In der vorliegenden Arbeit wird anhand eines Modellnetzes, das die wichtigsten Systemelemente der Ferngasversorgung enthält, das Zusammenwirken der einzelnen Elemente und der Umwelt untersucht. Insbesondere soll dabei die Temperaturdynamik im System und dessen Wechselwirkung mit der Umgebung berücksichtigt werden.

Die Untersuchung der Kinetik der Alkaliverflüchtigung aus Primär- und Sekundärhochofenschlacken unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung unter definierten Laborbedingungen und die Bestimmung der Alkalioxidaktivität von Hochofenschlacken ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. Bei den kinetischen Untersuchungen waren der Einfluss der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung der Schlacke (CaO/SiO2, Al2O3, MgO) sowie der Einfluss der Gasatmosphäre, der Schwefel- und Graphitzugaben von Interesse. Außerdem wurden die primären Hochofenschlacken untersucht. Für die primären Laborschlacken wurde in dieser Arbeit außer Temperatur und Basizität auch der FeO-Gehalt als Einflussgröße betrachtet. Im thermodynamischen Teil der Arbeit wurde eine Methode zur Bestimmung der Alkalioxidaktivität in den flüssigen Schlacken, insbesondere den Hochofenschlacken, entwickelt und optimiert. Die Na2O-Aktivität der Zwei- und Dreistoffschlacken wurde gemessen. Das Schlackenmodell nach Gaye zur Bestimmung der Alkalioxidaktivität wurde erfolgreich getestet und kann zur Voraussage des Einflusses auf den Alkaliaustrag mit der Hochofenschlacke angewendet werden. Mit den Ergebnissen dieser Arbeit können quantitative Maßnahmen zur Verbesserung des Alkaliaustrags über die Abstichschlacken des Hochofenbetriebes eingeleitet werden.

A three-dimensional numerical study is performed to investigate the heat transfer and pressure drop performance on the air-side of circular finned tube bundles in cross flow. New heat transfer and pressure drop correlations for the air-cooled heat exchangers have been developed with the Reynolds number ranging from 5000 to 70000. The heat transfer and pressure drop results agree well with several existing experimental correlations. In addition, the influence of the geometric parameters on the heat transfer and pressure drop are studied in detail and their results discussed. The numerical flow visualization results for the boundary layer developments, horseshoe vortex system, and local velocity and temperature distributions are presented.

Die Arbeit entwickelt eine Methodik zur Gefährdungsprognose der Kippenumgegend durch stark mineralisierte, saure Kippengrundwässer. Für die Standorte Espenhain und Jänschwalde wurden Feld- und Laboruntersuchungen sowie Simulationen zur Wiederaufsättigung und zum reaktiven Stofftransport durchgeführt. Die geochemische Vorfeldbilanzierung ist ein wesentliches Werkzeug zum Verständnis der sich entwickelnden Kippenwasserbeschaffenheiten. Die Felduntersuchungen auf der Kippe Espenhain zeigen im Liegenden der Verwitterungszonen den Ablauf reduktiver Prozesse, verkoppelt mit der Umsetzung tertiärer organischer Substanz. Deren lokal nachgewiesene Abfolge bis zur Sulfatreduktion ist ein nachhaltiger Selbsthilfemechanismus bezüglich der durch Verwitterung freigesetzten Acidität und Metalle. Die weitere Untersuchung der Redoxsequenz und ihrer technischen Beeinflussbarkeit ist geboten. Innerhalb der Arbeit wird das reaktive Stofftransportprogramm PCGEOFIM verifiziert und für beide Standorte angewendet.

Zentrale Zielstellung dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts für ein Prozessdatenmanagementsystem für Klein- und Mittelständische Unternehmen. Dies umfasst sowohl die Problematik der prozessgebundenen Massendatenerfassung mit Hilfe einer Datenbank als auch eine einfache, flexible und interoperable Kommunikation zwischen Datenbank, Prozessdatenquellen und Datenbankanwendungen. Eine besondere Schwierigkeit besteht darin, Datenbanktransaktionen unter prozessbedingten Echtzeitanforderungen im Dauerbetrieb und ausfallsicher abzuwickeln. Das entwickelte Konzept beinhaltet folgende wichtigen Funktionalitäten: Socketbasierte ASCII-Textübertragung, 4GL mit speziellen Ausdrucksmitteln und Anwendungsbeschreibungssprache, Priorisiertes Ereignis- und Transaktionsmanagement, Spezielle Indizes und Zeiger, Replikationsverfahren zur Sicherstellung von hoher Verfügbarkeit und Performance sowie Mechanismen zur Softwarewartung und -änderung bei laufendem Betrieb.

An verschiedenen Werkstoffen wurden Untersuchungen zum Einfluss einer Vibrationsbehandlung auf das Erstarrungsverhalten durchgeführt. Es konnte festgestellt werden, dass der Kornfeinungseffekt vom Erstarrungstyp abhängig ist. Versuche mit der Rotgusslegierung CuSn5Zn5Pb5 ergaben eine Feinung des Gefüges und daraus folgend eine Verbesserung der Eigenschaften. Die Wanddickenabhängigkeit der Gefügeausbildung konnte eliminiert werden. Als Haupteinflussgröße auf den Kornfeinungseffekt wurde die Vibrationsbeschleunigung ermittelt. Unter Praxisbedingungen konnten die Ergebnisse bestätigt werden. Bei einer Gusseisenlegierung führte die Vibrationsbehandlung zur Feinung der Grafitlamellen und Erhöhung der Zahl der eutektischen Zellen. Das Verfahren wurde erfolgreich in einer Schwermetallgießerei getestet und eingeführt.

Das Ziel der Arbeit bestand darin, die Wirkung von oberflächenmodifizierenden Zusätzen auf das Dispergieren von feinen Partikeln unter Beachtung der Einflussgrößen (Material, Dispergierluft) zu untersuchen. Ein neues Modell der Dispersionskraft wird für die Beanspruchung eines Modellagglomerates durch geradlinige Anströmung entwickelt. Die Ergebnisse der Modellrechnungen werden durch Dispergieruntersuchungen bestätigt. Es wird ein Wirkungsfenster der oberflächenmodifizierenden Zusätze festgestellt, das von der Partikelgröße, der Breite der Partikelgrößenverteilung, dem Material und der Dispergierbeanspruchung abhängt.

In der vorliegenden Arbeit wurden die geochemischen Auswirkungen einer Nutzung der Wasserlösestollen im Freiberger Grubenrevier untersucht. Die Nutzung erfolgt entweder durch die direkte Einleitung von Oberflächenwasser in den Stollen, bzw. die Ableitung von Betriebswasser eines unterirdischen Kraftwerkes. Für die Prognose mussten je nach Nutzungsart verschiedene Prozesse berücksichtigt werden. Als Steuerparameter von großem Einfluss wurde vor allem der sich einstellende pH-Wert mit Hilfe von thermodynamischen Modellierungen und Mischungsrechnungen prognostiziert. Soweit möglich, wurden Reaktionen des einzuleitenden Wassers mit Festphasen berücksichtigt. Im Ergebnis kann für die vorgesehenen Nutzungen mit Einleitung von unbelastetem Oberflächenwasser eine Verbesserung der Stollenwasserqualität prognostiziert werden. In einem Falle konnte die Prognose in der Realität bestätigt werden. Durch das Betriebswasser des Kraftwerkes muss mit einer kurzzeitigen erhöhten Belastung des Stollenwassers gerechnet werden.

Die vorliegende Arbeit untersucht die triboelektrische Aufladung von Kunststoffen in der Wirbelschicht, wobei die Aufladung der einzelnen Kunststoffe im Mittelpunkt steht. Parallel dazu erfolgt die Charakterisierung der Kunststoffoberfläche, u.a. hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung, der Lewis-Säure/Base-Eigenschaften und ihres spezifischen Oberflächenwiderstandes. Ausgehend vom Aufladungsverhalten der einzelnen Kunststoffe werden die Zusammenhänge zwischen der triboelektrischen Aufladung der Kunststoffe und ihren Oberflächeneigenschaften aufgezeigt und daraus auf das Aufladungsverhalten der Komponenten in Zwei- bzw. Mehrkomponenten-Gemischen geschlossen. Das Aufladungsverhalten der einzelnen Kunststoffe sowie das der Komponenten in einem Kunststoffgemisch wird bei geringer relativer Luftfeuchtigkeit durch die Elektronen-Akzeptor/Donator-Eigenschaften der Kunststoffoberfläche bestimmt. Diese können mit den Lewis-Säre/Base-Parametern charakterisiert werden.

Mit dem entwickelten Algorithmus wird es möglich, Widerlager in Mauerwerksbauweise zu entwerfen und zu bemessen, durch die ein axial angreifender Fluid- bzw. Quelldruck in die Gebirgskontur einer abzudichtenden Strecke eingetragen werden kann. Es werden umfangreiche Versuche zur Bestimmung der Verformungsparameter von Mauerwerksverbänden beschrieben. Es erfolgt unter anderem eine detaillierte Beschreibung des Beanspruchungs- und Verformungsverhaltens des statischen Widerlagers im in situ –Versuch EU 1 in Sondershausen bei dem unter realen Bedingungen ein Verschlusssystem getestet wurde. Festigkeitshypothesen aus dem Mauerwerksbau für zweidimensionale Beanspruchungen werden mit verschiedenen Annahmen auf die dreidimensionalen Beanspruchungszustände im Widerlager übertragen.