Zur Adsorption von Benzindämpfen im Bereich des Kraftstoffversorgungssystems ottomotorisch betriebener Personenkraftwagen werden Aktivkohlebehälter eingesetzt. Weil der verfügbare Bauraum zumeist klein und verwinkelt ist, besitzen die Behälter komplizierte Formen, die für die Adsorption nicht ideal sind. Infolge eines Mangels an Stoffdaten und geeigneten theoretischen Ansätzen zur Beschreibung der dynamischen Adsorptionsvorgänge erfolgt die Entwicklung, Auslegung und Prüfung hauptsächlich auf

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... sis aufwendiger Versuche. Ziel dieser Arbeit ist daher, ein mathematisches Modell aufzustellen, das als Grundlage für die Simulation der Adsorptionsvorgänge dienen kann. Hierfür erforderliche und bisher nicht verfügbare Stoffdaten sowie zur Validierung notwendige Messdaten werden experimentell ermittelt. Die Umsetzung dieser Aufgabenstellung ist in drei Teilbereiche gegliedert: 1. Modellierung dynamischer Adsorptionsprozesse: Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird ein Modell zur Beschreibung dynamischer Gemischadsorptionsvorgänge entwickelt. Es basiert auf den gekoppelten Stoff- und Wärmebilanzen für die Gasphase und die feste Phase sowie auf den Strömungsgleichungen. Es ist zweidimensional formuliert und berücksichtigt die adsorptionsbedingte Abnahme des Gesamtvolumenstroms. Die Berechnung des Druck- und Geschwindigkeitsfeldes aus Kontinuitäts- und Impulsgleichungen erfolgt simultan mit der Lösung der Stoff- und Wärmebilanzen. Mittels Koordinatentransformation wird das Gleichungssystem auch für einen konischen Adsorber formuliert. Damit ist es in dieser Arbeit erstmals gelungen, zweidimensionale Profile der Zielgrößen für diesen Anwendungsfall zu berechnen. 2. Durchführung von Analysen, Gleichgewichtsmessungen und Durchbruchsuntersuchungen: Der experimentelle Teil dieser Arbeit besteht aus drei Hauptabschnitten. Zunächst wurden umfangreiche chemische, physikalische und mechanische Analysen der Adsorbentien durchgeführt. Dadurch werden beispielsweise Daten über die Härte, den Druckverlust und insbesondere die Porenradienve [...]