Das Ingenieurwissen jetzt auch in Einzelbänden verfügbar. Thermodynamik enthält die für Ingenieure und Naturwissenschaftler wesentlichen Grundlagen in kompakter Form zum Nachschlagen bereit.
Aktualisiert: 2023-06-08
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Die vorliegende Arbeit untersucht einen neuartigen Typ Rotationsverdichter (RC-Verdichter), dessen Funktionsweise auf zwei Rotoren basiert, die sich über jeweils ein Getriebe in einer phasenverschobenen Relativbewegung zueinander bewegen. Angesichts der bisher weitgehend unbekannten Technologie existieren derzeit noch keine theoretischen oder experimentellen Erhebungen über die Kennzahlen des Verdichters. In der Arbeit wurden zwei Prototypen mit unterschiedlichen Getriebekonzepten numerisch und experimentell untersucht. Die Erprobung eines Prototypen erfolgte dabei an einem eigens entwickelten Verdichterprüfstand mit und ohne den Einsatz von Dichtungen für unterschiedliche Schaufelbreiten, womit verschiedene Betriebskennfelder erhoben werden konnten. Über numerische Werkzeuge (unter anderem CFD-Berechnungen) konnten erste Kennzahlen erhoben und der konstruktive Auslegungsprozess der Maschine für künftige Entwicklungen unterstützt und beschleunigt werden.
Aktualisiert: 2023-01-06
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Die vorliegende Arbeit untersucht einen neuartigen Typ Rotationsverdichter (RC-Verdichter), dessen Funktionsweise auf zwei Rotoren basiert, die sich über jeweils ein Getriebe in einer phasenverschobenen Relativbewegung zueinander bewegen. Angesichts der bisher weitgehend unbekannten Technologie existieren derzeit noch keine theoretischen oder experimentellen Erhebungen über die Kennzahlen des Verdichters. In der Arbeit wurden zwei Prototypen mit unterschiedlichen Getriebekonzepten numerisch und experimentell untersucht. Die Erprobung eines Prototypen erfolgte dabei an einem eigens entwickelten Verdichterprüfstand mit und ohne den Einsatz von Dichtungen für unterschiedliche Schaufelbreiten, womit verschiedene Betriebskennfelder erhoben werden konnten. Über numerische Werkzeuge (unter anderem CFD-Berechnungen) konnten erste Kennzahlen erhoben und der konstruktive Auslegungsprozess der Maschine für künftige Entwicklungen unterstützt und beschleunigt werden.
Aktualisiert: 2022-12-16
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Mit dem Drehkammerschwingsystem wird eine neue Expansionsmaschine für Kraft–Wärme–Kopplungen vorgestellt und untersucht. Zur Untersuchung wurde an der Hochschule Hannover ein erster Prototyp und ein zugehöriger Versuchsstand entwickelt und errichtet. Basierend auf den gewonnenen Daten wird das System thermodynamisch untersucht und die mittleren Wärmeübergangskoeffizienten auf das Gehäuse berechnet. Zur Vorhersage der Wärmeübergänge wird eine dazugehörige Nußelt–Reynolds–Korrelation erstellt. Unter Berücksichtigung der spezifischen Systemeigenschaften wird eine effektive Geschwindigkeit eingeführt, mit der die Reynolds–Werte bestimmt werden. Der Verlauf der Nußelt–Kurven bestätigt zusammen mit den Ergebnissen aus der Literatur die vorab getroffene Zuordnung des Systems zu den Wärmeübergängen im konzentrisch rotierenden Ringspalt.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Mit dem Drehkammerschwingsystem wird eine neue Expansionsmaschine für Kraft–Wärme–Kopplungen vorgestellt und untersucht. Zur Untersuchung wurde an der Hochschule Hannover ein erster Prototyp und ein zugehöriger Versuchsstand entwickelt und errichtet. Basierend auf den gewonnenen Daten wird das System thermodynamisch untersucht und die mittleren Wärmeübergangskoeffizienten auf das Gehäuse berechnet. Zur Vorhersage der Wärmeübergänge wird eine dazugehörige Nußelt–Reynolds–Korrelation erstellt. Unter Berücksichtigung der spezifischen Systemeigenschaften wird eine effektive Geschwindigkeit eingeführt, mit der die Reynolds–Werte bestimmt werden. Der Verlauf der Nußelt–Kurven bestätigt zusammen mit den Ergebnissen aus der Literatur die vorab getroffene Zuordnung des Systems zu den Wärmeübergängen im konzentrisch rotierenden Ringspalt.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Aktualisiert: 2023-04-03
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Aktualisiert: 2023-04-08
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Das Buch behandelt die thermodynamischen Grundlagen der Strahlungsenergie. Ein Schwerpunkt dieses Fachbuches ist die Solarenergie und deren Umwandlung in thermische, mechanische bzw. elektrische Energie. Hierbei steht nicht die apparative Technik im Vordergrund, sondern die physikalischen Hintergründe, wie sie zur Modellierung und Auslegung von Strahlungsenergiewandlern notwendig sind.
Aktualisiert: 2023-04-02
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Im Mittelpunkt des Lehrbuchs für das Grund- und Hauptstudium steht die auch für Einsteiger verständliche Darstellung der Grundlagen der Thermodynamik: Die thermodynamischen Begriffe und die fundamentalen Bilanzgleichungen für Energie, Entropie und Exergie werden sorgfältig eingeführt. Darüber hinaus werden Gemische und chemische Reaktionen ausführlich erläutert und wichtige Anwendungen wie thermische Stofftrennverfahren oder Kraftwerke praxisnah behandelt. Für die 14. Auflage wurde das Kapitel über Wärmekraftanlagen bearbeitet und erweitert.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-04-08
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Das Ingenieurwissen jetzt auch in Einzelbänden verfügbar. Thermodynamik enthält die für Ingenieure und Naturwissenschaftler wesentlichen Grundlagen in kompakter Form zum Nachschlagen bereit.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Geschrieben von Spezialisten aus Industrie und Wissenschaft, ermöglicht das Standardwerk die Auslegung technischer Apparate und Anlagen, z. B. in der Verfahrens- und der Energietechnik. Dafür werden Daten bereitgestellt, Berechnungsmethoden eingehend erläutert und Konstruktionen vorgestellt. Die 11. deutsche Auflage enthält zahlreiche neue Beiträge, die Kapitel wurden komplett überarbeitet und dem Stand der Technik angepasst. Seit über 50 Jahren ein unentbehrliches Arbeitsmittel für Ingenieure, die sich mit Fragen der Wärmeübertragung beschäftigen.
Aktualisiert: 2023-04-15
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Geschrieben von Spezialisten aus Industrie und Wissenschaft, ermöglicht das Standardwerk die Auslegung technischer Apparate und Anlagen, z. B. in der Verfahrens- und der Energietechnik. Dafür werden Daten bereitgestellt, Berechnungsmethoden eingehend erläutert und Konstruktionen vorgestellt. Die 11. deutsche Auflage enthält zahlreiche neue Beiträge, die Kapitel wurden komplett überarbeitet und dem Stand der Technik angepasst. Seit über 50 Jahren ein unentbehrliches Arbeitsmittel für Ingenieure, die sich mit Fragen der Wärmeübertragung beschäftigen.
Aktualisiert: 2023-04-15
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Geschrieben von Spezialisten aus Industrie und Wissenschaft, ermöglicht das Standardwerk die Auslegung technischer Apparate und Anlagen, z. B. in der Verfahrens- und der Energietechnik. Dafür werden Daten bereitgestellt, Berechnungsmethoden eingehend erläutert und Konstruktionen vorgestellt. Die 11. deutsche Auflage enthält zahlreiche neue Beiträge, die Kapitel wurden komplett überarbeitet und dem Stand der Technik angepasst. Seit über 50 Jahren ein unentbehrliches Arbeitsmittel für Ingenieure, die sich mit Fragen der Wärmeübertragung beschäftigen.
Aktualisiert: 2023-04-15
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Die Solarthermie gilt als eines der Mittel, die Stromerzeugung dauerhaft von fossilen Energieträgern zu lösen. Eine bereits im kommerziellen Betrieb eingesetzte Technik stellen dabei Kraftwerke nach dem Parabolrinnenprinzip dar. Da der Ort der Absorption an der Außenfläche des Absorberrohres liegt, entstehen prinzipielle Verluste, die die Effizienz eines solchen solarthermischen Systems beschränken. In dieser Arbeit wird daher ein alternatives Konzept untersucht, in dem die Strahlung volumetrisch im Wärmeträgermedium absorbiert wird. So kann die Außentemperatur des Absorbers, die für die thermischen Verluste maßgeblich ist, reduziert werden. Als Absorptions- und Wärmeträgermedium sollen Nanofluide, also Flüssigkeiten mit darin dispergierten, nanoskaligen Partikeln, zum Einsatz kommen.
Die vorliegende Untersuchung geht zunächst auf die Besonderheiten von Nanofluiden ein. Auf Basis der Mie-Theorie wird ein Rechenmodell entwickelt und experimentell validiert, das schließlich die Simulation von Strahlungs- und Temperaturfeldern im Absorber ermöglicht. Im Anschluss wird die für einen thermodynamischen Kreisprozess wichtige Verdampfung von Nanofluiden diskutiert. Schließlich wird der Blick auf eine systemische Betrachtung erweitert. So wird gezeigt, dass für Nanofluide eine neuartige Prozessgestaltung sinnvoll ist, die weitere Vorteile hinsichtlich der Prozessdynamik mit sich bringen kann.
Aktualisiert: 2019-11-07
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Aktualisiert: 2023-04-03
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Das Ingenieurwissen jetzt auch in Einzelbänden verfügbar. Thermodynamik enthält die für Ingenieure und Naturwissenschaftler wesentlichen Grundlagen in kompakter Form zum Nachschlagen bereit.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Das Buch behandelt die thermodynamischen Grundlagen der Strahlungsenergie. Ein Schwerpunkt dieses Fachbuches ist die Solarenergie und deren Umwandlung in thermische, mechanische bzw. elektrische Energie. Hierbei steht nicht die apparative Technik im Vordergrund, sondern die physikalischen Hintergründe, wie sie zur Modellierung und Auslegung von Strahlungsenergiewandlern notwendig sind.
Aktualisiert: 2023-04-11
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Plattenwärmeübertrager (PWÜ) weisen im Vergleich zu anderen Wärmeübertragerbauarten
viele positive Eigenschaften auf. Trotz stetig steigender Einsatzgebiete,
auch für die Kondensation, gibt es in der frei zugänglichen Literatur noch
keine belastbaren Berechnungsmodelle für den Druckverlust und den Wärmeübergang
während dem Phasenwechsel in diesen Apparaten. Das Ziel dieser
Arbeit ist die grundlegende Untersuchung der zweiphasigen Strömungen und
deren Druckverluste und Wärmeübergänge während der Kondensation in einem
PWÜ.
In einem einzelnen gewellten Plattenspalt werden die sich ausbildenden zweiphasigen
Strömungsformen visualisiert und charakterisiert sowie in Strömungsformenkarten
kategorisiert. Der Zusammenhang der Strömungsformen mit den
zweiphasigen Reibungsdruckverlusten, den lokalen Wärmeübergängen und den
volumetrischen Dampfgehalten wird untersucht. In einem zweiten Versuchsstand
werden der Wärmeübergang und der Druckverlust während der Kondensation in
einem PWÜ als Teil eines Kompressionskältekreisprozesses analysiert. Durch lokale
Temperaturmessungen und dem Aufstellen von Energiebilanzgleichungen können
lokale Wärmeübergangskoeffizienten berechnet werden.
Auf Basis der experimentellen Ergebnisse an den Versuchsständen wird ein
phänomenologisches Modell für die abschnittsweise, strömungsformabhängige
Berechnung des Wärmeübergangs und des Druckverlustes hergeleitet.
Aktualisiert: 2019-10-17
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Der Durchbruch der Brennstoffzelle wird seit Jahren vorhergesagt, allerdings fristet
diese vielversprechende Technologie bis heute nur einNischendasein. Dabei werden
der Hochtemperatur-Brennstoffzellentechnologie SOFC (Solid Oxide Fuel Cell)
neben der PEM (Polymer Elektrolyt Membran)-Brennstoffzelle die höchsten
Chancen eingeräumt, diesen Anspruch eines Tages zu erfüllen.
Insbesondere bei Anwendungen, in denen Bauraum und -größe eines Stromerzeugers
nachrangig sind, aber möglichst hohe Wirkungsgrade erzielt und ein
kohlenwasserstoffbasierter Brennstoff verwendet werden soll, ist der Einsatz einer
SOFC vielversprechend. Da bei dieser Technologie zahlreiche Peripheriekomponenten
verwendet werden müssen, ist eine ganzheitliche Systembetrachtung, wie
in dieser Arbeit für einen Systementwurf exemplarisch durchgeführt, essentiell.
Neben den Auswirkungen der teilweisen Anodengasrezirkulation auf die zentralen
Komponenten wird hier eine Exergieverlustanalyse durchgeführt, die Aufschluss
darüber gibt, an welchen Stellen im System die Arbeitsfähigkeit des Brennstoffs
verlorengeht. Hiermit werden gleichzeitig Empfehlungen ausgesprochen, wo
innerhalb eines Brennstoffzellensystems weitere Verbesserungen möglichst große
Auswirkungen haben.
Aktualisiert: 2019-10-17
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