In Leipzig wurde erstmalig durch ergänzende wissenschaftliche Messungen von Ruß und ultrafeinen Partikeln an Luftmessstationen nachgewiesen, welche Auswirkungen eine Umweltzone auf die Luftqualität hat. Die modernisierte Fahrzeugflotte in der Umweltzone verursachte einen deutlichen Rückgang von lungengängigen Verbrennungspartikeln in straßennaher Außenluft. Verbesserungen für Stickstoffoxide gab es nicht. Durch Minderung der hoch toxischen Bestandteile im Feinstaub wurde ein Beitrag zur Senkung des Gesundheitsrisikos der Bevölkerung geleistet.

Removing NO from the air with a reusable material at room temperature is challenging. In this study, a series of urea–MnOₓ/ACF and urea–x(CeO₂–(1 − x)MnO₂)/ACF materials were prepared and used for removing NO at room temperature. The results showed that 10% urea–8% (0.5CeO₂–0.5MnO₂)/ACF yielded the highest NO conversion, which showed an NO conversion ratio above 90% with 1000 ppm NO in the initial mixed gases. Moreover, the NO conversion exceeded 98% when the NO concentration was 100 ppm in the initial mixed gases. More importantly, 10% urea–8% (0.5CeO2–0.5MnO₂)/ACF was stable even after it was regenerated by reloading with urea, demonstrating that the material could be easily reused and its highperformance was maintained. Finally, the mechanism and kinetics of the NO removal was discussed.

A generalized model for bubble coalescence and breakup has been developed, which is based on a comprehensive survey of existing theories and models. One important feature of the model is that all important mechanisms leading to bubble coalescence and breakup in a turbulent gas-liquid flow are considered. The new model is tested extensively in a 1D Test Solver and a 3D CFD code ANSYS CFX for the case of vertical gas-liquid pipe flow under adiabatic conditions, respectively. Two kinds of extensions of the standard multi-fluid model, i.e. the discrete population model and the inhomogeneous MUSIG (multiple-size group) model, are available in the two solvers, respectively. These extensions with suitable closure models such as those for coalescence and breakup are able to predict the evolution of bubble size distribution in dispersed flows and to overcome the mono-dispersed flow limitation of the standard multi-fluid model. For the validation of the model the high quality database of the TOPFLOW L12 experiments for air-water flow in a vertical pipe was employed. A wide range of test points, which cover the bubbly flow, turbulent-churn flow as well as the transition regime, is involved in the simulations. The comparison between the simulated results such as bubble size distribution, gas velocity and volume fraction and the measured ones indicates a generally good agreement for all selected test points. As the superficial gas velocity increases, bubble size distribution evolves via coalescence dominant regimes first, then breakup-dominant regimes and finally turns into a bimodal distribution. The tendency of the evolution is well reproduced by the model. However, the tendency is almost always overestimated, i.e. too much coalescence in the coalescence dominant case while too much breakup in breakup dominant ones. The reason of this problem is discussed by studying the contribution of each coalescence and breakup mechanism at different test points. The redistribution of the gaseous phase from the injection position at the pipe wall to the whole cross section is overpredicted by the Test Solver especially for the test points with high superficial gas velocity. Besides the models for bubble forces, the simplification of the Test Solver to a 1D model has an influence on the redistribution process. Simulations performed using CFX show that a considerable improvement is achieved with comparison to the results delivered by the standard closure models. For the breakup-dominant cases, the breakup rate is again overestimated and the contribution of wake entrainment of large bubbles is underestimated. Furthermore, inlet conditions for the liquid phase, bubble forces as well as turbulence modeling are shown to have a noticeable influence, especially on the redistribution of the gaseous phase.

Mit Einführung der Umweltzone 2011 erfolgte eine beschleunigte Modernisierung der Fahrzeugflotte in Leipzig gegenüber anderen Regionen in Sachsen. Die Belastung durch Verbrennungspartikel aus der modernisierten Fahrzeugflotte reduzierte sich sehr deutlich. Die Reduzierung war im ersten Jahr der Umweltzone am stärksten. Nach sechs Jahren wurde eine Minderung für die Anzahl der Partikel von 30 bis 200 nm um 74 % und für Ruß-Partikel BC um 59 % nachgewiesen. Dies dokumentiert den Erfolg der Partikelfilter in modernen Dieselfahrzeugen beim realen Fahren in der Stadt. Der hochtoxische Feinstaubanteil in der Außenluft und damit das Gesundheitsrisiko der Bevölkerung wurden sehr deutlich gesenkt. Die Umweltzone war damit eine sinnvolle und wirkungsvolle Maßnahme der Stadtverwaltung. Gleichzeitig trat keine Verbesserung für die Stickstoffoxide durch die modernste Fahrzeugflotte Sachsens ein. Die Dieselfahrzeuge gelten als die Hauptverursacher. Der Misserfolg in der Minderung der Stickoxide moderner Diesel-PKW beim realen Fahren in der Stadt trotz verschärfter EURO-Abgasnormen wurde dokumentiert. Über die tatsächlichen Emissionen moderner Diesel-PKW wurden Bürger und Stadtverwaltung von Autoherstellern getäuscht.

Mit Einführung der Umweltzone 2011 erfolgte eine beschleunigte Modernisierung der Fahrzeugflotte in Leipzig gegenüber anderen Regionen in Sachsen. Die Belastung durch Verbrennungspartikel aus der modernisierten Fahrzeugflotte reduzierte sich sehr deutlich. Die Reduzierung war im ersten Jahr der Umweltzone am stärksten. Nach fünf Jahren wurde eine Minderung für die Anzahl der Partikel von 30 bis 200 nm um 62 % und für Ruß-Partikel BC um 48 % nachgewiesen. Dies dokumentiert den Erfolg der Partikelfilter in modernen Dieselfahrzeugen beim realen Fahren in der Stadt. Der hochtoxische Feinstaubanteil in der Außenluft und damit das Gesundheitsrisiko der Bevölkerung wurden sehr deutlich gesenkt. Gleichzeitig trat keine Verbessserungen für die Stickstoffoxide durch die modernste Fahrzeugflotte Sachsens ein. Die Dieselfahrzeuge gelten als die Hauptverursacher. Der Misserfolg in der Minderung der Stickoxide moderner Dieselfahrzeuge beim realen Fahren in der Stadt trotz verschärfter EURO-Abgasnormen wird dokumentiert. Hier besteht dringender Handlungsbedarf.

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This contribution describes the investigation of flow channels which are designed to be directly integrated into an aerospike engine by means of additive manufacturing with laser powder bed fusion (LPBF). During the experimental testing of a previous aerospike engine in 2019, it was observed that high surface roughness of such additively manufactured integrated channels caused a significant reduction in the mass flow rates of the propellants ethanol and liquid oxygen as well as the coolant due to increased pressure drop. In an extensive study within the CFDmikroSAT project, various factors influencing this surface roughness are, therefore, being investigated, which include the geometry of the channels as well as selected manufacturing parameters of the LPBF process, such as layer thickness and component orientation. To further reduce the roughness after manufacturing, suitable post-processing methods are also being investigated for internal cavities, initially analysing the abrasive flow machining process. Within the paper, the overall investigation approach is presented, such as the overview of the considered specimens, and the initial results of a various studies with selected specimens are discussed. These studies consist of the examination of surface roughness reduction, shape accuracy and flow behaviour of post-processed cooling channel specimens. Finally, a brief overview of the already manufactured aerospike demonstrator is presented.

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Fjärrvärme är det dominerande uppvärmningssättet för flerbostadshus i Sverige och dess konkurrent är värmepumparna som blivit allt mer effektiva och fått en bättre slagkraft på marknaden. Samtidigt har regeringen satt upp 2020 målen, för att sänka och förbättra Sveriges energianvändning. Eftersom att bostadssektorn står för nästan 40 procent av Sveriges totala energianvändning, är rapportens syfte att studera hur energiförbrukningen för äldre hus kan sänkas genom byte av energisystem eller genom att behålla ett befintligt fjärrvärmesystem men utföra energieffektiviseringsåtgärder. De energisystemen som studeras i denna rapport är fjärrvärme, bergvärme och luft-vatten värmepump. Den data som har använts i rapporten har i huvudsak samlats in från ett flerbostads-hyreshus beläget i Vingåker och som ägs av Sjötorps hus AB. För att resultatet ska vara mer generellt har även två typhus studerats; ett småhus och ett större flerbostadshus. Resultatet av studien visar att den största kostnaden för fjärrvärmen ligger i driften och därmed blir detta alternativ också dyrast för de två större husen. Dock är både investeringskostnaden och underhållskostnaderna betydligt större för värmepumpar och varierar beroende på vart i landet de ska installeras, oförutsedda driftstopp och haverier. Resultatet visar också att det inte är lönsamt för ett småhus att byta från ett befintligt fjärrvärmesystem till värmepump. Slutsatsen är att energieffektivisering bör ske i första hand för att sänka en fastighets energiförbrukning, speciellt eftersom att andelen äldre hus kommer att öka och oavsett hur lite energi de nya husen förbrukar kommer de äldre husen utgöra den största andelen av Sveriges totala bostadsbestånd. Att en värmepump använder mindre energi är ingen långsiktig lösning för att sänka energiförbrukningen. Istället bör energieffektiviseringsåtgärder ligga till grund vid en önskan om sänkt energiförbrukning. / District heating is the dominant heating method for apartment buildings in Sweden, and its competitor is the heat pumps that have become increasingly efficient and have a better impact on the market. At the same time, the government has set the 2020 targets in order to reduce and improve Sweden's energy use. As the housing sector accounts for almost 40 percent of Sweden's total energy use, the report's purpose is to study how energy consumption for older homes can be reduced by changing energy systems or by maintaining an existing district heating system, but performing energy efficiency measures. The energy systems studied in this report are district heating, geothermal heat and air-water heat pump. The data used in the report has been largely collected from a apartment building located in Vingåker, owned by Sjötorps hus AB. In order for the results to be more general, two example houses have also been studied; A small house and a larger apartment building. The result of the study shows that the biggest cost of district heating is in operation, and thus this option is also the most expensive for the two major houses. However, both investment costs and maintenance costs are significantly higher for heat pumps and vary depending on where in the country they are to be installed, unexpected downtime and breakdowns. The result also shows that it is not profitable for a small house to switch from an existing district heating system to a heat pump. The conclusion is that energy efficiency should be the first option to reduce the energy consumption of a property, especially as the stock of older houses will increase. No matter how little the energy consumption for the newly built houses are, the older houses will be the largest part of Sweden's total housing stock. The fact that the heat pump uses less energy is no long-term solution to energy efficiency. Instead, energy efficiency actions should be the first option when the desire is reduced energy consumption.