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Ziel: Je nach Anforderung und Zielsetzung werden in der Forschung bereits die unterschiedlichsten Messsysteme zur Untersuchung des Gärprozesses verwendet. Aufgrund des breitgefächerten Angebots an zur Verfügung stehenden Technologien stellen sich jedoch folgende Fragen: Für welche Anwendung eignet sich welches Messsystem am besten? Was sind jeweils die Vor- und Nachteile? Wird der Gärprozess genau erfasst und wiedergegeben? Können Biogasausbeute und Zusammensetzung exakt ermittelt werden? Sind die gemessenen Werte reproduzierbar? Liefern unterschiedliche Systeme untereinander vergleichbare Ergebnisse? Gegenstand dieser Arbeit war es, diese Fragen für drei ausgewählte Messsysteme zu beantworten. Material und Methoden Es erfolgten 15 Versuche mit dem BlueSens-System, 7 Versuche mit einer Eudiometerapparatur und 7 Versuche mit eine Kolbenprober-apparatur. Im Gegensatz zu den Hohenheimer Biogasertragstest (HBT)-Versuchen hatte die Kolbenproberapparatur ein eigenes Gärgefäß. Grundlage für alle Versuche war die VDI-Richtlinie 4630. Als Gärsubstrat wurde mikrokristalline Cellulose verwendet. Erfasst wurde die Biogasausbeute und -zusammensetzung. Als Parameter wurden die Ansatzgröße, das Verdünnungsmedium für den Impfschlamm und das Verhältnis Substratmasse (Cellulose) zur Masse der organischen Trockensubstanz (oTS) des Impfschlamms variiert. Des Weiteren wurde vor jedem Versuchsansatz die Trockensubstanz- (TS) und organischen Trockensubstanzwerte (oTS) ermittelt. Ergebnisse: Anhand der Versuche wurde festgestellt, dass jedes Messsystem bei gleichen Bedingungen (innerhalb der VDI-Norm 4630) von Versuch zu Versuch reproduzierbare Messergebnisse liefert. In der vorliegenden Arbeit konnte gezeigt werden, dass das gemessene spezifische Biogasvolumen nicht nur von den vorliegenden Gärbedingungen abhängt, sondern auch von der Wahl der eingesetzten Messapparatur und der Ansatzgröße. Je größer die erzeugte Biogasmenge war, desto geringer waren die Differenzen im Vergleich zur theoretischen spezifischen Biogasausbeute (Cellulose) von 750 ml/goTS. Die besten Messergebnisse wurden mit einer Kolbenproberapparatur (~ 730ml/goTS) gemessen. Eudiometer-Apparaturen liefern etwas geringere Messergebnisse (~ 640ml/goTS, 600 g Impfschlamm mit einem oTS von ~ 1,5 % und 3,03 g Cellulose). Die MilliGascounter-Apparatur liefert dagegen Werte unterhalb der VDI 4630 (~440ml/goTS, 600 g Schlamm mit einem oTS-IS von ~ 1,5 % und 3,03 g Cellulose). Wird die Ansatzgröße erhöht, verbessern sich aber die Messwerte (~ 600ml/goTS, 3000 g Impfschlamm mit einem oTS von ~ 1,5 % und 15,15 g Cellulose). Da die Blindwerte (Nullproben) relativ geringe Abweichungen erzielen, liegt die Vermutung nahe, dass im vorliegenden Fall die Pfropfenströmung und erhöhte CO2-Löslichkeit im Silikonöl der MilliGascounters der BlueSens-Apparatur zu den Abweichungen im unteren Messbereich führen. Schlussfolgerung Es ist davon auszugehen, dass die Kolbenprober- bzw. HBT-Versuche dem realenBiogasvolumen am nächsten kommen. Besonders dem Gaslöseverhalten der Sperrflüssigkeiten der Eudiometer und MilliGascounter ist besondere Aufmerksamkeit zu widmen.
Die Qualität von Software lässt sich ohne eine ausgiebige Analyse nicht objektiv bewerten. Um diese Bewertung vornehmen zu können, sind Metriken das geeignete Mittel um die Beschaffenheit von Software konkret zu veranschaulichen. Diese Arbeit stellt den Weg von einem subjektiven Qualitätsgefühl für ein Softwareprodukt, hin zu einer objektiven Bewertung dar. Dazu fasst sie die Schritte in das Capability Maturity Model Integration (CMMI) Referenzmodell ein und stellt mit Hilfe von Goal Question Metric (GQM) ein Qualitätsmodell auf, dass den Anforderungen im betrachteten Projekt gerecht wird. Es erfolgt zuvor eine Evaluierung weit verbreiteter Tools und der Metriken, die mit ihnen berechnet werden können. Abschließend wird dargestellt, wie sich die Tools in den Entwicklungsprozess einbringen lassen und so eine beständige Qualitätsanalyse ermöglichen.
Ermittlung und Reduktionsmöglichkeiten von Formaldehydemissionen an einem biogasbetrieben BHKW
(2012)
Im Abgasstrom eines Blockheizkraftwerkes (BHKW) entsteht durch den Verbrennungspro-zess von Biogas Formaldehyd. Dessen Emission unterliegt dem Minimierungsgebot und soll weitestgehend reduziert werden. Trotz der Tatsache, dass die Formaldehydemission mit einem Grenzwert in der TA Luft geregelt und aus einigen Formaldehydemissionsmessungen bekannt ist, besteht noch Forschungsbedarf für deren Minimierung. Aufgabe dieser Arbeit war es, anhand unterschiedlicher Motoreinstellungen und Einstellungen der Anlage, die den reibungslosen Ablauf der Biogasanlage nicht beeinflussten, Ursachen und mögliche Redu-zierung der Formaldehydemission zu untersuchen. Aufgrund der ermittelten Ergebnisse wird eine Empfehlung zum optimalen Betrieb eines BHKW gegeben.
In dieser Arbeit wurde die Passivierqualität und die thermische Stabilität von PECVD hergestellten Siliziumoxinitrid- und Aluminiumoxidpassivierschichten für Hocheffizienzsolarzellen untersucht. Die SiOxNy-Schichten wurden mit der PECVD Anlage AK1000 der Firma R&R hergestellt. Dabei wurden der Gasfluss Ro in einem Bereich von 0 < Ro < 24 variiert. Die AlOx-Schichtsysteme wurden in der PECVD Anlage MaiA bei R&R abgeschieden. Beide Schichtsysteme durchliefen anschließend einen Hoch- temperaturschritt. Die Charakterisierung der Proben erfolgte mithilfe der Quasi-stationären Photoleitfähigkeitsmessung (QSSPC) und dem Mikrowellen-detektierten Photoleitfähigkeitsabklingen sowohl vor dem Feuerschritt als auch danach. Zur Überprüfung der thermischen Stabilität gegenüber diesen Hochtemperaturschritten wurde die Fourier-Transform Infrarot Spektroskopie angewendet. Die Bestimmung der Passivierqualität ergab, dass beide Schichtsysteme, in Verbindung mit einer a-SiNx-Deckschicht gute Passiviereigenschaften besitzen. Am besten eignet sich hierbei eine Feuertemperatur von ~860 °C. Die AlOx-Schichtsysteme wurden außerdem einer Temperung unterzogen, um die Passivierqualität weiter zu steigern. Ebenso wurde die thermische Stabilität dieser Schichten erfolgreich nachgewiesen. Hierdurch und durch die guten Oberflächenrekombinationsgeschwindigkeiten (Seff < 25cm/s auf CZ), welche für SiOxNy- Schichstysteme bzw. für AlOx-Schichtstapel (Seff < 12cm/s auf FZ) erreicht wurden, sind dieses Schichtsysteme gut geeignet für den Einsatz in Hocheffizienzsolarzellen.
Die Näher Automotive GmbH für den Automobilzulieferbereich tätig. Ein aktuelles Produkt ist die Kofferraumverkleidung für den BMW F20 und F30. Die Problemstellung besteht im zu hohen Ausschuss und zu langen Taktzeiten bei der Teileherstellung sowie einer großen Streuung im Materialbereich. Das Ziel ist die Stabilisierung des Fertigungsprozesses sowie die Erreichung der betriebsinternen Vorgaben für Taktzeit und Ausschuss. Es wurde ein Prüfplan für alle wichtigen Materialkenngrößen von allen Prozessschritten (Fasern, Nadelvliese, Kunststoffgranulate, Trilaminat) erstellt. Aus den erhaltenden Daten wurden mit statistischen Methoden die Streuung, die Korrelation zwischen allen Parametern sowie die Haupteinflussgrößen auf Taktzeit und Ausschuss ermittelt. Durch die aus den Ergebnissen abgeleiteten und umgesetzten Maßnahmen und Optimierungen konnte eine Stabilisierung des gesamten Prozessablaufs erzielt werden. Der Ausschuss wurde deutlich reduziert, das betriebsinterne Ziel von 5 % aber nicht ganz erreicht. Die Taktzeiten liegen im Sollbereich.
Diese Diplomarbeit stellt einen Teil des Entwicklungsprozesses von Abgasanlagen der Volkswagen AG Werk Kassel dar und wurde in Zusammenarbeit mit der Westsächsischen Hochschule Zwickau angefertigt. Das Ziel war es, die vollständige akustische Simulation einer einfachen Expansionskammer der Abgasanlage darzustellen. Dies soll dann in weiteren Entwicklungsphasen dazu dienen, Strukturoptimierungen und deren Auswirkungen schon vor der Testphase berechnen zu können. Hierfür war es notwendig, experimentelle Modalanalysen in verschieden Konfigurationen und auch numerische Modalanalysen durchzuführen. Die Vorgehensweise sowie die Mess- und Berechnungsergebnisse werden im Anschluss beschrieben und bewertet.
Bei der Volkswagen Sachsen GmbH werden im Bereich der sogenannten D- Klasse die Karossen der Premiummodelle VW Phaeton, Bentley Continental GT, Bentley Continental GTC sowie des Bentley Flying Spur im VW Fahrzeugwerk in Zwickau gefertigt und lackiert. Aufgrund wachsender Nachfrage dieser Modelle werden die kapazitiven Grenzen der Anlagen erreicht. In der vorliegenden Arbeit werden Konzepte mit unterschiedlichen Automatisierungsgraden zur Realisierung einer Stückzahlerhöhung entwickelt. Dabei werden zunächst Grundlagen der Automatisierung erläutert. Zudem wird der gegenwärtige Stand der Technik analysiert. Dabei werden speziell die Anlagen der Unterbau I- Fertigung und deren Untergruppen betrachtet, da bei diesen die verfügbare Zeit am geringsten ist. Anschließend werden die Konzeptvarianten miteinander verglichen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Auswahl einer geeigneten Variante. Dabei werden diese hinsichtlich technologischen, wirtschaftlichen und ergonomischen Kriterien bewertet.
Entwicklung eines Konzeptes zur konstruktiven Gestaltung eines 4-Elektroden-Leitfähigkeitssensors
(2012)
Für die Messung der elektrischen Leitfähigkeit in den Prozessen der Bio-, Lebensmittel- und Pharmaindustrie werden besondere Anforderungen an die prozessberührenden Sensorelemente gestellt. Zielstellung dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung eines Konzeptes zur konstruktiven Gestaltung eines Sensorelements für einen 4-Elektroden-Leitfähigkeitssensor, der die thermischen, hygienischen und sensorischen Ansprüche erfüllt. Im Vordergrund der Ausarbeitung standen die Ermittlung eines passenden Designs, die Auswahl einer geeigneten Werkstoffkombination und die Bestimmung einer zielführenden Fertigungstechnologie. Dafür wurden weitreichende Recherchen, numerische Simulationen und experimentelle Untersuchungen durchgeführt. Das Ergebnis dieser Arbeit ist ein Sensorelement aus einer Keramik-Platin-Verbindung der optimale Voraussetzungen für den Einsatz in den geforderten Industrien bietet.
Die vorliegende Diplomarbeit entstand im Zuge eines Forschungsprojekts der Firma Gratz Engineering GmbH, über die Entwicklung eines leichten LKW. Ziel der Arbeit ist es, eine Kupplung für ein, in einer vorangegangenen Abschlussarbeit konzeptioniertes, Hybridan-triebsmodul auszulegen und zu konstruieren. Zu Beginn findet eine kurze Erläuterung der Aufgaben und eine Einteilung von Kupplungen, gefolgt von einer Beschreibung des Refe-renzfahrzeugs und des Kupplungskonzepts statt. Anschließend wird ein Vergleich zwi-schen dem beschriebenen Konzept und bereits am Markt befindlichen Kupplungskonzep-ten für LKW durchgeführt. Nach einer kurzen Auswertung wird der Stand der Technik an-hand einer Markt- und Patentrecherche dargelegt. Um die Anforderung an die Kupplung weiter zu definieren findet eine Literaturrecherche statt. Mittels der recherchierten Werte wird im Anschluss das Lamellenpaket ausgelegt. Nachfolgend werden verschiedene Vari-anten der Betätigung vorgestellt und mittels einer Bewertung die, für den vorgesehenen Einsatz, am besten geeignete Variante ausgewählt. Anschließend findet die Berechnung und Konstruktion dieser Variante statt. Schlussendlich wird die Gesamtkonstruktion erläu-tert und eine Konstruktionskritik abgegeben.
