Surface Tension Of Low-viscous Lubricants In High Pressure Carbon Dioxide Atmospheres

The optimization of refrigeration systems can be achieved by increasing the isentropic efficiency of the compressor. One possible way is the reduction of the friction and leakage losses which occur at the piston rings. The viscosity and the surface tension of the lubricant must be known for this purpose. From the literature only a small amount of measured values for the surface tension of commonly used lubricants are known. Additionally natural refrigerants like R-744 are more common according to the latest (European) environmental regulation. The thermophysical properties of lubricant-refrigerant-mixtures can currently only be calculated by generalized calculation methods. For specific mixtures, these equations need to be confirmed by measurements. In this paper the measurement results of the surface tension of different low-viscous lubricants are shown. A test bench was designed to measure the surface tension of different liquids especially under high pressure atmospheres. The investigation was performed by using the pendant drop method and analyzing the results with new algorithms for the solution of the Young-Laplace equation. Effects of the geometry of the used capillaries are discussed which leads to possible optimizations of this measurement method. Dilution effects of the surface tension of the lubricants in carbon dioxide atmospheres are shown and discussed. The effect of higher pressures and different temperatures on the surface tension is shown as well as a comparison of the measurements with generalized methods

Implementing FAIR through a distributed data infrastructure

Within the research project LOD-GOESS (https://lod-geoss.gitub.io ) we are developing a distributed data architecture for sharing and improved discovery of research data in the domain of energy systems analysis. A central element is the databus (https://databus.dbpedia.org ) which acts as a central searchable metadata catalog. Research data can be registered to the databus. The metadata improves the findability of the data, direct links to the data sources accessibility. If the metadata is annotated with an ontology (e.g. the open energy ontology), semantic searches can be performed to find suitable research data. This improves interoperability and reusability of the data. Currently we are developing several demonstrators which show the benefit of open and transparent data handling for the publication of scenario data, model coupling and shared technology data bases. The infrastructure can also be used to track the provenance of data which is used in energy systems analysis. With our presentation we want to show how this infrastructure can be used to improve transparency and traceability of the analysis of future energy systems

Single hadron response measurement and calorimeter jet energy scale uncertainty with the ATLAS detector at the LHC

The uncertainty on the calorimeter energy response to jets of particles is derived for the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider (LHC). First, the calorimeter response to single isolated charged hadrons is measured and compared to the Monte Carlo simulation using proton-proton collisions at centre-of-mass energies of sqrt(s) = 900 GeV and 7 TeV collected during 2009 and 2010. Then, using the decay of K_s and Lambda particles, the calorimeter response to specific types of particles (positively and negatively charged pions, protons, and anti-protons) is measured and compared to the Monte Carlo predictions. Finally, the jet energy scale uncertainty is determined by propagating the response uncertainty for single charged and neutral particles to jets. The response uncertainty is 2-5% for central isolated hadrons and 1-3% for the final calorimeter jet energy scale.Comment: 24 pages plus author list (36 pages total), 23 figures, 1 table, submitted to European Physical Journal

Measurement of event-shape observables in Z→ℓ+ℓ− events in pp collisions at √ s=7 TeV with the ATLAS detector at the LHC

Event-shape observables measured using charged particles in inclusive $Z$-boson events are presented, using the electron and muon decay modes of the $Z$ bosons. The measurements are based on an integrated luminosity of $1.1 {\rm fb}^{-1}$ of proton--proton collisions recorded by the ATLAS detector at the LHC at a centre-of-mass energy $\sqrt{s}=7$ TeV. Charged-particle distributions, excluding the lepton--antilepton pair from the $Z$-boson decay, are measured in different ranges of transverse momentum of the $Z$ boson. Distributions include multiplicity, scalar sum of transverse momenta, beam thrust, transverse thrust, spherocity, and $\mathcal{F}$-parameter, which are in particular sensitive to properties of the underlying event at small values of the $Z$-boson transverse momentum. The Sherpa event generator shows larger deviations from the measured observables than Pythia8 and Herwig7. Typically, all three Monte Carlo generators provide predictions that are in better agreement with the data at high $Z$-boson transverse momenta than at low $Z$-boson transverse momenta and for the observables that are less sensitive to the number of charged particles in the event.Comment: 36 pages plus author list + cover page (54 pages total), 14 figures, 4 tables, submitted to EPJC, All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/STDM-2014-0

Search for the standard model Higgs boson in the diphoton decay channel with 4.9fb -1 of pp collision data at √s=7TeV with atlas

A search for the standard model Higgs boson is performed in the diphoton decay channel. The data used correspond to an integrated luminosity of 4.9  fb-1 collected with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of √s=7  TeV. In the diphoton mass range 110–150 GeV, the largest excess with respect to the background-only hypothesis is observed at 126.5 GeV, with a local significance of 2.8 standard deviations. Taking the look-elsewhere effect into account in the range 110–150 GeV, this significance becomes 1.5 standard deviations. The standard model Higgs boson is excluded at 95% confidence level in the mass ranges of 113–115 GeV and 134.5–136 GeV

Search for the standard model Higgs boson in the diphoton decay channel with 4.9fb -1 of pp collision data at √s=7TeV with atlas

A search for the standard model Higgs boson is performed in the diphoton decay channel. The data used correspond to an integrated luminosity of 4.9  fb-1 collected with the ATLAS detector at the Large Hadron Collider in proton-proton collisions at a center-of-mass energy of √s=7  TeV. In the diphoton mass range 110–150 GeV, the largest excess with respect to the background-only hypothesis is observed at 126.5 GeV, with a local significance of 2.8 standard deviations. Taking the look-elsewhere effect into account in the range 110–150 GeV, this significance becomes 1.5 standard deviations. The standard model Higgs boson is excluded at 95% confidence level in the mass ranges of 113–115 GeV and 134.5–136 GeV

Charged-particle multiplicities in pp interactions at root s=900 GeV measured with the ATLAS detector at the LHC ATLAS Collaboration

The first measurements from proton–proton collisions recorded with the ATLAS detector at the LHC are presented. Data were collected in December 2009 using a minimum-bias trigger during collisions at a centre-of-mass energy of 900 GeV. The charged-particle multiplicity, its dependence on transverse momentum and pseudorapidity, and the relationship between mean transverse momentum and charged-particle multiplicity are measured for events with at least one charged particle in the kinematic range |η|500 MeVpT>500 MeV. The measurements are compared to Monte Carlo models of proton–proton collisions and to results from other experiments at the same centre-of-mass energy. The charged-particle multiplicity per event and unit of pseudorapidity at η=0η=0 is measured to be 1.333±0.003(stat.)±0.040(syst.)1.333±0.003(stat.)±0.040(syst.), which is 5–15% higher than the Monte Carlo models predict

Experimentelle und theoretische Untersuchung der thermophysi-kalischen Eigenschaften von Kohlenstoffdioxid, Ethan und Ethen im Gemisch mit niedrigviskosen Polyolestern

In einer Vielzahl von Kältemaschinen und Wärmepumpen werden ölgeschmierte Verdich-ter eingesetzt. Aufgrund ihrer Konstruktion kommt es zu einer Durchmischung des Arbeitsfluides mit dem eingesetzten Schmierstoff. Die thermodynamischen und Transporteigenschaften der so entstehenden Gemische können sich von denen der jeweiligen Reinstoffe deutlich unterscheiden. Für eine optimale Auslegung des Prozesses und der Komponenten ist daher die Kenntnis der Gemischeigenschaften notwendig. Für die Modellierung der Stoffdatenberechnungsalgorithmen ergeben sich jedoch Probleme, da eine Vielzahl von Eigenschaften des reinen Öles und des Gemisches nicht oder nur unzureichend genau vermessen werden können. Durch den Ersatz von Kältemitteln mit hohem Treibhauspotential kann ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. Insbesondere das Kältemittel R23 sowie die Gemische R508A und R508B sind solche Kältemittel.Im Rahmen dieser Arbeit wird experimentell dargestellt, dass sich diese Fluide durch Gemische von Kohlenstoffdioxid und Ethan oder Ethen ersetzen lassen. Hierzu werden die Gefriertemperaturen der Gemische sowie der mögliche Ersatz von R23 dargestellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden experimentell die thermophysikalischen Eigenschaften Dampfdruck, Mischungslücke, Flüssigkeitsdichte, dynamische Viskosität, spezifische iso-bare Wärmekapazität und Grenzflächenspannung von niedrigviskosen Polyolestern im Gemisch mit Kohlenstoffdioxid, Ethan und Ethen untersucht. Diese Schmierstoffe sind typi-sche Vertreter für die Anwendung in kältetechnischen Kaskadenanlagen mit dem Arbeitsfluid R23. Basierend auf den experimentellen Daten wird in dieser Arbeit dargestellt, wie sich mittels mathematischer und thermodynamischer Zusammenhänge Zustands- und Be-rechnungsgleichungen für die genannten thermophysikalischen Eigenschaften ableiten lassen. Zur Anpassung der Form und Koeffizienten der Zustandsgleichung werden neben den ther-modynamischen Eigenschaften auch die Grenzflächenspannung und die dynamische Vis-kosität mittels des Ansatzes der Viskosität-Residualentropie-Korrelation verwendet. An-hand der Methode des hängenden Tropfens können die Grenzflächenspannungen experimentell abgeleitet werden. Die dabei wesentliche Tropfenkontur kann im Weiteren über die Grenzflächenspannung auch zur Anpassung der Zustandsgleichung und somit auch zur Ableitung anderer thermophysikalischer Eigenschaften genutzt werden.:Inhaltsverzeichnis Kurzfassung Nomenklatur Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anhangsverzeichnis 1. Einleitung 2. Ziele der Arbeit 3. Tieftemperaturkältemittel für Anwendungen bis –100 °C 3.1 Thermophysikalische Eigenschaften von R23, R508A und R508B 3.2 Technische Anwendungen von R23 und R508A 3.3 Kohlenstoffdioxidgemische für Tieftemperaturanwendungen und potentielle R23-Ersatzstoffe 3.4 Kältemaschinenöle für Kälteanwendungen bis -100 °C 3.5 Untersuchte Fluide und Gemische mit Polyolestern 4. Berechnungsansätze zur Bestimmung der thermophysikalischen Eigenschaften der Stoffgemische 4.1 Berechnung von Fest-Flüssig-Gleichgewichten mittels der Schrödergleichung und deren Erweiterung 4.2 Ableitung von Phasengleichgewichten und thermodynamischen Zustandsgrößen aus der freien Helmholtz-Energie Fundamentalgleichung 4.3 Berechnung der Viskosität von Öl-Kältemittel-Gemischen mittels der Viskosität-Residualentropie-Korrelation 4.4 Berechnung der Oberflächenspannung der Öle und der Grenzflächenspannung der Gemische 4.5 Bestimmung der Koeffizienten und Terme der Zustandsgleichung mittels Messdaten und Strukturanpassung 5. Messapparaturen und Messdurchführungen zur Bestimmung der thermophysikalischen Eigenschaften der Gemische 5.1 Vorbereitung der untersuchten Fluide 5.2 Vermessung der Fest-Flüssig-Gleichgewichte von Kohlenstoffdioxid-Ethan und Kohlenstoffdioxid-Ethen Gemischen 5.2.1 Messapparatur zur Bestimmung von Fest-Flüssig-Gleichgewichte 5.2.2 Bestimmung der Fest-Flüssig-Gleichgewichte mittels der Rosini-Methode 5.3 Messapparatur und Auswertung der VLE- und LLE-Messungen von Öl-Kältemittel Gemischen 5.3.1 Messapparatur zur Bestimmung von VLE und LLE 5.3.2 Dampfraumkorrektur für isochore Messungen 5.3.3 Bestimmung der Form der LLE durch Vermessung der Mischungslückenteilvolumina 5.4 Vermessung der Dichte und dynamischen Viskosität der Öl-Kältemittel-Gemische 5.5 Messapparatur zur Bestimmung der spezifischen isobaren Wärmekapazität 5.5.1 Ermittlung der spezifischen Wärmekapazitäten mittels Kalorimetrie 5.5.2 Messapparatur zur Bestimmung der spezifischen isobaren Wärmekapazität 5.6 Optische Vermessung der Oberflächenspannung mittels der Methode des hängenden Tropfens 5.6.1 Ermittlung der Grenzflächenspannung von Fluiden in Gasatmosphären 5.6.2 Messapparatur zur Bestimmung der Oberflächenspannung 5.6.3 Auswertungsprozedur der Oberflächenspannungsmessung und Ableitung der Laplace- und Kapillarkonstanten 6. Messergebnisse der thermophysikalischen Stoffeigenschaften und Koeffizientenbestimmung 6.1 SLE von Kohlenstoffdioxid-Ethan und Kohlenstoffdioxid-Ethen-Gemischen 6.2 Mischungslücken der untersuchten Gemische 6.3 Dampf-Flüssigkeits-Gleichgewichte der Öl-Kältemittelgemische 6.4 Flüssigkeitsdichten der untersuchten Gemische 6.5 Dynamische und kinematische Viskosität der Stoffgemische 6.6 Spezifische isobare Wärmekapazitäten der Öle und Gemische 6.7 Grenzflächenspannung der Öl-Kältemittelgemische 7. Anlagentest zum Ersatz von R23 durch Kohlenstoffdioxid-Ethen-Gemische 7.1 Versuchsstand einer zweistufigen Kältekaskade 7.2 Vorbereitung, Durchführung und Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen an einer zweistufigen Kaskadenkälteanlage 7.3 Verbesserungsvorschläge für den Einsatz von Kohlenstoffdioxid-Ethen-Gemischen als Ersatz für R23 in Kaskadenkältemaschinen 8. Kurzdiskussion der Ergebnisse 9. Zusammenfassung 10. Literaturverzeichni

Data Management in Collaborative Interdisciplinary Research Projects—Conclusions from the Digitalization of Research in Sustainable Manufacturing

As research topics become increasingly complex, large scale interdisciplinary research projects are commonly established to foster cross-disciplinary cooperation and to utilize potential synergies. In the case of the Collaborative Research Center (CRC) 1026, 19 individual projects from different disciplines are brought together to investigate perspectives and solutions for sustainable manufacturing. Beside overheads regarding the coordination of activities and communication, such interdisciplinary projects are also facing challengs regarding data management. For exchange and combination of research results, data from individual projects have to be stored systematically, categorized, and linked according to the logical interrelations of the involved disciplinary knowledge domains. In the CRC 1026, the project for information infrastructure observed and analysed collaboration practices and developed IT-supported solutions to facilitate and foster research collaboration. Data management measures in this period were mainly focused on building a shared conceptual framework, and the organization of task related data. For the former aspect, an ontology basesd apporach was developed and prototypically implemented. For the latter aspect, a message board integrated task management system was developed and applied