Themen für Arbeiten

Entwicklung eines Online-Tools zur Verbrennungsrechnung

Projektarbeit | Ansprechpartner: Dominik Büschgens | Beginn: ab sofort

 
 
Ziel der Projektarbeit ist die Entwicklung eines Programmes zur Verbrennungsrechnung mit anschließender Stoffdatenbestimmung des Abgases. Dieses Programm soll zusätzlich als Online-Tool zur Verfügung gestellt werden. Das Programm soll folgende Punkte berücksichtigen: flexible Auswahl von Brennstoff und Oxidator, Berechnung der Verbrennungskennwerte und Abgaszusammensetzung, Bestimmung der temperaturabhängigen Stoffdaten des berechneten Abgases. Als abschließende Betrachtung wird die Verbrennung von Erdgas der von Wasserstoff gegenübergestellt und bewertet.

Experimentelle Untersuchungen von Hochtemperatur Thermolacken zur Messung von Wärmeübergangskoeffizienten

Studien-, Bachelorarbeit | Ansprechpartner: Nico Rademacher | Beginn: ab sofort

 
 

In dieser Arbeit soll die Verwendung verschiedener Hochtemperatur-Thermolacke zur Messung des Wärmeübergangskoeffizient mittels Infrarot-Thermographie untersucht werden. Dazu werden drei verschiedene Thermolacke verwendet. Dies erfordert die Messung von Wärmeübergangskoeffizienten verschiedener Düsensysteme bei unterschiedlichen Plattentemperaturen von bis zu 1000 °C. Zusätzlich soll eine Winkelabhängigkeit der Infrarot-Thermographie zur ebenen Platte untersucht werden. Die Messergebnisse werden untereinander bewertet und diskutiert.

Entwicklung eines vereinfachten CFD-Modells zur effizienten Abbildung eines Abgasrekuperators

Bachelor-, Masterarbeit | Ansprechpartner: Nicolas Dinsing | Beginn: ab sofort

In dieser Arbeit soll ein Simulationsmodell für einen Noppenrekuperator entwickelt werden (s. Abbildung). Das Modell soll die Berücksichtigung des Rekuperators in einem Simulationsmodell eines Prüfstands ermöglichen, der für ein aktuelles Forschungsprojekt aufgebaut wird. Im ersten Schritt der Arbeit wird dafür ein detailliertes Simulationsmodell eines Noppenrekuperators aufgestellt. Basierend auf den Ergebnissen dieses Modells soll danach ein Modellierungskonzept entwickelt und umgesetzt werden, das die Berechnung der Strömung und Wärmeübertragung im Rekuperator mit einem möglichst geringen Rechenaufwand ermöglicht.

Implementierung eines datenbasierten Proxy-Modells zur Berechnung der Reaktionschemie im Elektrolichtbogenofen

Masterarbeit | Ansprechpartner: Alexander Reimann | Beginn: ab sofort

Im Rahmen dieser Arbeit soll die Berechnung der Reaktionschemie, für ein am Institut entwickeltes umfangreiches Prozessmodell des Elektrolichtbogenofens, durch ein datenbasiertes Proxy-Modell ergänzt werden. Hierzu müssen die bisherigen Lösungsverfahren hinsichtlich ihrer Eignung untersucht und ein entsprechendes Approximationsverfahren implementiert werden. Abschließend sollen die Simulationsergebnisse verglichen und der resultierende Fehler untersucht werden, um etwaige Grenzen für die Anwendbarkeit des Proxy-Modells festzulegen

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Methode zur experimentellen Bestimmung von Emissionsgraden beliebiger Oberflächen

Studien-, Bachelorarbeit | Ansprechpartner: Dominik Büschgens | Beginn: ab sofort

In dieser Arbeit wird eine Methode zur Bestimmung der Emissionsgrade beliebiger Oberflächen entwickelt. Dabei steht die Anforderung im Vordergrund, dass die Methode im Rahmen eines experimentellen Aufbaus realisierbar sein sollte. Dazu werden die unterschiedlichen Möglichkeiten der Emissionsgradbestimmung erörtert und darauf basierend eine geeignete Methode entworfen. Diese wird im Anschluss mathematisch modelliert. Die Ergebnisse werden eingeordnet und eine Bewertung der entwickelten Methode schließt sich an.

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Numerische Untersuchungen zur Erzeugung von Synthesegas mittels partieller Oxidation von Erdgas

Masterarbeit | Ansprechpartner: Linda Giesler | Beginn: ab sofort

Der Fokus der Arbeit liegt auf der Recherche zu Reaktionsmechanismen, die für die Abbildung der unterstöchiometrischen Verbrennung geeignet sind, sowie deren Implementierung in einem CFD-Modell. Reaktionsmechanismen werden benötigt, um die bei der numerischen Verbrennungssimulation auftretenden Spezies zu berücksichtigen. Dies ist neben der Wahl eines passenden Turbulenz-, Strahlungs- und Verbrennungsmodells von großer Bedeutung, um eine adäquate Lösung zu erlangen.

Ziel ist es, an einem (bestehenden) CFD-Modell unterschiedliche Reaktionsmechanismen für die unterstöchiometrische Verbrennung von Erdgas zu implementieren und nach selbst erarbeiteten Kriterien zu bewerten. Dazu ist eine intensive Literaturrecherche zu Reaktionsmechanismen und den validierten Bereichen notwendig.

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Ökologische Bewertung des CO2-Fußabdrucks für den Betrieb von Thermoprozessanlagen und Industrieöfen in der Metall-und Mineralindustrie

Masterarbeit | Ansprechpartner: Dr.-Ing. Christian Schwotzer | Beginn: nach Absprache

Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Methodik für die Bestimmung des CO2-Fußabdrucks im Rahmen einer Ökobilanz (Life Cycle Assessment, kurz LCA) für den Betrieb von Thermoprozessanlagen als Teil eines spezifischen Herstellungsprozesses für Produkte aus der Metall- und Mineralindustrie entwickelt und angewendet. Dabei werden anlagenspezifische Restriktionen mit dem notwendigen technischen Sachverstand berücksichtigt. Es stehen u. a. die folgenden Branchen im Fokus:

  • Metallindustrie: Stahl, NE-Metalle, Gießereiwesen, Schmieden, Härtereitechnik
  • Mineralindustrie: Glas, Keramik, Kalk, Zement
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Ökologische Untersuchung der Aluminium-, Stahl- und Bleiherstellung mithilfe vergleichender Ökobilanzen

Masterarbeit | Ansprechpartner: Dr.-Ing. Tim Reichel | Beginn: ab sofort

Im Rahmen dieser Arbeit sollen die Produktionsrouten der Aluminium-, Stahl- und Bleiindustrie untersucht und ökologisch bewertet werden. Auf diese Weise können Prozessabläufe optimiert und Einsparpotenzial sichtbar gemacht werden. Dazu sollen ausgewählte Prozesse betrachtet und mittels einer Ökobilanz nach DIN ISO 14044 untersucht werden. Abschließend werden die methodologischen Ansätze der Ökobilanzierung in Bezug auf die drei Produktionsrouten gegenübergestellt und verglichen.

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