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Ermittlung geeigneter Parameter zur Beschreibung des Transportverhaltens von Ablagerungen im Trink-wasserverteilungssystem
Art der Abschlussarbeit
Diplomarbeit
Autoren
- Bauer, D.
Betreuer
- Dipl.-Ing. Cornelia Zarbock
Abstract
Die Aufgabe der Diplomarbeit war die Ermittlung geeigneter Parameter, die das Be-wegungsverhalten von amorphen Ablagerungen aus Trinkwasserverteilungssyste-men beschreiben. Die Vielzahl an Eintrags- und Entstehungsquellen lässt meist kei-ne klare Charakterisierung der im Trinkwasserverteilungssystem vorkommenden Par-tikel zu. Der charakteristische Parameter der in dieser Arbeit vorrangig untersucht wurde, ist die Sinkgeschwindigkeit der amorphen Ablagerung. Für das Sedimentati-onsverhalten wurde laminares Fließen angenommen. Unter dieser Annahme gilt das Gesetzt von Stokes, nach dem sich bei der Berechnung der Sinkgeschwindigkeit ori-entiert wurde. Zunächst wurde ein Sedimentationsreaktor mit einer speziellen Ent-nahme der Proben entwickelt. Zum Aufbau der Versuchsmethodik dienten Eisenpig-mentoxide (Magnetit, Lepidokrokit, Goethit) sowie polymere Acrylnitril-Butadien-Styrol-Partikel (ABS). Im Anschluss wurden reale Spülwässer aus Rohrnetzspülun-gen von Stahl- und Graugussleitungen untersucht. Der Verlauf der Sedimentation wurde anhand einer Partikelgrößenverteilung (Partikelzählung) über die Versuchs-dauer dokumentiert. Es konnte gezeigt werden, dass unter der Annahme eines Sink-verhaltens nach Stokes die experimentell ermittelten Werte der Sinkgeschwindigkeit für die untersuchten Stoffe und Spülwässer wesentlich geringer waren als berechnet. Anders als durch die Annahmen getroffen wurde, könnten die Wechselwirkungen zwischen den Partikeln, Konvektion und der Einfluss der Brownschen Molekularbe-wegung erheblich mehr Einfluss auf das Sinkverhalten haben. Die Sinkgeschwindig-keit der amorphen Partikel aus den Spülwässern stellte sich ähnlich verzögert dar. Die Ursachen hierbei können allerdings, neben den schon aufgeführten, der Einfluss des Formfaktors sein sowie eine unzureichend genaue Annahme der Dichte, die auf-grund von Porositäten der Partikel geringer sein könnte als festgelegt wurde. Die Er-gebnisse konnten aufgrund der zu kurzen Versuchsdauer nur für Partikel größerer Klassen (>20 µm) genau bestimmt werden. Für weitere Untersuchungen sollten we-sentlich längere Sedimentationszeiten durchgeführt werden, da mit signifikant gerin-geren Sinkgeschwindigkeiten gerechnet werden muss als sie mit dem Modell von Stokes prognostiziert werden können.
Zugeordnete Forschungsprojekte
- Minimierung sedimentbürtiger Gütebeeinträchtigungen durch modellgestützten Rohrnetzbetrieb; Teilprojekt 2
Berichtsjahr
2006