Leibniz Universität Hannover Faculty Faculty of Mechanical Engineering
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Institut für Thermodynamik
 
Studium
Studentische Arbeiten

Studien- und Abschlussarbeiten

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AUFBAU, INBETRIEBNAHME UND VALIDIERUNG EINER VERSUCHSUMGEBUNG ZUR MESSUNG VON ZWEIPHASIGEN WÄRMEÜBERGANGSKOEFFIZIENTEN AN DREIDIMENSIONALEN OBERFLÄCHENSTRUKTUREN

Typ der Arbeit: Masterarbeit

Beginn: ab März 2020

  • Details

    Die Verdampfung und Kondensation eines Wärmeträgers sind energiereiche Prozesse der Wärmeübertragung, welche in vielen Anwendungen zum Einsatz kommen,um Effizienzsteigerungen zur erzielen. So zum Beispielin der Kälte-und Klimatechnik oder der verfahrenstechnischen Industrie zur Kondensation von Dämpfen oder Verdampfung von Flüssigkeiten verschiedener Reinstoffe oder Gemische.

    Zur weiteren Steigerung der Effizienz der Anlagen aus den oben genannten Anwendungsfeldern,wird die Verbesserung von Wärmeübergangskoeffizienten beim Verdampfen und Kondensieren insbesondere durch Flächenvergrößerung und der gezielten Ausnutzung strömungsmechanischer Effekte vorgenommen.Neben der Auslegung von rotationssymmetrischen Rippengeometrien werden auch Ansätze verfolgt, die Rippen dreidimensional zu gestalten. Daten aus der Literatur zeigen hier nochmals deutliche Verbesserungen des Wärmeübergangs. Die Effekte, welche zu diesen Verbesserungen führen sind jedoch noch nicht vollständig verstanden.

    Zukünftig sollen am Institut daher experimentelle Untersuchungen zur Wirkungsweise verschiedener Strukturen bzw. dreidimensionaler Rippen auf den kondensationsseitigen Wärmeübergang durchgeführt werden. Hierzu sollen Testoberflächen in einer geeigneten Versuchsumgebung hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit untersucht werden, die mittels Laserstrukturierung und 3D-Metalldruck hergestellt wurden.

    Die für die Experimente nötige Versuchsapparatur wurde in einer vorausgehenden Arbeit ausgelegt und konstruiert.In der ausgeschriebenen Arbeit soll die Apparatur nun aufgebaut und in Betrieb genommenwerden. Dies erfordert die Realisierung der Versorgung der Versuchsumgebung mit Medien (Kühlkreisläufe, Kältemittel) und der Messtechnik (Temperaturen-, Druck und Volumenstromsensoren). Nach dem Aufbau der Anlage soll eine Inbetriebnahme mit einer glatten Testoberfläche stattfinden, um Messergebnisse für eine Validierung zu generieren. Die Funktionsweise der Anlage ist auf Grundlage dieser Messungen sicherzustellen.

    Voraussetzungen:

    • InteresseanzweiphasigerWärmeübertragung
    • Interesse an praktischer Arbeit, handwerkliches Geschickvorteilhaft
    • Selbständige Arbeitsweise
  • Ansprechpartner
    M. Sc. Marco Fuchs
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Phone
    +49 511 762 14756
    Fax
    +49 511 762 3857
    Email
    fuchsift.uni-hannover.de
    Address
    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Building
    8143
    Room
    A119
    M. Sc. Marco Fuchs
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
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    +49 511 762 14756
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    +49 511 762 3857
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    fuchsift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
    30823 Garbsen
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    8143
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    A119
    Dipl.-Ing. Ruben Steinhoff
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
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    +49 511 762 3557
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    steinhoffift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
    30823 Garbsen
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    8143
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    A117
    Dipl.-Ing. Ruben Steinhoff
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
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    +49 511 762 3557
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    steinhoffift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
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    A117

WEITERENTWICKLUNG EINER VERSUCHSAPPARATUR UND EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNG ZUR KONDENSATION VON GEMISCHEN

Typ der Arbeit: Studien-/Masterarbeit (praktisch & experimentell)

Beginn: ab sofort

  • Details

    Zunehmend geraten Gemische in den Fokus der Forschung zu neuen Kältemitteln anstelle der herkömmlichen Reinstoffe. Die experimentelle Untersuchung der Kondensation von Gemischen ist dabei ein wesentlicher Bestandteil. Das Kondensationsverhalten der Gemische ist aufgrund einer Überlagerung von Wärme- und Stoffübertragung verschieden zum Ablauf bei Reinstoffen und eine Vorhersage geeigneter Gemische schwierig auch aufgrund einer geringen experimentellen Datenlage. In einem DFG-geförderten Forschungsprojekt besteht ein experimenteller Aufbau, der die präzise Messung des Wärme- und Stoffübergangs für unterschiedliche Gemische in drei Betriebsszenarien ermöglicht. Die Versuchsanlage wurde bereits mit Testläufen in Betrieb genommen und soll nun mit zusätzlicher Messtechnik und konstruktiven Optimierungen weiterentwickelt werden, sodass umfangreiche Messkampagnen gestartet werden können.

    Zunächst sollen Kennfelder der verschiedenen Bauteilgruppen und Steuer-/Regelungselemente für verschiedene Betriebspunkte mit reinem Wasser bestimmt werden. Daraufhin werden die Untersuchungen ausgedehnt auf das Verhalten unterschiedlicher Gemischzusammensetzungen von Ethanol-Wasser. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse werden Optimierungen des Versuchsaufbaus vorgenommen und die zentrale Messstrecke mit weiterer Messtechnik ausgestattet um die Gemischkondensation detailliert zu beschreiben. Ausblickend sollen Überlegungen zur Möglichkeit des Einsatzes der Fluidgruppe der Siloxane angestellt werden, um diese in späteren Experimenten zu untersuchen.

    Die Arbeit wird größtenteils in den Laborräumen des Instituts für Thermodynamik am Campus Maschinenbau Garbsen erfolgen unter sorgsamer Beachtung der Corona-Maßnahmen. Es wird großer Wert auf eine fachlich gut abgestimmte Zusammenarbeit gelegt und dies durch den Betreuer gefördert.

    Voraussetzungen:

    • Interesse an Wärmeübertragung und Gemischthermodynamik
    • Erfahrung mit praktischen Versuchsaufbauten
    • Konstruktive Lösungsideen
    • Eigenständige Arbeitsweise
    • Sorgfalt & Ordnung
  • Ansprechpartner
    M. Sc. Conrad Zimmermann
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Phone
    +49 511 762 5663
    Fax
    +49 511 762 3857
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    zimmermannift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
    30823 Garbsen
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    M. Sc. Conrad Zimmermann
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
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    +49 511 762 5663
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    zimmermannift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
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KONZIPIERUNG UND AUFBAU EINES GASBEFEUCHTERS FÜR DEN PEM-PRÜFSTAND

Typ der Arbeit:  Seminararbeit (Große Laborarbeit - Energietechnik PO 2017). Die Arbeit wird im Block durchgeführt. 

Beginn: ab sofort

  • Details

    Die elektrische Leitfähigkeit der Polymer-Elektrolyt-Membran (PEM) einer Brennstoffzelle wird stark von ihrem Wassergehalt beeinflusst, der über die Befeuchtung der zugeführten Gase eingestellt werden kann. Der PEM-Brennstoffzellenprüfstand des Instituts für Thermodynamik verfügt derzeit ausschließlich über einen sogenannten Bubbler, mittels dessen der kathodenseitig in die Brennstoffzelle geleitete Luftstrom befeuchtet werden kann. Für die Vermeidung eines Gradienten im chemischen Potentials des Wassers, wird zudem eine Befeuchtung des an der Anode zugeführten Wasserstoffstroms benötigt. Ziel dieser experimentellen Arbeit ist die Konzipierung und Konstruktion eines Befeuchters für die Anode sowie dessen Aufbau und Integration in den Prüfstand. 

    Voraussetzungen:

    • Bestandene Veranstaltung ,,Brennstoffzellen & Wasserelektrolyse“
    • Interesse an praktischer Arbeit, handwerkliches Geschick

    Vorteilhaft:

    • Selbständige Arbeitsweise
  • Ansprechpartner
    Dipl.-Ing. Pablo Emmanuel Radici
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Phone
    +49 511 762 17329
    Fax
    +49 511 762 3857
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    radiciift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
    30823 Garbsen
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    8143
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    A118
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    +49 511 762 17329
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    +49 511 762 3857
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    radiciift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
    30823 Garbsen
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    8143
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    A118
    M. Sc. Maike Willke
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    +49 511 762 13151
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    willkeift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
    30823 Garbsen
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    8143
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    117
    M. Sc. Maike Willke
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    +49 511 762 13151
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    willkeift.uni-hannover.de
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    8143
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    117

HOCHGENAUE MESSUNG DER DICHTE VON FLUIDEN

Typ der Arbeit: Studien- / Masterarbeit

Beginn: ab sofort

  • Details

    Das Institut für Thermodynamik hat eine Biegeschwinger-Messapparatur, mit welcher die Dichte von Fluiden in Abhängigkeit von Druck und Temperatur sehr präzise gemessen werden kann. Diese Apparatur muss im Rahmen dieser experimentellen Arbeit in eine Messumgebung zum Thermostatisieren und Befüllen/Entleeren des Biegeschwingers integriert werden. Die Apparatur muss anhand bekannter Fluide kalibriert und entsprechend dokumentiert werden.

  • Ansprechpartner
    Dr.-Ing. Xing Luo
    Phone
    +49 511 762 2501
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    luoift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
    30823 Garbsen
    Building
    8143
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    118
    Dr.-Ing. Xing Luo
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    +49 511 762 2501
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    luoift.uni-hannover.de
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    An der Universität 1
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    8143
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    118

AUSLEGUNG, AUFBAU UND INBETRIEBNAHME EINES VERSUCHSSTANDS ZUR VERMESSUNG ADDITIV GEFERTIGTER WÄRMEÜBERTRAGER

Typ der Arbeit: Studienarbeit, Masterarbeit

Beginn: ab sofort

  • Details

    Wärmeübertrager zählen in der verfahrenstechnischen Industrie zu den meisteingesetzten Apparaten. Bisher war der Aufbau von Wärmeübertragern durch die verfügbaren Halbzeuge, etwa Rohre oder geprägte Platten, und konventionelle Fertigungsverfahren bestimmt und limitiert.

    Die additive Fertigung bietet nun die Möglichkeit, völlig neue Apparatekonzepte und Optimierungen vorzunehmen, dazu gehören beispielsweise verbesserte Strömungsführung oder innere Strukturen. Diese neuen Wärmeübertrager bedürfen allerdings noch einer umfangreichen Messtechnischen Untersuchung, was unter anderem der Tatsache geschuldet ist, dass aufgrund der komplexen Geometrien und Strukturen nur in begrenztem Maße Korrelationen zur Bestimmung von Wärmeübergang und Druckverlust zur Verfügung.

     

    In dieser Arbeit soll nun ein Versuchsstand zu Vermessung von additiv gefertigten Wärmeübertragern ausgelegt, aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Der in diesem später zu untersuchende Wärmeübertrager soll ein Gaskühler sein, entsprechend wird der Versuchstand einen (Kühl)Wasserkreislauf sowie eine Heißgas- bzw. Luftstrecke beinhalten. Für beide Fluide soll der Wärmeübergang mittels einer Energiebilanz sowie der Druckverlust messtechnisch erfasst werden.

    Die Inbetriebnahme des Versuchsstandes kann, je nachdem ob bereites ein additiv gefertigter Wärmeübertrager zur Verfügung steht, ebenfalls mit einem konventionellen Gaskühler erfolgen.

    Kernpunkte der Arbeit:

    • Auslegung, Aufbau und Inbetriebnahme des Versuchsstandes
    • Zusammenstellung und bei Bedarf Konstruktion der Komponenten
    • Installation der Messtechnik und Einbindung in LabView

    Wir suchen:

    • Interesse an praktischen Versuchsaufbauten
    • Handwerkliches Geschick
    • Selbstständige Arbeitsweise
    • Kenntnisse von CAD-Anwendungen (Inventor, SolidWorks etc.) vorteilhaft
    • Kenntnisse in LabView vorteilhaft

    Wir bieten:

    • Angenehme Arbeitsatmosphäre
    • Zugang zu PC’s mit diverser Software
    • Einblicke in das wissenschaftliche Arbeiten
  • Ansprechpartner
    M. Sc. Robin Kahlfeld
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
    Phone
    +49 511 762 2646
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    kahlfeldift.uni-hannover.de
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    M. Sc. Robin Kahlfeld
    Wissenschaftliche Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
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    +49 511 762 2646
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    kahlfeldift.uni-hannover.de
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    117

NUR WIRTSCHAFTSINGENIEURWESEN - MODUL SCIENTIFIC COMPUTING II

Studierende des Studiengangs Wirtschaftsingenieurwesen, die im Rahmen des Moduls "Scientific Computing II" auf der Suche sind nach einer Programmierarbeit zu den Themen

  • Brennstoffzellen
  • Wärmeübertragung
  • Kreisprozesse
  • Zustandsgleichungen,

können sich bei Conrad Zimmermann melden und eine Anfrage zu verfügbaren Themen stellen.

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M. Sc. Conrad Zimmermann
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