwendung in den zur Entstehungszeit der Dissertation vorhandenen Bemessungsvorschriften oder können zu deren Verbesserung herangezogen werden. / This thesis deals with the confinement of short reinforced concrete (RC) columns by carbon-fibre-sheets (CF sheet). In doing so, the connection of concrete surface and CF sheet is enabled by an epoxy resin (CFRP confinement). Thereby, concrete’s lateral expansion is efficiently restricted in cases of imposed axial compressive deformation; therefore, the elastic CFRP resisting response generates an ever increasing lateral compressive stress state on concrete, leading to structural upgrade of the member core to provide a remarkable higher concrete strength and sufficient deformability. Research assignment was to solve open-ended questions and knowledge gaps, which unfolded during an intense literature review, and to present an own proposal of a material model. For this, plain and reinforced concrete columns with different geometrical shape, variable diameter, and different longitudinal and transverse reinforcement elements were produced, and were confined with different CF sheets in variable thickness. Executed deformation controlled compression tests provided investigations concerning the structural behaviour of the test specimens, and electrical measurement techniques such as LVTD and strain gauges enabled a sufficient monitoring of failure modes. The evaluation and interpretation of the received data resulted in empirical equations to predict the ultimate strength and accompanying ultimate axial strain of CFRP confined columns with and without reinforcement. Furthermore, the tests allowed conclusions concerning the rupture strain of the deployed CFRP confinements, and leaded to FRP efficiency factors, capable to predict the actual ultimate strain of the reinforcing fibres. Further data bases, which are available in literature, confirmed the own proposals. As a result, this thesis provides an empirical material model, which deals with proper design equations to predict the load bearing capacity and the deformability of CFRP confined plain and reinforced circular concrete columns. Moreover, it is possible to generate entire stress-strain curves in axial direction. Developed characteristic equations and values allow an easy implementation in existing limit state concepts. The developed model or parts of it are sufficient to be implemented in design guidelines, or they may help to enhance them.
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Gefüge-Eigenschaftsbeziehung einer TiAl-Legierung mit Oxidationsschutz und Wärmedämmschicht

Straubel, Ariane 09 November 2016 (has links)
Etwa 27000 Flugzeuge durchqueren täglich den Luftraum über Europa. Dieser weiter steigende Flugverkehr erfordert neue Richtlinien für die Luftfahrzeuge. Im Besonderen stehen CO2- und NOX-Emission, Kerosinverbrauch und Lärmbelastung unter Optimierungsbedarf. Diese Anforderungen wurden bis 2050 vom Advisory Council for Aerospace Research in Europe (kurz: ACARE) festgelegt und werden wissenschaftlich unterstützt [3, 4]. Um diese Ziele zu erreichen, gibt es verschiedene Forschungsprogramme, Clean Sky ist ein EU-Technologieprogramm davon. In diesem Projekt werden sechs Demonstrator-Programme entwickelt, von denen MTU Aero Engines eines gestaltet. Im Rahmen dieses Projektes wurde eine Weiterentwicklung des Getriebefan (Geared Turbofan-GTF) erreicht, bei dem Fan und Niederdruckturbine durch ein Getriebe voneinander entkoppelt sind. Durch die optimierte Drehzahl beider Komponenten (vergrößerter Fan - langsamer, Niederdruckturbine (LPT) - schneller) wird die Turbinenleistung gesteigert und gleichzeitig die Geräuschemission minimiert. Entwickelt wurde der GTF von Pratt & Whitney in Kooperation mit MTU Aero Engines. Herkömmliche Varianten sehen vor, dass die Niederdruckturbine u.a. den Fan antreibt und zwar nur so schnell, dass der äußere Radius des Fans die zulässige Geschwindigkeit nicht überschreitet. Die herkömmlich verwendeten Nickelbasislegierungen in der Niederdruckturbine haben mit 8 g/cm3 eine zu hohe Dichte um einige Anforderungen im ACARE wirtschaftlich erfüllen zu können. Bereits 1967 hat die US Airforce das große Potential zur Gewichtsreduzierung durch Titanaluminid-Legierungen (TiAl-Legierungen) mit einer Dichte von rund 4 g/cm3 im Hochtemperaturbereich der Flugzeugtriebwerke erkannt. Zwischen 1980 und 1990 entwickelte das General Electric-Forschungscenter die gamma-TiAl-Legierung Ti-48Al-2Cr-2Nb, welche als erste kommerzielle Titanaluminidlegierung in der Niederdruckturbine von Flugzeugtriebwerken eingesetzt wurde. Eine weitere Legierung dieser Werkstoffgruppe kam erst ca. 15 Jahre später zum Einsatz, die TNM-Legierung. Wie man an diesem Beispiel sehen kann, dauert die Integration neuer Werkstoffe in der Luftfahrt aufgrund der notwendigen Vorversuche und Sicherheitsaspekte teilweise 20 Jahre. Seit September 2014 kommt im Triebwerk PW1100G GTF von Pratt & Whitney die geschmiedete Version der TNM-Legierung zum Einsatz. MTU Aero Engines AG München baut hierfür die Niederdruckturbine. Durch die hervorragenden Hochtemperatureigenschaften der gamma-TiAl-Legierungen wie z.B. thermische Stabilität der Mikrostruktur, Resistenz gegen Titanfeuer und hohe spezifische Fes-tigkeit, konnten sich die Titanaluminide in Konkurrenz zu den Nickelbasislegierungen sehr gut platzieren. Deswegen werden die beiden gamma-TiAl-Legierungen (Ti-48Al-2Cr-2Nb, TNMTM) bereits in den letzten Stufen der Niederdruckturbine eingesetzt. Ein Nachteil der gamma-Titanaluminide ist die begrenzte Oxidationsbeständigkeit über 750 °C, wodurch das Einsatzfeld als Hochtemperaturwerkstoff stark begrenzt wird. Um das Anwen-dungspotential der gamma-Titanaluminide weiter zu steigern und auch bei Temperaturen über 750 °C einzusetzen, ist eine Steigerung der Oxidationsbeständigkeit notwendig. Die Oxidationsbeständigkeit kann durch das Aufbringen von Oxidationsschutzschichten wie z.B. Al2O3 erreicht werden. Welche neben der Korrosionsbeständigkeit auch die thermisch-mechanischen Anforderungen des Substrat-Schicht-Verbundes sicherstellen müssen. Zur Erhöhung der Temperaturbelastbarkeit von gamma-TiAl-Schaufeln können zur thermischen Isolation keramische Wärmedämmschichten (WDS) aufgebracht werden. Aufgrund der WDS können höhere Prozesstemperaturen realisiert und die Lebensdauer des Grundwerkstoffs verlängert werden. Die Lebensdauer der Wärmedämmschichten und das Betriebsverhalten werden unter anderem durch eine gute Haftung auf dem Untergrund, eine niedrige Wärmeleitfähigkeit und einen thermisch stabilen Phasenaufbau bestimmt. Die Kombination aus Oxidationsschutz und Wärmedämmung wird bereits für Nickelbasislegierungen in der Brennkammer und Hochdruckturbine der Flugzeugtriebwerke eingesetzt. Um gamma-Titanaluminide in weitere Stufen der Niederdruckturbine oder Hochdruckturbine einzubringen, müssen diese Temperaturen von mindestens 900 °C aushalten und erfordern ebenso Beschichtungen zum Oxidations- und Wärmeschutz. Diese Schutzschichten finden für gamma-Titanaluminide bisher jedoch noch keine Anwendung.
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A Semantic Data Model to Represent Building Material Data in AEC Collaborative Workflows

Valluru, Prathap, Karlapudi, Janakiram 27 January 2021 (has links)
The specification of building material is required in multiple phases of engineering and construction projects towards holistic BIM implementations. Building material information plays a vital role in design decisions by enabling different simulation processes, such as energy, acoustic, lighting, etc. Utilization and sharing of building material information between stakeholders are some of the major influencing factors on the practical implementation of the BIM process. Different meta-data schemas (e.g. IFC) are usually available to represent and share material information amongst partners involved in a construction project. However, these schemas have their own constraints to enable efficient data sharing amongst stakeholders. This paper explains these constraints and proposes a methodological approach for the representation of material data using semantic web concepts aiming to support the sharing of BIM data and interoperability enhancements in collaboration workflows. As a result, the DICBM (https://w3id.org/digitalconstruction/BuildingMaterials) ontology was developed which improves the management of building material information in the BIM-based collaboration process.:Abstract 1. Introduction and Background 1.1 Building Information Modeling for collaboration 1.2 Information management in AEC using semantic web technologies 2 DICBM: Digital Construction Building Material Ontology 2.1 Building Material Data in IFC 2.2 Overview of the building material ontology 2.3 Integration of external ontology concepts and roles 2.4 Material Definition 2.5 Material, Material Type, and Material Property 2.6 Data Properties in DICBM 3 Conclusions Acknowledgments References
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Analysis on automatic generation of BEPS model from BIM model

Karlapudi, Janakiram 27 January 2021 (has links)
The interlinking of enriched BIM data to Building Energy Performance Simulation (BEPS) models facilitates the data flow throughout the building life cycle. This seamless data transfer from BIM to BEPS models increases design efficiency. To investigate the interoperability between these models, this paper analyses different data transfer methodologies along with input data requirements for the simulation process. Based on the analysed knowledge, a methodology is adopted and demonstrated to identify the quality of the data transfer process. Furthermore, discussions are provided on identified efficiency gaps and future work.:Abstract Introduction and background Methodology Methodology demonstration Creation and export of BIM data Verification of OpenBIM meta-data BEPS model generation and validation Import statics Model Geometry and Orientation Construction details Thermal Profile Results and discussion Summary and future work References
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Custom-Designed Biohybrid Micromotor for Potential Disease Treatment

Xu, Haifeng 02 July 2020 (has links)
Micromotors are recognized as promising candidates for untethered micromanipulation and targeted cargo transport. Their future application is, however, hindered by the low efficiency of drug encapsulation and their poor adaptability in physiological conditions. To address these challenges, one potential solution is to incorporate micromotors with biological materials as the combination of functional biological entities and smart artificial parts represents a manipulable and biologically friendly approach. This dissertation focuses on the development of custom-designed micromotors combined with sperm and their potential applications on targeted diseases treatment. By means of 2D and 3D lithography methods, microstructures with complex configurations can be fabricated for specific demands. Bovine and human sperm are both for the first time explored as drug carriers thanks to their high encapsulation efficiency of hydrophilic drugs, their powerful self-propulsion and their improved drug-uptake relying on the somatic-cell fusion ability. The hybrid micromotors containing drug loaded sperm and constructed artificial enhancements can be self-propelled by the sperm flagella and remotely guided and released to the target at high precision by employing weak external magnetic fields. As a result, micromotors based on both bovine and human sperm show significant anticancer effect. The application here can be further broadened to other biological environments, in particular to the blood stream, showing the potential on the treatment of blood diseases like blood clotting. Finally, to enhance the treatment efficiency, in particular to control sperm number and drug dose, three strategies are demonstrated to transport swarms of sperm. This research paves the way for the precision medicine based on engineered sperm-based micromotors.
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Entwicklung einer Hochleistungsultraschalleinheit mit hohen Schwingungsamplituden: Ultraschallunterstützte Bearbeitung

Hielscher, Holger 20 July 2017 (has links)
In der Arbeit wird ein System zur ultraschallunterstützten Bearbeitung dargestellt, mit dem es möglich wird, spanenden und umformenden Metallbearbeitungsprozessen Schwingungen zu überlagern, die in ihrer Amplitude weit über denen vergleichbarer, bisher üblicher Systeme liegen.:Bibliografische Beschreibung 2 Inhaltsverzeichnis 3 Abkürzungsverzeichnis 6 Vorwort 10 1 Einleitung 11 1.1 Hybridtechnologien 13 1.2 Motivation und Herausforderung 15 2 Stand der Technik 17 2.1 Erzeugung des Hochleistungsultraschalls 17 2.1.1 Magnetostriktiver Effekt 17 2.1.2 Piezoelektrischer Effekt 19 2.1.3 Resonatoren 19 2.1.4 Hochleistungsgeneratoren 21 2.1.5 Ultraschalltransformation 21 2.1.5.1 Amplitudentransformation 22 2.1.5.2 Richtungstransformation 24 2.2 Anwendung von Hochleistungsultraschalltechnik in Hybridverfahren 28 2.2.1 Ultraschallunterstütztes Schleifen 29 2.2.2 Ultraschallunterstütztes Bohren 32 2.2.3 Ultraschallunterstütztes Fräsen 35 2.2.4 Ultraschallunterstütztes Schneiden 37 2.2.5 Ultraschallunterstütztes Drehen 41 2.2.6 Ultraschallunterstütztes Niet-Clinchen 45 2.2.7 Ultraschallunterstütztes Drahtziehen 46 2.2.8 Ultraschallunterstützte hybride Verfahren - Zusammenfassung 50 2.3 Massenanregung durch hochfrequente Schwingungen 54 2.4 Verbindungstechnologien 56 3 Ziel der Arbeit 58 4 Methodik zur Entwicklung von Massenerregersystemen 60 4.1 Auswahl der Schwingungsart zur Schwingungsübertragung 60 4.2 Lösungsansätze 60 4.3 Simulation 63 4.4 Festlegung der Ultraschallparameter 63 4.5 Schwingungsüberlagerte Prozesskräfte 66 4.6 Einfluss der anzuregenden Masse auf die Beschleunigungskraft 68 4.7 Einfluss der anzuregenden Masse auf die Frequenz 69 4.8 Betrachtung der konstruktiven Freiräume 76 4.9 Schwingungsausbreitungsrichtungen 78 4.9.1 Symmetrisch 79 4.9.2 Asymmetrisch 80 4.10 Kraftübertragung und Schwingungsentkopplung 81 5 Konstruktive Gestaltung der Massenerregersysteme 86 5.1 Konstruktive Randbedingungen 86 5.2 Konstruktion zum ultraschallunterstützten Drehen 87 5.2.1 Auslegung zur Wendeschneidplattenanregung mit hohen Amplituden 87 5.2.2 Konstruktion zur gewindebasierten mechanischen Verspannung von Wendeschneidplatten 90 5.2.3 Berechnungen und Simulation des gewindebasierten Spannsystems für Wendeschneidplatten 90 5.2.4 Konstruktion und Simulation zur pneumatischen Verspannung von Wendeschneidplatten 94 5.2.5 Integration in eine Drehmaschine und konstruktive Grenzen 99 5.3 Konstruktion zum ultraschallunterstützten Drahtziehen 103 5.3.1 Bestimmung der Auslegung zur Ziehsteinanregung 103 5.3.2 Konstruktion zur gewindebasierten mechanischen Verspannung des Ziehsteines 104 5.3.3 Berechnungen und Simulation des gewindebasierten Spannsystems zur Ziehsteinanregung 106 5.3.4 Integration in den Ziehprozess und konstruktive Grenzen 113 6 Experimentelle Untersuchungen 115 6.1 Untersuchungen zum ultraschallunterstützten Drehen 115 6.1.1 Aufbau zur Verspannung von Wendeschneidplatten 116 6.1.2 Prozessparameter beim ultraschallunterstützten Drehen 118 6.1.3 Ergebnisse zum ultraschallunterstützten Drehen 119 6.1.3.1 Schnittkraft - Schnittleistung 120 6.1.3.2 Werkzeugverschleiß 130 6.1.3.3 Oberflächeneffekte beim ultraschallunterstützten Drehen 133 6.1.3.4 Zusammenhang Ultraschallparameter – Prozessparameter beim Drehen 135 6.2 Untersuchungen zum ultraschallunterstützten Drahtziehen 138 6.2.1 Aufbau zur Verspannung von Ziehsteinen 138 6.2.2 Prozessparameter beim ultraschallunterstützten Drahtziehen 141 6.2.3 Ergebnisse zum ultraschallunterstützten Drahtziehen 142 6.2.3.1 Zugkraft 142 6.2.3.2 Durchmesserreduktionsverhältnis 144 6.2.3.3 Schmierstoffsubstitution plus Reinigungseffekt 145 6.2.3.4 Oberflächeneffekte beim ultraschallunterstützten Drahtziehen 149 6.2.3.5 Werkzeugverschleiß 152 6.2.3.6 Zusammenhang Ultraschallparameter – Prozessparameter beim Drahtziehen 152 7 Zusammenfassung und Ausblick 156 7.1 Vergleich der Ultraschallparameter bei der Anregung von Massen 156 7.2 Vergleichende Betrachtung zum ultraschallunterstützen Drehen und Drahtziehen 157 7.3 Erkenntnisse und Ausblick 158 8 Literaturverzeichnis 160 9 Abbildungsverzeichnis 168 10 Anhang - Konstruktionszeichnungen 178 Lebenslauf 184
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Beitrag zur energetischen und tribologischen Untersuchung von Gesteinsbohrprozessen

Kirsten, Ulf 22 October 2014 (has links)
Mineralischen Rohstoffe werden in vielen Industriezweigen verarbeitet. Hierbei ist der notwendige Energieeinsatz zur Zerkleinerung von Gestein von großer Bedeutung. In dieser Arbeit wurden die Mechanismen der spanenden Gesteinszerstörung sowie grundlegende Ansätze der schlagenden Zerstörung von Hartgestein untersucht. Dazu wurde ein Kleinkaliberbohrversuchsstand entwickelt und genutzt, um unterschiedliche Schneidstoffe im Kontakt mit Festgestein zu beproben. Die Beanspruchung der zum Einsatz kommenden Schneidmaterialien orientiert sich an realen spanenden Gesteinsbohrvorgängen und liefert eine hochaufgelöste Datenbasis für grobspanende Bohrverfahren. Weiterhin fanden Tests an einem Fallwerk statt, die zur Untersuchung dynamischer Belastungen auf Bohrmeißelinserts genutzt wurden. Die Experimente wurden durch Aufnahmen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera begleitet und veranschaulichen die Zerstörungsvorgänge in unterschiedlichen Gesteinen. Die Zerspanbarkeiten der Gesteine wurden hinsichtlich der spezifischen Energie, der Flächenpressungen auf die Schneiden und des Verschleißes der Schneidmaterialien bewertet. Vergleichende Bohrversuche mit einem neuen Schneidstoff wurden durchgeführt. Aus der Arbeit konnten Entwicklungstendenzen für den Einsatz neuer Materialien bei der Hartgesteinszerstörung herausgearbeitet werden. Die Untersuchung der Mechanismen bei der spanenden Zerstörung von Festgestein unter atmosphärischen Bedingungen stellt in Zusammenhang mit den Beurteilungskriterien für die Effizienz des Bohrvorganges eine Basis für die praktische Übertragbarkeit auf Anwendung in der Tiefbohrtechnik dar.
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Bohrspülungen zur Erschließung mariner Gashydratlagerstätten - inhibierende und stabilisierende Additive sowie verbesserte rheologische Charakterisierung: Bohrspülungen zur Erschließung mariner Gashydratlagerstätten - inhibierende und stabilisierende Additive sowie verbesserte rheologische Charakterisierung

Schulz, Anne 20 February 2015 (has links)
Gashydrate sind natürlich vorkommende feste Verbindungen aus Wasser und Gas, deren Erschließung als zukünftige Energiequelle von Interesse ist. Für die bohrtechnische Erschließung mariner Gashydratlagerstätten ist eine leistungsfähige Bohrspülung notwendig. Das vom Bohrmeißel gelockerte Sediment und darin enthaltenes Gashydrat werden durch die Bohrspülung nach übertage transportiert. Die Gashydratpartikel verlassen beim Aufsteigen im Ringraum in ca. 300 m Wassertiefe ihren Stabilitätsbereich und dissoziieren in Wasser und Gas. Um eine Verdünnung und eine Dichteerniedrigung der Bohrspülung zu verhindern, soll das Gashydratbohrklein stabilisiert werden. Gleichzeitig darf sich in der Bohrspülung bei Anwesenheit von freiem Gas in der Lagerstätte kein neues Gashydrat bilden. Die Arbeit beschäftigt sich mit der Suche nach Additiven, welche die Gashydratneubildung und -dissoziation gleichzeitig hemmen. Es wurde ein Schüttelautoklav genutzt, um die Dissoziationstemperatur von Methanhydrat bei ca. 85 bar zu ermitteln und die Verzögerung des Hydratzerfalls bei Anwesenheit verschiedener Additive zu vergleichen. Es konnte ein Additiv gefunden werden, das diese Anforderungen erfüllt. Des Weiteren wurden neue rheologische Untersuchungsprogramme für verschiedene Spülungstypen erarbeitet, die eine detaillierte Charakterisierung der Fließfähigkeit, Thixotropie und Geleigenschaften von Bohrspülungen erlauben.
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Die Verwahrung der Bergwerke im Döhlener Becken durch die Wismut GmbH – Eine Evaluierung des Grubenwasseranstiegsprozesses

Goerke-Mallet, Peter, Westermann, Sebastian, Melchers, Christian January 2016 (has links)
Vor den Toren der Stadt Dresden wurde im Döhlener Becken ohne Unterbrechung seit dem 16. Jahrhundert bis zum Jahr 1989 Steinkohle im Tiefbau gewonnen. In den Jahren von 1945 bis 1989 wurde mit Unterbrechungen auch uranhaltige Steinkohle abgebaut. Die Region wird von der Weißeritz durchflossen. Westlich der Weißeritz befindet sich das Grubenfeld Zauckerode. Auf der östlichen Seite spricht man vom Burgker Revier. Bereits in den 1980er Jahren wurde an Konzepten zur Verwahrung der Bergwerke gearbeitet. Ein zentrales Element der Verwahrung der bergbaulichen Hinterlassenschaften im Bereich westlich und östlich der Weißeritz war die dauerhafte Ableitung der Grubenwässer über den 6 km langen Tiefen Elbstolln in die Elbe. Zwischen 1991 und 2014 unternahm die Wismut GmbH erhebliche Anstrengungen zur umweltverträglichen Verwahrung der Bergbaubetriebe. So wurde der Versuch unternommen, den Grubenwasseranstieg im östlichen Revier auf einem Niveau oberhalb des Tiefen Elbstollns nahe der Tagesoberfläche zu stabilisieren. Die dabei gewonnenen Erfahrungen führten zum Rückgriff auf „Plan B“. Damit ist die Auffahrung des sogenannten Wismut-Stolln gemeint, der den hydraulischen Anschluss der Grubenbetriebe östlich der Weißeritz an das untertägige System westlich der Weißeritz und damit an den Tiefen Elbstolln realisiert. Im Zeitraum der Verwahrung hat die Wismut GmbH im Döhlener Becken insbesondere bei der Anhebung des Grubenwasser-Niveaus eine Vielzahl wertvoller Erfahrungen gesammelt, die von wesentlicher Bedeutung sind. Dies gilt auch für die Abschlussarbeiten an Schächten und Bergehalden. Mit der Fertigstellung der Auffahrung des Wismut-Stollns ist das Revier erfolgreich und umweltverträglich verwahrt. Das Forschungszentrum Nachbergbau an der Technischen Hochschule Georg Agricola zu Bochum ist von der Wismut GmbH beauftragt worden, den Grubenwasseranstiegsprozess zu evaluieren. Ziel ist es, den Lernprozess im Zuge des Grubenwasseranstiegs im Döhlener Becken in seinen wissenschaftlichen Aspekten zu bewerten und die Erkenntnisse für zukünftige Projekte verfügbar zu machen. Die Ergebnisse dieser Arbeiten sind zentraler Bestandteil des Vortrages. / In the southwest of Dresden within the area of the „Doehlen basin“ hard coal was continuously mined from the 16th century until 1989. The long-term drainage of mine water along the 6 km long deep drainage adit „Tiefer Elbstolln“ into the receiving river Elbe is the central issue of the mine closure process. During this process the Wismut GmbH gained a multitude of valuable experience, especially concerning the rising mine water table.

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