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Dissertation
Development of CFD-Based Tip Clearance Loss and Deviation Models for Axial-Flow Turbines
(2020-01)
Accurate loss correlations are crucial for reliable turbine performance predictions with low-fidelity tools. However, conventional tip clearance models disregard some important loss effects, e. g. from the relative motion between blades and endwall, and their natural spanwise distributions, which are valuable for through-flow methods. The objective of this thesis is the development of more realistic tip clearance models by means of high-fidelity CFD simulations, which capture all three-dimensional flow effects and ...
Preprint
Annual industrial and commercial heat load profiles: modeling based on k-Means clustering and regression analysis
(2021-03-19)
An accurate method to predict annual heat load profiles is fundamental to many studies, e.g., preliminary design or potential studies on renewable heating systems. This study presents a method to predict annual heat load profiles with a daily resolution for industry and commerce, based on an analysis of 800 natural gas load profiles (≥ 1.5 GWh/a). To derive heat load profiles, these natural gas load profiles are normalized and those with a potentially non-linear relationship between heat demand and natural gas ...
Preprint
Large-scale heat pumps: market potential and barriers, classification and estimation of efficiency
(2019-12-20)
Heat pumps powered by renewable electricity have a significant potential to become a critical technology to disruptively decarbonize an economy. An essential step towards this goal is the development of an accurate understanding and model of how heat pumps in large-scale implementations perform in terms of economics, energy, and the environment. In this study, the influence of system design and operating conditions on the Coefficient of Performance (COP) of large-scale (> 50 kWth) electric driven mechanical compression ...
Dissertation
Methodology development and assessment of lower carbon industrial process heat through solar energy and heat pumps
(2018-05-24)
The reduction of energy consumption in industrial processes, notably within low temperature industries, leads to greater economic gain and lower carbon emissions. Numerous energy audits and case studies within the food and beverage industry suggest that initial efforts to reduce energy consumption should focus on energy efficiency measures such as heat recovery and process optimization due to their lower cost of implementation. Eventually, however, an efficiency limit is reached and the only way to further reduce ...
Dissertation
Experimental investigations of water filled drainback systems
(2017-08-16)
Selbstentleerende- bzw. Drainback-Anlagen (DBA) bieten einen einfachen Schutz vor Stagnation und Einfrieren des Wärmeträgerfluids und des gesamten Solarthermiesystems. Im Vergleich zu konventionell betriebenen Solaranlagen beinhalten DBA zudem weniger hydraulische Komponenten im Solarkreis. Dies führt zur Reduzierung sowohl der Investitions- als auch der Wartungskosten. Trotz der vielen Vorteile sind DBA bisher nur selten wissenschaftlich untersucht.
Im Fokus der vorliegenden Dissertation liegen die grundlegenden ...
Dissertation
Construction and Analysis of Heat-and Mass Exchangers for Liquid Desiccant Systems
(2017-08-21)
Construction and Analysis of Heat-and Mass Exchangers for Liquid Desiccant Systems
Novel flat plate and tube-bundle heat and mass exchangers were designed, built, and experimentally examined in combination with an aqueous solution of lithium chloride as a desiccant. Prior to the construction of the components, two test rigs were built for the evaluation of several textiles and liquid desiccant distributors.
The first test rig was used for the evaluation of liquid desiccant wicking performance of different fabrics. ...
Dissertation
Unsicherheiten von Ertragsprognosen für Photovoltaik-Kraftwerke unter besonderer Berücksichtigung langfristiger Variationen des Solarstrahlungs-Potenzials
(2018-08-27)
Ziel dieser Arbeit ist die realistische Quantifizierung der bei der Erstellung von Ertragsprognosen auftretenden Unsicherheiten unter besonderer Berücksichtigung langfristiger Variationen des Solarstrahlungs-Potenzials. Daneben sollten mögliche Verbesserungs-Potenziale zur Prognose der Erträge von PV-Kraftwerken identifiziert und umgesetzt werden. Dazu wird zunächst die Konzeption und Methodik von Ertragsgutachten für PV-Kraftwerke systematisch erfasst und beschrieben. Die relevanten ...
Dissertation
Zur katalytischen Vergasung von Biomasse
(2006-12-11)
Ziel der vorliegenden Arbeit ist das Studium des Einflusses mineralischer Stoffe bei dem Vergasungsprozess von Biomasse um Grundlagen zur Verbesserung der Technologie mit experimentellen Methoden zu schaffen. Als Katalysator wird der mineralische Anteil oder Asche, Dolomit und Braunkohlenkoks den Kaffeeschalen, Ölpalmschalen oder Buchenholz zu gemischt. Als Vergasungsmittel wird Wasserdampf benutzt. Als experimentellen Anlagen werden eine Thermowaage und ein Drehrohrreaktor eingesetzt.
Zur Vergasung im Drehrohrreaktor ...
Dissertation
Analyse selbsterregter Strömungsfelder im Verdichter-Leitrad durch Kopplung von Particle Image Velocimetry und Hitzdrahtanemometrie mittels Fast Fourier Transformation
(2011-11-17)
Der Einsatz der Particle Image Velocimetry (PIV) zur Analyse selbsterregter Strömungsphänomene und das dafür notwendige Auswerteverfahren werden in dieser Arbeit beschrieben. Zur Untersuchung von solchen Mechanismen, die in Turbo-Verdichtern als Rotierende Instabilitäten in Erscheinung treten, wird auf Datensätze zurückgegriffen, die anhand experimenteller Untersuchungen an einem ringförmigen Verdichter-Leitrad gewonnen wurden. Die Rotierenden Instabilitäten sind zeitabhängige Strömungsphänomene, die ...
Dissertation
Effiziente Erdgasbereitstellung mit erneuerbaren Energien
(2022-07)
Gas-Druckregel- und Messanlagen (GDRMA) nehmen für den Erdgastransport eine wichtige Rolle als Übergabestellen zwischen den Netzabschnitten ein. Bei der Druckreduktion kommt es infolge des Joule-Thomson-Effektes zu einer Abkühlung, wodurch die Anlagentechnik vereisen und die Gasversorgung gefährdet sein kann. Um diesen gestörten Betrieb zu vermeiden, wird das Erdgas im Vorfeld der Entspannung erwärmt. Dabei fällt der damit einhergehende Wärmebedarf auf einem für erneuerbare Energieanwendungen hervorragendem ...