Student work

Completed student work

Results: 133
Created on: Thu, 28 Mar 2024 23:06:19 +0100 in 0.0955 sec


Herzog, Ludwig;
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Kühlung von LED-Scheinwerfern. - 125 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

In der vorliegenden Arbeit wird die Kühlung von Hochleistungs-Halbleiter-Lichtquellen mittels Druckluft numerisch und experimentell untersucht. Da die Halbleiter-Lichtquellen in NKW-Scheinwerfern eingesetzt werden sollen, ergeben sich stark differierende Umgebungstemperaturen. Um einen Defekt der Halbleiter-Lichtquelle durch zu hohe Betriebstemperaturen zu verhindern, werden sie zur besseren Wärmeableitung mit verschiedenen Kühlkörpern bestückt, welche mit Druckluft aus dem NKW-eigenen Druckluftsystem durchströmt werden. Diese Kühlkörperanordnungen sollen einen sicheren Betrieb bei allen geforderten Umgebungstemperaturen gewährleisten. Es werden ein Stift- und ein Rippenkühlkörper, sowie ein Kühlkörper mit einem Strömungskanal untersucht. Dabei wird ermittelt, welche Druckluftvolumenströme bei den unterschiedlichen Kühlkörpern und Umgebungstemperaturen notwendig sind, um die Halbleiter-Lichtquelle in der zulässigen Betriebstemperatur zu halten. Es zeigt sich, dass die an der erzwungenen Konvektion beteiligte Oberfläche des Kühlkörpers weniger Einfluss auf den Wärmetransport hat, als die typische Lauflänge der Strömung im Kühlkörper. Ist diese, wie beim kanalförmigen Kühlkörper, verhältnismäßig lang, reichen auch bei höheren Umgebungstemperaturen relativ geringe Luftvolumenströme zur zuverlässigen Kühlung aus. Um das Druckluftsystem des Fahrzeuges nicht unnötig zu belasten und damit den Kraftstoffverbrauch zu senken, ist ein möglichst geringer Kühlluft-Volumenstrom sehr erstrebenswert.



John, Sebastian;
Untersuchungen zum Einfluss von Temperaturschwankungen auf das Messsignal eines Lorentz Kraft-Anemometers. - 54 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Lorentzkraft-Anemometer sind Messgeräte zur kontaktlosen Durchflussmessung elektrisch leitfähiger Fluide. Bei ersten Feldversuchen zur Durchflussmessung in Metallschmelzen wurde ein Drift des Messsignals beobachtet. Dieser Drift konnte auf Temperaturschwankungen während der Messung zurückgeführt werden. Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Auswirkung von Temperaturschwankungen auf das Messsignal eines Lorentzkraft-Anemometers für Rohrströmungen. Das Ziel der Arbeit ist es, die Ursache für den Temperaturdrift anhand Messungen mit definierten Randbedingungen zu identifizieren und anschließend verschiedene Konzepte zur Kompensation des Effektes abzuleiten. Dazu wurde das Messgerät Komponente für Komponente zusammengebaut und bei jeder Ausbaustufe in einer Wärmekammer erwärmt. Dabei wurde das Messsignal und die Temperaturen an verschiedenen Messpositionen aufgezeichnet. Aus den Messdaten konnte der konstruktive Aufbau des Messgerätes als Hauptursache für den Signaldrift ermittelt werden. Daraufhin sind verschiedene konstruktive Konzepte und weitere Maßnahmen abgeleitet wurden, um die Temperaturabhängigkeit des Messgerätes zu minimieren.



Hörber, Benjamin;
Optimierung eines SWS Energiespeichers. - 75 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2013

Die Energieträger der meisten Länder wandeln sich in den letzten Jahren immer mehr von fossilen und atomaren zu erneuerbaren Energieträgern. Dieser Wandel verfolgt das Ziel, sowohl die Abhängigkeit von den fossilen Rohstoffen zu sprengen, als auch die weltweit immer schärferen CO2-Richtlinien zu erfüllen. Die Stromerzeugung durch erneuerbare Energien, egal ob beispielsweise Wind- oder Sonnenenergie, ist jedoch in ihrer Verfügbarkeit nicht konstant gleich. Aus diesem Grund werden konventionelle Kraftwerke bedarfsgerecht betrieben um das Stromnetz funktionsfähig zu halten. Dieser limitierende Faktor der erneuerbaren Energien kann durch Energiespeicher ausgeglichen werden, wodurch weniger konventionelle Kraftwerke zur Abfederung des Stromnetzes nötig wären. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Optimierung des neuartigen Strom-Wärme-Strom-Energiespeichers. Dieser Energiespeicher beruht auf dem Prinzip eines Carnot'schen Kreisprozesses, der elektrische Energie zur Beladung eines Wärme- und eines Kältereservoirs verwendet, welche durch die Umkehr des Prozesses entladen werden, wodurch die elektrische Energie wieder freigesetzt wird. In der Theorie ist somit ein maximaler Wirkungsgrad von 100 % erreichbar neben der Möglichkeit elektrische Energie thermisch zu speichern. Um die Optimierung durchzuführen werden zuerst die thermodynamischen Grundlagen der Speichersysteme unter der Annahme reversibler Prozesse analysiert sowie eine Auswahl geeigneter Speichermaterialien getroffen. Dem folgt eine reine Materialoptimierung am Beispiel eines deutschen Standardhaushalts. Anschließend findet ein Vergleich der reinen Materialbetrachtung mit einer gesamtheitlichen Betrachtung der Energiespeicher statt. Dies geschieht unter Zuhilfenahme eines numerischen Programms zur Berechnung der für diesen Fall relevanten Speicherdaten. Zur vollständigen Betrachtung wird an einem Beispiel die Auswirkung irreversibler Prozesse auf den Energiespeicher aufgezeigt. Abschließend werden die Empfehlungen dieser Arbeit sowie die gewonnen Ausblicke und Perspektiven dargeboten.



Hilbrecht, Benjamin;
Ansätze und Optimierungsvorschläge/-Möglichkeiten der Wärmeenergiespeicherung in Energieeffizienthäusern am Beispiel der Sonnen- und Passivhäuser. - 64 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

Diese Arbeit untersucht Sonnen- und Passivhäuser auf Optimierungsmöglichkeiten. Dazu werden die Baukonzepte der Sonnen und Passivhäuser mit konventionellen Neubauten verglichen und Stärken bzw. Schwächen gegenüber diesen dargestellt. Anhand dieser Analyse werden Optimierungsvorschläge genannt und mit dem aktuellen Technikstand verglichen. Daraus werden die zwei vielversprechendsten Optimierungsmöglichkeiten näher untersucht.



Dimov, Genadi;
Simultane Geschwindigkeits- und Temperaturmessungen in turbulenter Rayleigh-Bénard Konvektion. - 36 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2012

In der vorliegenden Bachelorarbeit wurde eine simultane Messung der Geschwindigkeit und Temperatur in turbulenter thermischer Konvektion durchgeführt. Im Fokus dieses Experimentes stand die Untersuchung der bisher wenig erforschten wandnormalen Geschwindigkeit und der Temperatur, in Wandnähe. Das Messsystem besteht aus Laser-Doppler-Anemometer (LDA), Messsensor (Thermistor) und Datenaufnahmesoftware. Die Messung wurde in einer Rayleigh-Bénard-Zelle mit einem Durchmesser 7m, einer Höhe 6m und einer Temperaturdifferenz 40˚C durchgeführt. Aus den gemessenen Temperatur- und Geschwindigkeitswerte und deren Fluktuationen lassen sich wichtige Daten über den lokalen Wärmetransport gewinnen.



Broer, Frauke;
Numerische Simulation von Chemokonvektion. - 84 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In dieser Arbeit wird die Chemokonvektion im Methylenblau-Glukose-System untersucht. In diesem System oxidiert Glukose zu Glukonsäure, die Umsetzung erfolgt durch Anwesenheit des Katalysators Methylenblau und durch nachgelieferten Sauerstoff. Es entsteht eine instabile Dichteschichtung, da die Glukonsäure bevorzugt an der Oberäche produziert wird. Diese Schichtung verursacht eine Konvektionsströmung, die bisher in experimentellen, theoretischen und zweidimensionalen numerischen Arbeiten untersucht wurden. Für ein erweitertes Verständnis werden in dieser Arbeit dreidimensionale Simulationen mit einem pseudo-spektralen Verfahren durchgeführt, um gezielt Parametereinüsse v(Randbedingungen, Schichttiefen, Reaktionsraten) auf die Strömungsstrukturen zu bestimmen. n zwei- und dreidimensionalen Simulationen wird der zeitliche Verlauf der volumengemittleten chemischen Komponenten des Systems gezeigt und die Größe und Struktur der entstehenden Muster bestimmt. Die Muster der zweidimensionalen Simulation sind stabiler als die der dreidimensionalen Simulation, sie ähneln denen aus den Experimenten von Pons et al. (2002). Die Variation der Schichttiefe zeigt, dass die Konvektion mit steigender Schichttiefe früher einsetzt und dass der Glukonsäuregradient, der die Instabilität auslöst, mit steigender Schichttiefe abnimmt. Mit steigender Reaktionsrate setzt die Reaktion dagegen später ein. Das Muster wird viel kleinskaliger, die Wellenzahlen steigen. Die ehemals großen, absinkenden Plumes werden kleiner und lagern sich schneller zu linienförmigen Plumes zusammen.



Habka, Muhsen;
Ermittlung und Auswertung der Betriebscharakteristik der Laborabsorptionskälteanlage im Dauerbetrieb unter verschiedenen Betriebsbedingungen. - 93 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In der vorliegenden Masterarbeit, die im Zeitraum vom Mai bis Oktober 2012 im Fachgebiet Thermo-und Magnetofluiddynamik der Technischen Universität Ilmenau bearbeitet wurde, handelt es sich hauptsächlich um die Betriebscharakteristik der TU-Labor-Absorptionskältemaschine 5 kW auf ihrem aktuellen Stand, wobei sie seit einem Jahr nicht in Betrieb genommen wurde. Die Maschine ist einen Prototyp einer neuen Absorptionskältemaschine mit bestimmten Betriebsdaten und wurde von der Firma WEGRA Anlagenbau, Westenfeld und dem Institut für Luft- und Kältetechnik Dresden entwickelt und aufgebaut und im Labor der TU Ilmenau vermessen. Meine Hauptaufgabe in dieser Arbeit ist die Bestimmung der Betriebsparameter im Dauerbetrieb bzw. Ermittlung dieser aktuellen Betriebscharakteristik der Maschine nach dem Stillstand. Dafür werden verschiedene Vermessungen bei unterschiedlichen Betriebszuständen durchgeführt und die Ergebnisse danach ausgewertet. Im zweiten Teil der Arbeit werden die alten und die neuen Untersuchungen bei bestimmten Bedingungen verglichen, damit man wissen kann, um welchen Anteil die Kälteleistung sich wegen dieses längeren Stillstandes verringert. Abschließend werden im dritten Teil der Arbeit die Kenndaten dieser Maschine mit den Kenndaten der auf dem Markt befindlichen Absorptionskältemaschinen gleicher Kälteleistung verglichen.



Holtmann, Christoph;
Entwicklung eines Experimentallineargenerators zur Anwendung an einem Pulsrohrmotor. - 56 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

In der hier vorliegenden Arbeit wurde ein Lineargenerator zur Anwendung an einem Pulsrohrmotor konzipiert, der die Nachteile des Betriebs mit Kurbeltrieb verhindern soll. In einer ersten Recherche wurden verschiedene Generatorkonzepte miteinander vergleichen und auf ihre Anwendbarkeit in Kombination mit dem Pulsrohrmotor überprüft. Für den ausgewählten Generatortyp wurde zunächst ein physikalisches Modell von Generator und Pulsrohmotor erstellt, um das dynamische Verhalten des Gesamtsystems, die optimalen geometrischen Verhältnisse und den Wirkungsgrad zu bestimmen. Hierzu wurde ein Optimierungsalgorithmus entwickelt, dessen Ergebnisse mit einem FEMModell verifiziert wurden. Im Anschluss wurde der Lineargenerator mit den ermittelten Daten so konstruiert und gefertigt, dass sein Aufbau die Untersuchung des Pulsrohrmotors als Freischwinger in einem breiten Parameterspektrum ermöglicht. Die anschließende experimentelle Bestimmung der Leistung und des Wirkungsgrades des Lineargenerators zeigt, dass der Pulsrohrmotor mit dem entwickelten Lineargenerator betrieben werden kann. Dies soll das Ziel einer weiteren Untersuchung sein.



Buhl, Stefan;
Systematische Untersuchung der Ladungswechselbewegung von Verbrennungskraftmaschinen im Teillastbetrieb. - 90 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Die Simulation von Zylinderinnenströmungen bietet immer noch großes Entwicklungspotenzial. Um diesen Prozess mit großen Rechengittern und verhältnismäßig langen Simulationszeiten industriell gewinnbringend nutzen zu können, muss ein bestmöglicher Kompromiss zwischen Rechenzeit und Ergebnisgenauigkeit gefunden werden. Gerade die für die Motorenentwicklung wichtigen Kennzahlen Tumble, Drall und Swirl sind aber stark von der Gitterqualität abhängig. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Ladungswechsel eines Verbrennungsmotors mit dem Programm ANSYS CFX berechnet. Dazu werden verschiedene Gitter erzeugt und deren Auswirkung auf die Ergebnisse, besonders im Hinblick auf die Kennzahlen Tumble, Drall und Swirl, untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen helfen, die Ergebnisqualität zukünftiger Simulationen zu verbessern. Weiterhin werden, basierend auf dem Gitter mit der höchsten räumlichen Auflösung, die turbulenten Längenskalen und die CFL-Zahlen ausgewertet, um eine Bewertung des Netzes bezüglich einer weiterführenden skalenauflösenden Rechnung zu ermöglichen. Abschließend wird das berechnete Geschwindigkeitsfeld mit PIV-Daten verglichen.



Albrecht, Matthias;
Versuchsstandkonzeptionierung. - 59 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2012

Inhalt dieser Masterarbeit ist die Konzeptionierung eines Versuchsstandes, bei welchem ein Stirling-Motor mit einem Wärme- und einem Kältespeicher gekoppelt ist. Der Motor soll hierbei sowohl als Wärmekraftmaschine als auch als Wärmepumpe arbeiten können. Zu diesem Zweck wurden die Volumen der Speicher jeweils für eine Speicherkapazität zwischen 1 und 10kWhberechnet. Daraufhin wurde die Hydraulik ausgelegt sowie eine Leistungsmessung entwickelt. Für einige der berechneten Komponenten wurden Angebote bei Herstellern eingeholt. Letztlich wurde eine Kostenabschätzung für den Versuchsstand erstellt.