Modellgestützte Auswertung von Diffusionsexperimenten an binären Gasgemischen in einer Loschmidt-Zelle
Third party funded individual grant
Start date : 01.07.2016
End date : 30.06.2017
Extension date: 30.11.2017
Project details
Scientific Abstract
Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ermittlung konzentrationsabhängiger Diffusionskoeffizienten in Gasen aus einem einzelnen Experiment. Als Datengrundlage dienen schon vorhandene und neu zu ermittelnde Messdaten aus der Arbeitsgruppe von Prof. Fröba (Erlangen Graduate School in Advanced Optical Technologies (SAOT), Friedrich-Alexander-Universität (FAU) Erlangen-Nürnberg). Die Messdaten wurden mit dem Loschmidt-Verfahren, kombiniert mit holografischer Interferometrie, gewonnen. Die bisherige Auswertemethodik wurde als fehlerhaft und unzureichend identifiziert (siehe Abschnitt 1). Sie beruht auf dem zweiten Fick‘schen Gesetz und kann somit weder die gesuchten Konzentrationsabhängigkeiten des Diffusionskoeffizienten noch Wechselwirkungseffekte des Gasgemisches berücksichtigen.
Zur Überwindung der Schwierigkeiten der bisherigen Auswertemethodik soll in der Arbeitsgruppe von Prof. Bardow (Lehrstuhl für Technische Thermodynamik (LTT), RWTH Aachen) eine konsistente Modellierung der Loschmidt-Zelle erarbeitet werden. Dazu soll ein detailliertes Modell der Diffusionszelle erstellt werden, das Konzentrationsabhängigkeiten, Exzesseffekte, und bei Bedarf Sorptions- und Gravitationseffekte beinhaltet. Dabei ist insbesondere eine sinnvolle Wahl des Bezugssystems zu beachten. Zur experimentellen Auswertung soll ein output-least-squares-Verfahren zum Einsatz kommen, das alle Messinformationen auf einmal mit einbezieht und damit eine bestmögliche Auswertung erlaubt. Zudem ermöglicht die Analyse der Residuen das Erlernen von Verbesserungsbedarf und –möglichkeiten in Modell und Experiment. Dieses Vorgehen ist aussichtsreich, da auf sehr gute Daten zurückgegriffen werden kann und die Methodik bereits erfolgreich für Flüssigkeiten praktiziert wurde.
