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Untersuchung von Trocknungsprozessen in porösen Medien mittels MRI

Untersuchung von Trocknungsprozessen in porösen Medien mittels MRI
Typ:Bachelor- oder Masterarbeit
Datum:ab sofort, nach Absprache
Betreuer:

Florian Ranzinger
Prof. Gisela Guthausen

Aufgabenstellung (pdf)


Projektbeschreibung:
Aufgrund der ansteigenden Weltbevölkerung, verbunden mit einem steigenden Wasserbedarf, ist die Erforschung des Wasserhaushaltes in Böden von zunehmendem Interesse. Eine große Rolle kommt dabei vor allem der Verdunstung von Wasser über brachliegenden Böden in trockenen Regionen zu. Bei der Verdunstung aus gesättigten Medien sind zunächst die atmosphärischen Bedingungen entscheidend. Mit zunehmender Ent­feuchtung wird über Wasserkanäle das Wasser aus tieferen Regionen an die Oberfläche trans­por­tiert. Dieser Vorgang wird auch als Stage-1 Verduns­tung be­zeich­net. Brechen die mit der Oberfläche verbundenen Kanäle ab, findet die Verdunstung in­ner­halb des porösen Mediums statt, wodurch die Verdunstung diffusionslimitiert wird (Stage-2 Verdunstung). Der Über­gangs­bereich zwischen Stage-1 und Stage-2 Verdunstung bedarf noch weiterer Forschung. Ein besonderes Interesse gilt hier dem Prozess des Auf­brechens der Wasserkanäle.

Aufgabenstellung:
Die Arbeit soll ihren Fokus auf der Entwicklung und Durchführung von Versuchen zur Messung des Trocknungsprozesses in porösen Medien haben. Der Wassergehalt soll zeit- und ortsaufgelöst untersucht werden. Als bildgeben­de Methode wird „magnetic resonance imaging“ (MRI) eingesetzt. MRI ist nicht-invasiv und ermög­licht es, den Wassergehalt 3-dimensional zu messen. Für die Unter­such­ungen steht ein Bruker HDIII 200 MHz Tomograph zur Verfügung. Zusätzlich können Messungen mittels µ-CT zur Abbildung der Struktur des porösen Mediums durchgeführt werden.