Technische Universität Bergakademie Freiberg: Qucosa
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Prozessübergreifende Berechnung der Temperatur und des Gefüges im Laufe des reversierenden Warmwalzens am Beispiel der Magnesiumlegierung AZ31
Get PDFIn der vorliegenden Arbeit wird ein prozessübergreifendes Simulationsmodell für die Temperatur- und Gefügeentwicklung im Band und Coil beim reversierenden Warmwalzen entwickelt. In der Software werden die erstmals aufgestellten Modelle der Bandab- und aufwicklung implementiert. Die Temperatur- und Gefügeveränderungen im gewalzten Warmband werden lokal und prozessübergreifend betrachtet. Die für das gesamte Modell notwendigen Koeffizienten zur Beschreibung der Wärmeübertragung wurden mittels der inversen Methode bestimmt. Die Bestimmung der radialen Wärmeübertragung im Coil erfolgte mit Hilfe von Laboruntersuchungen in Abhängigkeit von der Temperatur, der Banddicke und des radialen Druckes. Die Validierung des Modells für die Temperatur- und Gefügeentwicklung erfolgte am Beispiel des reversierenden Warmwalzens der Magnesiumlegierung AZ31. Zu diesem Zweck wurden Versuche zu Temperaturmessungen in den einzelnen Phasen der Prozesskette durchgeführt. Die Ermittlung der Einflüsse der Umformbedingungen auf die Temperatur- und Gefügeentwicklung während des reversierenden Warmbandwalzens erfolgte abschließend mit Hilfe des entwickelten Modells. Die Ergebnisse zeigen auf, wie sich die Walzbedingungen auf die Entwicklung der Temperatur und des Gefüges auswirken
BIM Effect on the Quality of Communication in the Project Management of Smart Cities
Get PDFThe concept of smart cities points out the future cities, which will incorporate IoT and digitalization for facilitating the communication among people, their devices, government services, and various facilities that can provide enough services for the enormous population in the future cities.
To achieve the goal of having the ideal smart cities, it is necessary to go digital and plan for having virtual imagination for every component in the cities, including the construction facilities. BIM method as a means of having a virtual vision of each element of the construction project glows in mind as one sort of assistance to reach this target.
This thesis investigates the impact of BIM on the quality of communication in the future smart cities based on the literature review of the three smartest cities including Singapore, London, and Manchester.:Table of Contents
List of Figures IV
List of Tables V
List of Abbreviations VI
1 Introduction 1
1.1 Problem Statement 1
1.2 Aim of the Study 3
1.3 Research Question 4
1.4 Methodology 4
1.5 Structure of Work 5
2 Research Methodology 6
2.1 Introduction 6
2.2 Overview of Common Research Methods 6
2.2.1 Inductive Method 6
2.2.2 Deductive Method 7
2.2.3 Inductive vs. Deductive Method 8
2.2.4 Quantitative Research 8
2.2.5 Qualitative Research 9
2.2.6 Tools for Data Collection 10
2.3 Research Scheme of This Thesis 16
3 Literature Review and Historical Background 19
3.1 Introduction to BIM 19
3.2 BIM Definition 20
3.2.1 National Institute of Building Sciences (NIBS) 20
3.2.2 Autodesk 22
3.2.3 Associated General Contractors of America (AGC) 22
3.3 BIM Levels 24
3.4 Application of BIM 25
3.4.1 Advantages of BIM 27
3.4.2 Disadvantages of BIM 29
3.5 History of employing BIM in construction projects 30
3.5.1 Before the year 2000 30
3.5.2 After the year 2000 31
3.6 Communication in construction projects 32
3.6.1 Communication, Combination of Factors 32
3.6.2 Communication Disorders in Construction Projects 33
3.7 BIM and Project Management 35
3.7.1 BIM vs. PMBOK 36
3.8 Smart Cities 36
3.8.1 Communication in smart city projects 37
3.8.2 Project Management in Smart Cities 39
3.9 Literature Review or Relevant previous studies 40
4 Case- Study 44
4.1 Singapore 44
4.1.1 BIM Use in Singapore 45
4.1.2 ITS Projects in Singapore 49
4.1.3 Intelligent Productivity and Safety System (IPASS) 50
4.1.4 Addressing Communication Challenges by BIM in the projects in Singapore 50
4.2 London, United Kingdom (UK) 52
4.2.1 Smart Projects in London (UK) 53
4.2.2 BIM Use in UK 55
4.2.3 Addressing Communication Challenges by BIM in the projects in UK 56
5 Conclusion 61
5.1 Summary of results 61
5.1.1 Findings of the Questions 62
5.2 Further Research Recommendation 63
Bibliography VII
Modeling of realistic microstructures on the basis of quantitative mineralogical analyses
Get PDFDiese Forschung zielt darauf ab, den Einsatz realistischer Mineralmikrostrukturen in Mineralverarbeitungssimulationen Simulationen von Aufbereitungsprozessen zu ermöglichen. Insbesondere Zerkleinerungsprozesse, wie z.B. das Brechen und Mahlen von mineralischen Rohmaterialien, werden stark von der mineralischen Mikrostruktur beeinflusst, da die Textur und die Struktur der vielen Körner und ihre mikromechanischen Eigenschaften das makroskopische Bruchverhalten bestimmen.
Ein Beispiel: Stellen wir uns vor, wir haben ein mineralisches Material, das im Wesentlichen aus Körnern zweier verschiedener Mineralphasen, wie Quarz und Feldspat, besteht. Wenn die mikromechanischen Eigenschaften dieser beiden Phasen unterschiedlich sind, wird sich dies wahrscheinlich auf das makroskopische Bruchverhalten auswirken. Unter der Annahme, dass die Körner eines der Minerale bei geringeren Belastungen brechen, ist es wahrscheinlich, dass sich ein Riss durch einen Stein dieses Materials durch die schwächeren Körner ausbreitet. Tatsächlich ist dies eine wichtige Eigenschaft für die Erzaufbereitung. Um wertvolle Mineralien aus einem Erz zu gewinnen, ist es wichtig, sie aus dem kommerziell wertlosen Material, in dem sie vorkommen, zu befreien. Dazu ist es wichtig zu wissen und zu verstehen, wie das Material auf Korngrößenebene bricht.
Um diesen Bruch simulieren zu können, ist es wichtig, realistische Modelle der mineralischen Mikrostrukturen zu verwenden. Diese Studie zeigt, wie solche realistischen zweidimensionalen Mikrostrukturen auf der Grundlage der quantitativen Mikrostrukturanalyse am Computer erzeugt werden können. Darüber hinaus zeigt die Studie, wie diese synthetischen Mikrostrukturen dann in die gut etablierte Diskrete-Elemente-Methode integriert werden können, bei der der Bruch von mineralischem Material auf Korngrößenebene simuliert werden kann.:List of Acronyms VII
List of Latin Symbols IX
List of Greek Symbols XV
1 Introduction 1
1.1 Motivation for using realistic microstructures in Discrete Element Method (DEM) 1
1.2 Possibilities for using realistic mineral microstructures in DEM simulations . 4
1.3 Objective and disposition of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 Background 9
2.1 Discrete Element Method (DEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Fundamentals of the Discrete Element Method (DEM) . . . . . . . . 9
2.1.2 Applications of DEM in comminution science . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.3 Limitations of DEM in comminution science . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2 Quantitative Microstructural Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.1 Fundamentals of the Quantitative Microstructural Analysis . . . . . . 29
2.2.2 Applied QMA in mineral processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2.3 Applicability of the QMA for the synthesis of realistic microstructures 49
3 Synthesis of realistic mineral microstructures for DEM simulations 51
3.1 Development of a computer-assisted QMA for the analysis of real and synthetic
mineral microstructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.1 Fundamentals of the computer-assisted QMA . . . . . . . . . . . . 53
3.1.2 The requirements for the false-color image. . . . . . . . . . . . . . 54
3.1.3 The conversion of a given real mineral microstructure into a false-color
image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.1.4 Implementation of the point, line, and area analysis . . . . . . . . . 59
3.1.5 Selection of appropriate QMA parameters for analyzing two-dimensional
microstructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.1.6 Summary of the principles of the adapted Quantitative Microstructural
Analysis (QMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.2 Analysis of possible strategies for the microstructure synthesis . . . . . . . . 71
3.3 Implementation of the drawing method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.3.1 Drawing of a single grain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
XVIII List of Greek Symbols
3.3.2 Drawing of multiple grains, which form a synthetic microstructure . . 81
3.3.3 Synthesizing mineral microstructures consisting of multiple phases . 85
3.4 The final program for microstructure analysis and synthesis . . . . . . . . . 89
3.4.1 Synthesis and analysis of an example microstructure . . . . . . . . . 90
3.4.2 Procedure for generating a realistic synthetic microstructure of a given
real microstructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4 Validation of the synthesis approach 103
4.1 Methodical considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.1.1 The basic idea of the validation procedure . . . . . . . . . . . . . . 103
4.1.2 The experimental realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.2 Basic indenter test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.2.1 Considerations for the basic indenter test . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.2.2 Realization and evaluation of the real basic indenter test . . . . . . . 114
4.2.3 Realization and evaluation of the simulated basic indenter test . . . 127
4.2.4 Conclusions on the basic indenter test . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.3 Extended indenter test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.3.1 Basic considerations for the extended indenter test . . . . . . . . . . 139
4.3.2 Realization and evaluation of the real extended indenter test . . . . 142
4.3.3 Realization and evaluation of the simulated extended indenter test . 154
4.3.4 Conclusions on the extended indenter test . . . . . . . . . . . . . . 171
4.4 Particle bed test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
4.4.1 Basic considerations for the particle bed test . . . . . . . . . . . . . 173
4.4.2 Realization and evaluation of the real particle bed test . . . . . . . . 176
4.4.3 Realization and evaluation of the simulated particle bed test . . . . . 188
4.4.4 Conclusions on the particle bed test . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
5 Conclusions and directions for future development 205
6 References 211
List of Figures 229
List of Tables 235
Appendix 237This research aims to make it possible to use realistic mineral microstructures in simulations of mineral processing. In particular, comminution processes, such as the crushing and grinding of raw mineral materials, are highly aff ected by the mineral microstructure, since the texture and structure of the many grains and their micromechanical properties determine the macroscopic fracture behavior. To illustrate this, consider a mineral material that essentially consists of grains of two diff erent mineral phases, such as quartz and feldspar. If the micromechanical properties of these two phases are diff erent, this will likely have an impact on the macroscopic fracture behavior. Assuming that the grains of one of the minerals break at lower loads, it is likely that a crack through a stone of that material will spread through the weaker grains. In fact, this is an important property for ore processing. In order to extract valuable minerals from an ore, it is important to liberate them from the commercially worthless material in which they are found. For this, it is essential to know and understand how the material breaks at grain-size level.
To be able to simulate this breakage, it is important to use realistic models of the mineral microstructures. This study demonstrates how such realistic two-dimensional microstructures can be generated on the computer based on quantitative microstructural analysis. Furthermore, the study shows how these synthetic microstructures can then be incorporated into the well-established discrete element method, where the breakage of mineral material can be simulated at grain-size level.:List of Acronyms VII
List of Latin Symbols IX
List of Greek Symbols XV
1 Introduction 1
1.1 Motivation for using realistic microstructures in Discrete Element Method (DEM) 1
1.2 Possibilities for using realistic mineral microstructures in DEM simulations . 4
1.3 Objective and disposition of the thesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2 Background 9
2.1 Discrete Element Method (DEM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Fundamentals of the Discrete Element Method (DEM) . . . . . . . . 9
2.1.2 Applications of DEM in comminution science . . . . . . . . . . . . . 21
2.1.3 Limitations of DEM in comminution science . . . . . . . . . . . . . . 26
2.2 Quantitative Microstructural Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.1 Fundamentals of the Quantitative Microstructural Analysis . . . . . . 29
2.2.2 Applied QMA in mineral processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.2.3 Applicability of the QMA for the synthesis of realistic microstructures 49
3 Synthesis of realistic mineral microstructures for DEM simulations 51
3.1 Development of a computer-assisted QMA for the analysis of real and synthetic
mineral microstructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.1.1 Fundamentals of the computer-assisted QMA . . . . . . . . . . . . 53
3.1.2 The requirements for the false-color image. . . . . . . . . . . . . . 54
3.1.3 The conversion of a given real mineral microstructure into a false-color
image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.1.4 Implementation of the point, line, and area analysis . . . . . . . . . 59
3.1.5 Selection of appropriate QMA parameters for analyzing two-dimensional
microstructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.1.6 Summary of the principles of the adapted Quantitative Microstructural
Analysis (QMA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.2 Analysis of possible strategies for the microstructure synthesis . . . . . . . . 71
3.3 Implementation of the drawing method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
3.3.1 Drawing of a single grain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
XVIII List of Greek Symbols
3.3.2 Drawing of multiple grains, which form a synthetic microstructure . . 81
3.3.3 Synthesizing mineral microstructures consisting of multiple phases . 85
3.4 The final program for microstructure analysis and synthesis . . . . . . . . . 89
3.4.1 Synthesis and analysis of an example microstructure . . . . . . . . . 90
3.4.2 Procedure for generating a realistic synthetic microstructure of a given
real microstructure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4 Validation of the synthesis approach 103
4.1 Methodical considerations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.1.1 The basic idea of the validation procedure . . . . . . . . . . . . . . 103
4.1.2 The experimental realizations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
4.2 Basic indenter test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.2.1 Considerations for the basic indenter test . . . . . . . . . . . . . . . 109
4.2.2 Realization and evaluation of the real basic indenter test . . . . . . . 114
4.2.3 Realization and evaluation of the simulated basic indenter test . . . 127
4.2.4 Conclusions on the basic indenter test . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
4.3 Extended indenter test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
4.3.1 Basic considerations for the extended indenter test . . . . . . . . . . 139
4.3.2 Realization and evaluation of the real extended indenter test . . . . 142
4.3.3 Realization and evaluation of the simulated extended indenter test . 154
4.3.4 Conclusions on the extended indenter test . . . . . . . . . . . . . . 171
4.4 Particle bed test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
4.4.1 Basic considerations for the particle bed test . . . . . . . . . . . . . 173
4.4.2 Realization and evaluation of the real particle bed test . . . . . . . . 176
4.4.3 Realization and evaluation of the simulated particle bed test . . . . . 188
4.4.4 Conclusions on the particle bed test . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
5 Conclusions and directions for future development 205
6 References 211
List of Figures 229
List of Tables 235
Appendix 23
Beitrag zur Modellierung eines Doppelwalzenbrechers hinsichtlich der Produktpartikelgrößenverteilung und des Massestromes
Get PDFZur Auslegung von profilierten Doppelwalzenbrechern werden bisher recht einfache Modelle verwendet, wobei wichtige Einflussfaktoren unberücksichtigt bleiben. Daher werden im Rahmen dieser Dissertation auf Basis experimenteller Untersuchungen verbesserte Auslegungsmodelle für die wichtigsten Zielgrößen von Doppelwalzenbrechern entwickelt, welche präzisere Prognosen ermöglichen. Das Versuchsprogramm sieht dabei die Variation von Aufgabematerial sowie –partikelgröße, Walzenumfangsgeschwindigkeit und Spaltweite in einem großen Wertebereich vor. Das zur Prognose der Produktpartikelgrößenverteilung entwickelte Modell basiert dabei auf der Swebrec-Funktion. Mit diesem lässt sich abhängig von der Spaltweite und der Aufgabepartikelgrößenverteilung die Produktpartikelgrößenverteilung bestimmen. Des Weiteren kann mit Hilfe des in dieser Arbeit aufgestellten Bilanzmodells der Grenzmassedurchsatz unter Kenntnis der Masse¬anteile für beliebige Mischungen von Einzelfraktionen prognostiziert werden. Dabei werden auch übergroße, nicht sofort einziehbare Partikel berücksichtigt, welche den Durchsatz signifikant senken können
Prädiktive Betriebsstrategie eines hybriden Energiespeichersystems in autonomen Elektrofahrzeugen
Get PDFIn diesem Beitrag wird eine Betriebsstrategie für einen hybriden Energiespeicher vorgestellt, die sich der Vorhersage zukünftiger Fahrzustände durch ein autonomes Fahrzeug bedient. Dies ermöglicht ein zusätzliches Verringern der Verluste im Vergleich zu herkömmlichen Strategien, die keine Vorhersagen verwenden. Um diese Funktionen umzusetzen, wurden drei Hierarchieebenen
definiert. Die oberste enthält die Energiestrategie und bestimmt den langfristigen Ladestandverlauf des Kondensators mit Hilfe der Vorhersagen. Sie gibt der Leistungsstrategie in der mittleren Ebene einen Sollladestand und eine Zielzeit vor, zu der dieser Ladestand erreicht werden soll. Die Leistungsstrategie ist als modellprädiktive Regelung ausgeführt, die den Zielladegrad in einem Toleranzband führt und die Verluste des Energiespeichersystems minimiert. Die unterste Hierarchieebene enthält die Leistungsregelung des verwendeten DC/DC-Wandlers. Diese stellt die Kondensatorleistung nach der Vorgabe durch die Leistungsstrategie ein. Mit Hilfe dieses Ansatzes und einer Vorausschau von maximal 12 s konnten die Verluste im Vergleich zu einer regelbasierten Strategie ohne Vorausschau um 12 % verringert werden. Im Vergleich zu einer global optimierten Lösung, die mittels einer Dynamischen Programmierung erreicht wurde, erzeugt sie 8 % mehr Verluste.This paper presents an operating strategy for a hybrid energy storage system using the prediction of future driving conditions by an autonomous vehicle. This allows to reduce the losses compared to conventional strategies that do not use predictions. To implement these functions, three hierarchy levels have been defined. The top level is the energy strategy and determines the long-term state of charge of the capacitor using the predictions. It gives the power strategy, the middle level, a target charge level and a target time at which this state of charge should be reached. The power strategy determines the current power distribution using a model predictive approach and stationary loss optimization. The lowest hierarchical level is the power control of the DC/DC converter used. This adjusts the capacitor power according to the specification of the power strategy. With the help of this approach and a forecast of maximum 12 s, the losses could be reduced by12 % compared to a rule-based strategy without a forecast. In comparison to a globally optimized solution achieved by dynamic programming, the new strategy generates 8 % more losses
Transiente Rotordynamik elektrischer Drehfeldmaschinen unter Berücksichtigung der vollen elektromagnetischen Kopplung
Get PDFHöhere Drehzahlen, neue Anwendungen in elektrischen Fahrzeugen und der damit verbundene Leichtbau führen zu stärkeren Schwingungsphänomenen in elektrischen Drehfeldmaschinen. Besondere Bedeutung kommt dabei lateralen Rotorschwingungen zu, die sich akustisch bemerkbar machen und im Extremfall sogar zum Versagen des gesamten Systems führen können. In diesem Beitrag wird ein neuartiges Modell vorgestellt, welches rotordynamische Phänomene beliebiger Drehfeldmaschinen in transienten Fahrzuständen unter Berücksichtigung der vollen elektromagnetischen Kopplung abbilden kann. Im vorliegenden Beitrag wird eine FEM-Validierung des vorgeschlagenen Modells präsentiert. Danach wird ein Szenario vorgestellt, bei dem magnetisch angefachte Lateralschwingungen aufklingen.Higher Speeds, new applications in electric vehicles and the need for lightweight structures lead to increasing occurrence of vibration phenomena in rotating field electrical machines. Lateral rotor oscillations take a particular role in this context, as they produce noise and may cause the entire system to fail in an extreme case. In this contribution, a novel modelling approach is presented, which allows for the fully coupled simulation of transient rotordynamics in all kinds of rotating field machines. This paper includes a FEM-validation of the proposed model. After that a scenario where self-excited lateral oscillations occur is presented
Synchrone Reluktanzantriebe (SynRM) – Smarte Antriebssysteme für höchste Effizienz
Get PDFIm Industriesektor gibt es viele Anwendungen bei denen elektrische Maschinen rund um die Uhr in rauhen Umgebungen betrieben werden. Bei VEM wurden hierfür neue Antriebe entwickelt, die hohe Wirkungsgrade auf IE5 Niveau mit Robustheit, Wartungsarmut und niedrigen Anschaffungskosten kombinieren. In diesem Vortrag werden der Entwurfsprozess sowie die auf diese Weise erzielten Ergebnisse, gemessen anhand mehrerer Prototypen, präsentiert. Darüber hinaus wird der Einfluss der Fähigkeiten des Umrichters auf das Betriebsverhalten der Maschine betrachtet.In industrial applications electrical machines are often operated around the clock in rough environments. VEM developed new drives for these applications, combining robustness, low maintenance effort and low cost with highest efficiency levels (IE5). In this presentation the development process as well as the results, measured at multiple prototypes, are shown. Additionally the significance of a smart inverter is pointed out
Raman spectroscopic study of the effect of aqueous salt solutions on the formation and dissociation behavior of CO2 gas hydrates
Get PDFI present an experimental study on the formation and dissociation characteristics of carbon dioxide (CO2) gas hydrates using Raman spectroscopy. The CO2 hydrates were formed from aqueous salt solutions with salinities ranging from 0-11 wt-%, and the salts used were sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl), magnesium chloride (MgCl2) and calcium chloride (CaCl2). The experiments were conducted in a high-pressure vessel, in which the aqueous solution was pressurized with liquid CO2 to 6 MPa.
First, I investigated how the addition of salts to a CO2-hydrate forming system inhibits the hydrate formation thermodynamically. For this purpose, the molar enthalpy of reaction between strongly and weakly hydrogen bonded water molecules was determined. I observed a decrease in the molar reaction enthalpy of up to 30 % for the highest salt concentration investigated. In addition, the influence of the salts on the solubility of CO2 in water was studied, which was reduced up to 40 %. The results showed that both properties could be well correlated with the effective mole fraction of salt in solution. Furthermore, the decrease in molar reaction enthalpy could be directly correlated with the equilibrium temperature of gas hydrates. This showed that the shift in equilibrium temperature induced by thermodynamic inhibitors was a direct result from the weakened hydrogen bonded network in the water-rich liquid phase before the onset of gas hydrate formation.
Additionally, the growth mechanisms of CO2 hydrates were investigated by determining the amount of solid hydrate formed and the respective reaction constant. The reaction constant was not affected by the addition of salts, whereas the maximum amount of solid hydrate formed also showed a good correlation with the effective mole fraction. This finding leads to the assumption that salt does not affect the intrinsic growth mechanisms of hydrate formation, but that the weakened hydrogen bonded network leads to a decrease in the conversion of liquid water to hydrate and more water molecules stay in a liquid in the form of inclusions between the hydrate cages.
Lastly, I analyzed the ratio of CO2 and water and the development of hydrogen bonds after the complete dissociation of hydrate. I observed a supersaturation of CO2 in the water-rich phase and found evidence that the excess CO2 exists as dispersed micro- or nanoscale liquid droplets in the liquid water-rich phase. The development of hydrogen bonds in the liquid water-rich phase was the same as before the hydrate formation. These results could be a possible explanation for the memory effect originating from residual nano- and mircodroplets.
With this study, I aim to provide a better understanding of the mode of action of thermodynamic inhibitors and to contribute further insights to the controversially debated phenomenon of the memory effect
Entwicklung neuer Schmelztechnologien für alkalifreie Erdalkali-Alumo-Borosilikatgläser
Get PDFDas Cold-Top-Schmelzen alkalifreier Borosilikatgläser hat im Vergleich zu angepassten Gas-Sauerstoff-beheizten Schmelzaggregaten nach dem Hot-Top-Prinzip wesentliche Vorteile, wie minimale Verdampfung von borsäurehaltigen Komponenten, hohe flächenspezifische Schmelzleistungen und niedrige Betriebskosten. Als Schlüsseltechnologie gilt der neu entwickelte Mo-Heizstrahler, welcher trotz der extrem schlechten elektrischen Leitfähigkeit der Schmelze eine aus Sicht der Schmelze indirekte elektrische Beheizung realisieren lässt. Mit Hilfe dieser Heizstrahler-Technologie lässt sich die Schmelze auf > 1450 °C erhitzen, was die Voraussetzung für eine direkt elektrische Beheizung ist. Diese weltweit einzigartige Technologie ermöglicht die Herstellung von alkalifreien technischen Gläsern nach dem Cold-Top-Verfahren
Dropwise condensation in the presence of non-condensable gas
Get PDFDropwise condensation, which collects the condensate liquid in the form of droplets, has attracted a growing interest due to much higher heat transfer coefficient. One important and challenging issue in dropwise condensation is the presence of non-condensable gas (NCG) which drastically reduces its heat transfer performance. Concerning the mechanism understanding, this thesis is aiming to investigate dropwise condensation in case of NCG by combing different methods. Firstly, convective dropwise condensation out of moist air is experimentally investigated under controllable conditions. In modeling, some crucial aspects are reasonably captured: the coupled heat and mass transfer during droplet growth by a multi-scale droplet growth model; the inter-droplet interaction defined by a distributed point sink method; the enhancement of the convective mass transfer using the droplet Sherwood number. Furthermore, a multi-component multi-phase thermal pseudopotential-based LB model is developed to advance the directly numerical simulation of dropwise condensation