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Koordinierendes Institut

Grenzschichtwindkanal

Visualisierung der Luftströmung mit Laser-Lichtschnitt (Foto: Stollberg/ATB)
Visualisierung der Luftströmung mit Laser-Lichtschnitt

Kontakt: Dipl.-Ing. David JankeTechnik in der Tierhaltung

Emissionen von Geruchs- und Schadgasen, welche einen globalen Einfluss als emittierte Treibhausgase (Klimawandel) sowie auf regionaler Ebene Schädigung der Umwelt bzw. Belästigungen (Gerüche) in der unmittelbaren Umgebung von Stallanlagen verursachen, werden weitestgehend landwirtschaftlichen Quellen zugeordnet. Die Analyse, Bewertung und Weiterentwicklung von Tierhaltungsverfahren hinsichtlich der Verminderung von Emissionen stehen im Mittelpunkt unserer Forschung. Dazu sind grundlegende Untersuchungen naturwissenschaftlicher Zusammenhänge zwischen den Nutztieren und ihrer Umwelt nötig.

Der atmosphärische Grenzschichtwindkanal am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie ist eine interdisziplinär übergreifende Forschungseinrichtung, in der die Fachbereiche Meteorologie und Agrartechnik in einzigartiger Weise zusammengeführt werden. Mit Hilfe dieser Forschungseinrichtung können die komplexen agraraerodynamischen Vorgänge in den bodennahen Schichten der Atmosphäre systematisch untersucht und in statistisch repräsentative Ergebnisse überführt werden, die es wiederum erlauben, technische Lösungen bei der Entwicklung umweltverträglicher und wettbewerbsfähiger landwirtschaftlicher Produktionsverfahren zu entwickeln. Windkanaluntersuchungen sind für derartige Untersuchungen ein effektives Hilfsmittel, da sie eine systematische Variation der äußeren Randbedingungen ermöglichen. 

Dieser Grenzschichtwindkanal dient der Untersuchung von Umströmungs- und Ausbreitungsvorgängen an landwirtschaftlichen Gebäuden sowie von Durchströmungs- und Lüftungsvorgängen innerhalb der Gebäude. Mit einer Länge von 18 m, einer Höhe von 2,3 m und einer Breite von 3,0 m zählt der Kanal zu den größten agrarwissenschaftlichen Windkanälen. Hier können Gebäudemodelle im Maßstab 1:100 bis 1:300 installiert werden.

 

Details

Grenzschichtwindkanal (Foto: ATB)
Blick in den Windkanal

 

Im Grenzschichtwindkanal können Geschwindigkeits- und Turbulenzfelder räumlich wie zeitlich hochaufgelöst unter kontrollierten Laborbedingungen vermessen werden. Für die Geschwindigkeits- und Turbulenzmessungen kommt ein Laser-Doppler-Anemometer zum Einsatz. Zusätzlich vorhandene Geschwindigkeitsmesser sind ein Konstant-Temperatur-Anemometer und sogenannte Prandtl Drucksonden. Weiterhin lassen sich Wirbel und Strukturen innerhalb der Luftströmung mit Hilfe von Laser-Lichtschnitten visualisieren. Die so erzeugten Datensätze eignen sich sehr gut zur Validierung und Weiterentwicklung von (numerischen) Ausbreitungsmodellen sowie zur Vervollständigung bereits vorhandener Daten aus Feldexperimenten. Naturdaten können um zusätzliche Messorte ergänzt, beziehungsweise durch systematische Variationen der äußeren Randbedingungen Zusatzinformationen gewonnen werden.

Ausbreitungsstudien von Tracergasemissionen gehören zu einem weiteren wichtigen Anwendungsbereich des Grenzschichtwindkanals. Bei genau definierten Laborbedingungen können Emissionsquellen und deren strömungsinduzierte Ausbreitung und Verdünnung mit Hilfe von Flammen-Ionisations-Detektoren (Fast-FIDs) in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung dreidimensional detektiert werden. Diese Ergebnisse dienen der Entwicklung baulicher und lüftungstechnischer Lösungen, die bei minimalem Energieverbrauch zu einer Emissionsminderung führen.

Mögliche Anwendungen im Agrarbereich:

  • Entwicklung baulicher und lüftungstechnischer Lösungen für Tierhaltungseinrichtungen zur Reduktion des Emissionspotentials. 
  • Untersuchung von Geruchs-, Gas- und Keimausbreitung von Tierhaltungs- und/oder Biogasanlagen sowie der Güllelagerung für die Entwicklung von Lufthygienestrategien in dicht besiedelten ländlichen Räumen auch unter Berücksichtigung der Topographie.
 

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17.-20. Sept. 2019

Trainingschool on measuring and modelling gaseous emissions from livestock systems, ATB Potsdam

Termine

Sept 04, 2019: FRUTIC Symposium 2019

The FRUTIC Symposium 2019: Innovations in Pre- and Postharvest Supply Chain of...

Sept 5-6, 2019: INSECTA 2019 International Conference, Potsdam

The INSECTA 2019 International Conference aims to give an overview of...

Sept 17-20, 2019: Trainingschool on measuring and modelling gaseous emissions from livestock systems, Potsdam

The interdisciplinary training school provides hands-on training in measuring...

Presseinfo

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Präzises Modell für den optimalen Fruchtbehang

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