Die Bauwerksanalyse ist ein unverzichtbarer Bestandteil bei der Gebäudesanierung. Sie dient der Feststellung des Istzustandes, der Analyse der vorhandenen Baustoffe und Konstruktionsmerkmale sowie der Klärung der Ursachen, die zu Mängeln oder Schäden geführt haben. Die Ergebnisse der Bauwerksanalyse bilden die Grundlage zur Ableitung der erforderlichen Maßnahmen zur Schadensbeseitigung.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Unter »Mauerwerksdiagnostik in der Denkmalpflege« können eine Vielzahl von Fragestellungen, Verfahren und Methoden zur Beurteilung historischer Mauerwerksqualitäten im Rahmen von Voruntersuchungen verstanden werden. In diesem Band der Reihe MONUDOCthema werden ausgewählte moderne Verfahren und Methoden der Bauwerksdiagnostik vorgestellt. Dies erfolgt an verschiedenen Anwendungsbeispielen aus der Praxis in der jüngeren Vergangenheit. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der möglichst zerstörungsfreien Beurteilung des Zustandes alter Mauerwerkskonstruktionen denkmalgeschützter Objekte. Sehr erfolgreich war dabei eine Verbindung ingenieurtechnischer Arbeit mit naturwissenschaftlichen Bewertungsmechanismen.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Bauwerksanalyse ist ein unverzichtbarer Bestandteil bei der Gebäudesanierung. Sie dient der Feststellung des Istzustandes, der Analyse der vorhandenen Baustoffe und Konstruktionsmerkmale sowie der Klärung der Ursachen, die zu Mängeln oder Schäden geführt haben. Die Ergebnisse der Bauwerksanalyse bilden die Grundlage zur Ableitung der erforderlichen Maßnahmen zur Schadensbeseitigung.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Wachstum des zivilen Luftverkehrs bedeutet eine große Herausforderung für die Luftfahrtbranche. Nur durch effizientere Triebwerke können der spezifische Verbrauch von fossilen Energieträgern und die spezifischen Emissionen reduziert werden und so der Zugang zu Flugreisen für die wachsende Weltbevölkerung sichergestellt werden. Einen maßgeblichen Beitrag zur Steigerung der Effizienz kann die Optimierung der Kühlung von heißen Komponenten des Kerntriebwerks leisten. Gerade im thermisch hoch belasteten Bereich der ersten Turbinenstufen werden große Mengen an Kühlluft verwendet, die sich negativ auf den thermischen Wirkungsgrad auswirken. Neue Kühlverfahren ermöglichen es, den Kühlluftbedarf bei gleichen Standzeiten der Bauteile zu verringern. Vor einem möglichen Einsatz müssen diese neuen Verfahren untersucht und ihre Leistungsfähigkeit bestimmt werden, vor allem die Vorhersage der Materialtemperatur der Schaufeln muss hoch präzise erfolgen.
Die vorliegende Arbeit präsentiert neue Verfahren zur Kühlung von Rotorschaufeln. Es wird speziell auf die Drallkühlung eingegangen, die sich in grundlegenden Untersuchungen und in Verbindung mit den sich rapide verbessernden Möglichkeiten der additiven Fertigung als vielversprechendes Verfahren herausgestellt hat. Zur Beurteilung der neuen Konzepte werden Untersuchungen durchgeführt, bei denen die wichtigen strömungsmechanischen Ähnlichkeitskennzahlen der Maschine eingehalten werden. So können die Ergebnisse unmittelbar auf den Einsatz im Triebwerk übertragen werden. Die Untersuchungen bedeuten eine Herausforderung für die als Messtechnik eingesetzte Infrarotthermographie. Neue Kalibrierverfahren werden entwickelt und überprüft. Durch Anwendung dieser Verfahren kann die Oberflächentemperatur der Prüflinge hoch genau bestimmt werden. Anhand der mit den neuen Verfahren bestimmten Verteilung der Oberflächentemperatur und weiteren aerodynamischen Messungen werden abschließend Empfehlungen formuliert, wie ein auf Drallkühlung basierendes Kühlsystem für Turbinenrotorschaufeln leistungsfähiger werden kann und so die geforderte Lebensdauer dieser Bauteile sicherstellen kann.
Aktualisiert: 2023-05-15
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Infrarot-Thermographie lässt sich für eine Vielzahl bauforscherischer Fragestellungen einsetzen: Vor allem im Bereich der zerstörungsfreien Voruntersuchungen, bei Fassadendokumentationen, Konstruktions- und Gefügeanalysen, Baufugen und -anschlüssen oder auch im Fall nachträglich veränderter Bauteile kann Thermographie zur Klärung beitragen. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren zur Schadensanalyse und -dokumentation. Risse und Hohlstellen, Materialdegenerationen, Oberflächenveränderungen und Feuchte können unter entsprechenden Umgebungsbedingungen in Thermogrammen dargestellt werden. Vor allem in der Kombination mit anderen, sich ergänzenden, möglichst zerstörungsfreien Analysemethoden können so bauforscherische und denkmalpflegerische aber auch archäologische oder restaurierungswissenschaftliche Fragestellungen umfassend untersucht und geklärt werden.
Ziel dieser Handreichung ist es, die Möglichkeiten und Grenzen der Anwendung von Infrarot-Thermographie im Bereich der Bauforschung anschaulich und praxisnah darzustellen und gleichzeitig in einen entsprechenden wissenschaftlichen Kontext zu setzen. Damit soll der Methodenkanon zur zerstörungsfreien Erfassung, Analyse und Erschließung komplexer Objekte der Bau- und Kunstdenkmalpflege erweitert und in seiner praktischen Anwendung veranschaulicht werden.
Aktualisiert: 2023-01-19
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Das Bergwerk der Zukunft soll effizient, sicher und nachhaltig sein. Einen Beitrag hierzu kann die selektive Gewinnung leisten. Selektives Sprengen des Gesteins in verschiedene Fraktionen ermöglicht die Klassierung des Haufwerks bereits untertage. Die einzelnen Produktfraktionen können zielgerichtet weiterverarbeitet und Nebengestein frühzeitig abgetrennt werden.
Voraussetzung für den Einsatz selektiver Sprengmethoden ist die ortsaufgelöste Kenntnis über die anstehende Geologie. Kann die Geologie am Stoß sensorisch erfasst und charakterisiert werden, reduziert dies Aufenthalte des Personals im Gefährdungsbereich und verbessert die Arbeitssicherheit. Hinsichtlich Staubaufkommen, Lichtverhältnissen, Luftfeuchtigkeit und Temperatur stellt der untertägige Bergbau enorme Anforderungen an die eingesetzte Sensortechnologie. Infrarotthermographiesysteme sind hierfür besonders geeignet. Sie visualisieren die von Objekten emittierte Wärmestrahlung in Infrarotbildern und sind als passiv arbeitende Technologie unabhängig von externen Beleuchtungsquellen. In dieser Arbeit wird ein Konzept zur Erfassung und Charakterisierung des Gesteins an der Stoßoberfläche mittels Infrarotthermographie entwickelt und validiert. Der Forschungsansatz basiert auf der Annahme, dass durch Oberflächenbeschaffenheit und Material hervorgerufene Unterschiede im Infrarotbild eine Gesteinsunterscheidung zulassen.
Die Konzeptentwicklung erfolgt für eine Charakterisierung der Gesteinsoberfläche in Erz und Nebengestein. Unter Laborbedingungen werden Infrarotbilder von Gesteinsoberflächen aufgenommenen. Anhand daraus erstellter Datensätze der Gesteinsklassen erfolgt das Extrahieren charakteristischer Merkmale und das Trainieren von Klassifikationsfunktionen. Die erreichten Klassifikationsgenauigkeiten zeigen, dass eine Charakterisierung des Gesteins an der Probenoberfläche anhand von Infrarotaufnahmen unter Laborbedingungen möglich ist. Die Validierung erfolgt am untertägigen Stoß eines Versuchsbergwerks.
Aktualisiert: 2021-12-02
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Die Bauwerksanalyse ist ein unverzichtbarer Bestandteil bei der Gebäudesanierung. Sie dient der Feststellung des Istzustandes, der Analyse der vorhandenen Baustoffe und Konstruktionsmerkmale sowie der Klärung der Ursachen, die zu Mängeln oder Schäden geführt haben. Die Ergebnisse der Bauwerksanalyse bilden die Grundlage zur Ableitung der erforderlichen Maßnahmen zur Schadensbeseitigung.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Das Wachstum des zivilen Luftverkehrs bedeutet eine große Herausforderung für die Luftfahrtbranche. Nur durch effizientere Triebwerke können der spezifische Verbrauch von fossilen Energieträgern und die spezifischen Emissionen reduziert werden und so der Zugang zu Flugreisen für die wachsende Weltbevölkerung sichergestellt werden. Einen maßgeblichen Beitrag zur Steigerung der Effizienz kann die Optimierung der Kühlung von heißen Komponenten des Kerntriebwerks leisten. Gerade im thermisch hoch belasteten Bereich der ersten Turbinenstufen werden große Mengen an Kühlluft verwendet, die sich negativ auf den thermischen Wirkungsgrad auswirken. Neue Kühlverfahren ermöglichen es, den Kühlluftbedarf bei gleichen Standzeiten der Bauteile zu verringern. Vor einem möglichen Einsatz müssen diese neuen Verfahren untersucht und ihre Leistungsfähigkeit bestimmt werden, vor allem die Vorhersage der Materialtemperatur der Schaufeln muss hoch präzise erfolgen.
Die vorliegende Arbeit präsentiert neue Verfahren zur Kühlung von Rotorschaufeln. Es wird speziell auf die Drallkühlung eingegangen, die sich in grundlegenden Untersuchungen und in Verbindung mit den sich rapide verbessernden Möglichkeiten der additiven Fertigung als vielversprechendes Verfahren herausgestellt hat. Zur Beurteilung der neuen Konzepte werden Untersuchungen durchgeführt, bei denen die wichtigen strömungsmechanischen Ähnlichkeitskennzahlen der Maschine eingehalten werden. So können die Ergebnisse unmittelbar auf den Einsatz im Triebwerk übertragen werden. Die Untersuchungen bedeuten eine Herausforderung für die als Messtechnik eingesetzte Infrarotthermographie. Neue Kalibrierverfahren werden entwickelt und überprüft. Durch Anwendung dieser Verfahren kann die Oberflächentemperatur der Prüflinge hoch genau bestimmt werden. Anhand der mit den neuen Verfahren bestimmten Verteilung der Oberflächentemperatur und weiteren aerodynamischen Messungen werden abschließend Empfehlungen formuliert, wie ein auf Drallkühlung basierendes Kühlsystem für Turbinenrotorschaufeln leistungsfähiger werden kann und so die geforderte Lebensdauer dieser Bauteile sicherstellen kann.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Unter »Mauerwerksdiagnostik in der Denkmalpflege« können eine Vielzahl von Fragestellungen, Verfahren und Methoden zur Beurteilung historischer Mauerwerksqualitäten im Rahmen von Voruntersuchungen verstanden werden. In diesem Band der Reihe MONUDOCthema werden ausgewählte moderne Verfahren und Methoden der Bauwerksdiagnostik vorgestellt. Dies erfolgt an verschiedenen Anwendungsbeispielen aus der Praxis in der jüngeren Vergangenheit. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der möglichst zerstörungsfreien Beurteilung des Zustandes alter Mauerwerkskonstruktionen denkmalgeschützter Objekte. Sehr erfolgreich war dabei eine Verbindung ingenieurtechnischer Arbeit mit naturwissenschaftlichen Bewertungsmechanismen.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Die Bauwerksanalyse ist ein unverzichtbarer Bestandteil bei der Gebäudesanierung. Sie dient der Feststellung des Istzustandes, der Analyse der vorhandenen Baustoffe und Konstruktionsmerkmale sowie der Klärung der Ursachen, die zu Mängeln oder Schäden geführt haben. Die Ergebnisse der Bauwerksanalyse bilden die Grundlage zur Ableitung der erforderlichen Maßnahmen zur Schadensbeseitigung.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Abstract Moderne Flugtriebwerke zeichnen sich heutzutage durch eine hohe Leistungsdichte bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad aus. Damit einher gehen hohe aerodynamische und thermische Belastungen der Hochdruckturbine. Heißgas mit Temperaturen von bis zu 2000 K umströmt dabei die Turbinenschaufeln mit Strömungsgeschwindigkeiten, die bis in den Überschall reichen. Um ein strukturelles Versagen zu verhindern, werden daher die dem Heißgas ausgesetzten Komponenten mit Luft aus dem Verdichter filmgekühlt. Einer konservativen Auslegung der Bauteilkühlung stehen allerdings Einbußen im thermischen Wirkungsgrad gegenüber, die aus dem übermäßigen Kühlluftverbrauch resultieren. Eine Annäherung an die maximale Materialtemperatur ist demzufolge anzustreben. Zu erreichen ist dies aber nur, wenn die Kühlwirkung hinreichend gut vorhergesagt werden kann. Während für subsonische Strömungen bereits Auslegungswerkzeuge existieren, ist die Auswirkung von Überschallphänomenen auf die Filmkühlung transsonischer Turbinen bislang nur unzureichend charakterisiert. Die vorliegende Arbeit widmet sich daher der Fragestellung, inwiefern die Interaktion eines sich im Überschall bildenden schrägen Verdichtungsstoßes mit einem Kühlfilm Einfluss auf die Kühlung hat. Zentrale Messtechnik zur Charakterisierung des Wärmeübergangs ist die Infrarotthermographie. In dieser Arbeit wurde hierzu eine robuste Kalibriermethodik entwickelt, um Temperaturverteilungen bei den im Experiment vorherrschenden Wärmeströmen bestimmen zu können. Eine Temperaturkalibrierung ist damit selbst dann noch möglich, wenn Stützstellen nicht über den kompletten Temperaturbereich zur Verfügung stehen. Des Weiteren wurde die Signalaufbereitung des Infrarotsystems grundlegend überarbeitet, wodurch nun nahezu beliebige Temperaturspannen innerhalb einer Infrarotaufnahme erfasst werden können.
Aktualisiert: 2022-12-21
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In der modernen Landwirtschaft gewinnen die Gesundheit und das Wohlergehen der Tiere zunehmend an Bedeutung. Gerade für große Tierbestände stellt die manuelle Überwachung, die noch immer Stand der Technik ist, eine erhebliche Herausforderung dar. Automatisierte Lösungen sind wünschenswert, jedoch weisen die heute bekannten Lösungen vielfach noch keine befriedigenden Ergebnisse (Erkennungsraten etc.) auf.
Die Infrarotthermographie bietet als berührungsloses Messverfahren Zugang zur Körpertemperatur des Tieres - als wichtigen Vital- und Gesundheitsparameter. Ein umfassender Einsatz der Infrarotthermographie wurde bisher durch den hohen manuellen Aufwand und die unzureichende Messgenauigkeit behindert. Beide Problemstellungen werden in der vorliegenden Arbeit adressiert. Als Lösung wurde die Messgenauigkeit durch die Verwendung eines angepassten Referenzstrahlers deutlich gesteigert. Das neu entwickelte Korrekturmodell erlaubt erstmals den Vergleich der Infrarotmessungen unter wechselnden Umgebungsbedingungen.
Zudem ermöglicht die entwickelte Bildverarbeitung eine vollständig automatisierte Auswertung der Infrarotbilder. Langzeitüberwachungen großer Tierbestände sind damit realisierbar. Die Anwendung der entwickelten Lösungen schafft somit eine messtechnisch und statistisch belastbare Grundlage, die die zielgerichtete Entwicklung und Erprobung von Verfahren zur Überwachung der Gesundheit und des Wohlergehens von Tieren ermöglicht.
Aktualisiert: 2020-03-13
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