Industrieofentechnik

Grup­pen­lei­tung: Jan Menz­ler, M.Sc. und Dr.-Ing. Eileen Trampe

Fach­be­rei­che

Wär­me­über­tra­gung, Strö­mungs­me­cha­nik, Struk­turme­cha­nik, Laser-Strö­mungs­mess­tech­nik, Nume­ri­sche Simu­la­tio­nen, Pro­zess­mo­del­lie­rung, Wär­me­be­hand­lung, Lebensdaueroptimierung

Aktivitäten

Zur Stei­ge­rung der Ener­gie- und Res­sour­cen­ef­fi­zi­enz in Ther­mo­pro­zess­an­la­gen ist ein tief­grei­fen­des Ver­ständ­nis der vor­lie­gen­den Wär­me­über­tra­gung und Strö­mungs­vor­gän­ge essen­ti­ell. Die Pro­zes­se wer­den dazu model­liert, unter­sucht und optimiert.

Unse­re Arbeits­grup­pe ver­fügt über ein brei­tes Port­fo­lio moder­ner Prüf­stän­de, die mit hoch­ent­wi­ckel­ter Mess­tech­nik aus­ge­stat­tet sind. Die expe­ri­men­tel­len Daten ergän­zen wir durch ana­ly­ti­sche sowie (semi‑empirische) Modell­an­sät­ze und durch nume­ri­sche Simu­la­tio­nen, ins­be­son­de­re CFD‑ und FEM‑Berechnungen. Durch die syn­er­ge­ti­sche Ver­knüp­fung von expe­ri­men­tel­len, ana­ly­ti­schen und nume­ri­schen Metho­den erhal­ten wir eine detail­lier­te und umfas­sen­de Abbil­dung der zugrun­de lie­gen­den phy­si­ka­li­schen Vor­gän­ge bei der Wärmeübertragung.

Hochflexible Wärmebehandlungen

Die Wär­me­über­tra­gung beim Auf­hei­zen und Abküh­len von Mate­ria­li­en ist ein ent­schei­den­der Fak­tor für die Gesamt­ener­gie­ef­fi­zi­enz von Indus­trie­an­la­gen. Unse­re Arbeits­grup­pe kon­zen­triert sich dabei ins­be­son­de­re auf die erzwun­ge­ne Kon­vek­ti­on und unter­sucht, wie deren Wech­sel­wir­kung die ther­mi­sche Per­for­mance opti­mie­ren lässt.

  • Prall­strahl­in­du­zier­te Luft­küh­lung an Bandmaterialien
  • Wär­me­trans­port an beweg­ten metal­li­schen Bändern
  • Atmo­sphä­ri­sche Glühbehandlungen
  • Trop­fen-Ober­flä­chen-Wech­sel­wir­kung bei der Wasserkühlung
  • Bestim­mung von Wär­me­über­gangs­ko­ef­fi­zi­en­ten mit einer Auf­lö­sung von 1 mm²
  • Strö­mungs­vi­sua­li­sie­rung mit der Laser­licht­schnitt­tech­nik PIV

Elektrowärme

Ein beson­ders wir­kungs­vol­ler und nach­hal­ti­ger Weg, Indus­trie­öfen sowie Wär­me­be­hand­lungs­an­la­gen zu moder­ni­sie­ren, liegt im Ein­satz elek­tri­scher Wär­me­quel­len. Unse­re Arbeits­grup­pe arbei­tet an der Ent­wick­lung inno­va­ti­ver Heiz­tech­no­lo­gien, um her­kömm­li­che Behei­zungs­ar­ten zu ersetzen.

  • Cha­rak­te­ri­sie­rung metal­li­scher und kera­mi­scher Heizelemente
  • Durch­füh­rung von Strö­mungs­op­ti­mie­rung in Heizregistern
  • Unter­su­chung des Strah­lungs­aus­tausch mit Ofenkomponenten
  • Opti­mie­rung von Heißgaserzeugern

Optimierung und ‑flexibilisierung von Thermoprozessen

Durch die Ener­gie­wen­de wer­den Pro­zes­se zuneh­mend (teil‑) elek­tri­fi­ziert, was die Strom­nach­fra­ge stei­gen lässt. Der Aus­bau erneu­er­ba­rer Ener­gien sorgt dabei für vola­ti­le Netz­aus­las­tun­gen und schwan­ken­de Strom­prei­se – ein Risi­ko für die Ver­sor­gungs­si­cher­heit. Des­halb müs­sen Pro­duk­ti­ons­ab­läu­fe fle­xi­bler wer­den, um sich an die­se Schwan­kun­gen anzu­pas­sen. Unse­re Arbeits­grup­pe ent­wi­ckelt pra­xis­na­he, wett­be­werbs­fä­hi­ge Kon­zep­te, damit die deut­sche Indus­trie ihre Spit­zen­po­si­ti­on hält.

  • Pro­zess­ket­ten­mo­del­lie­rung ein­zel­ner Prozessschritte
  • Fle­xi­ble Ener­gie­ver­sor­gung bei Nie­der­fre­quenz- und Gleichstrombetrieb
  • Ein­bin­dung von Energiespeichertechnologien

Projekte

Laufende Projekte

 

    Abgeschlossene Projekte