Technische Universität Bergakademie Freiberg: Qucosa
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Untersuchung eines hybriden elektrohydraulischen Rekuperationsmoduls zur Steigerung der Energieeffizienz und Produktivität hoch getakteter Fertigungsprozesse
No full textIn 'high-speed turning,' aluminium rims are brought to a high rotational speed and then sequentially over-turned in coarse and fine with minimal tool intervention. To achieve high throughput, relatively high acceleration moments must be applied compared to the load of the machining process. Recovery of braking energy is desired. A purely electric drive for solving the task is dimensioned based on the required acceleration. The intermediate storage of braking energy would either load the grid (Active Front-End, AFE) or require extremely large additional external DC-link capacitors. When using a Diode Front-End (DFE), braking energy is dissipated from the DC-link via a braking chopper. Combining the electric drivetrain with hydraulic components is investigated in this article. The acceleration and braking processes are hydraulically supported, and the braking energy is stored in a pressure accumulator. The significantly smaller electric drive is responsible for the speed-regulated machining process. References include purely electric drives with AFE as well as with DFE and braking chopper. The energy balances of the three drive concepts, the grid load, and the relative costs are compared as criteria
Kinetische Studie der Umbenetzungsagglomeration als Basis für die zweidimensionale formselektive Trennung von Partikelgemischen
No full textDie vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, ob das Rührerdrehmoment während der Umbenetzungsagglomeraiton als in-line Charakterisierungsmethode zur Prozessphasenbestimmung genutzt werden kann. Um dies zu bestätigen, wurden zu unterschiedlichen Zeitpunkten Proben während der Agglomeration entnommen, schockgefroren und mit Hilfe der µCT in Kombination mit 3D-Bildverarbeitung analysiert. Es konnte nachgewiesen werden, dass die Phase des schnellen Wachstums dann beginnt, wenn das Drehmoment anfängt abzusinken und endet sobald ein neues Plateau erreicht wird. Des Weiteren hat die eingesetzte Bindemittelmenge als auch die Primärpartikelform ebenfalls Einfluss auf das Agglomeratwachstum. Die in-line-Charakterisierung kann in Zukunft dazu verwendet werden, die optimale Kombination aus Prozessparametern und Agglomerationszeit zu bestimmen, um eine formselektive Trennung durchzuführen, da diese nur in der Benetzungsphase möglich ist.:Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Symbolverzeichnis
1 Einleitung
2 Stand der Technik
2.1 Beschreibung von Trennprozessen
2.1.1 Trennung nach einem Partikelmerkmal
2.1.2 Zweidimensionaler Trenngrad
2.2 Umbenetzungsagglomeration
2.2.1 Warum eignet sich die Umbenetzungsagglomeration als zweidimensionales Trennverfahren?
2.2.2 Die Prozessphasen der Umbenetzungsagglomeration
2.3 Mikroröntgentomographie
2.3.1 Absorption und Streuung von Röntgenstrahlung
2.3.2 Phasenverschiebung von Röntgenstrahlung
2.4 Fraktale Dimension und Agglomeration
3 Material und Methoden
3.1 Material
3.2 Agglomerationsversuche
3.3 Probenvorbereitung für die µCT
3.4 µCT Aufnahmen
3.5 Morphologische Parameter
3.5.1 Sphärizität nach Wadell
3.5.2 Fraktale Dimension
3.5.3 Packungsdichte
3.6 Endagglomeratgröße mittels 2D Bildverarbeitung
4 Bildverarbeitung
4.1 Bestimmung der Agglomeratmorphologie
4.1.1 Abfolge der Bildverarbeitungsoperationen
4.1.2 Qualitative Bewertung der 3D Bildverarbeitung
4.2 Agglomeratgröße am Ende des Versuchs
4.2.1 Abfolge der Bildverarbeitungsoperationen
4.2.2 Quantitative Bewertung der 2D Bildverarbeitung
5 Ergebnisse und Diskussion
5.1 Drehmoment in Abhängigkeit der Agglomerationszeit
5.2 Morphologische Analyse der Drehmomentphasen
5.2.1 Drehmomentphase I
5.2.2 Drehmomentphase II
5.2.3 Drehmomentphase III
5.2.4 Drehmomentphase IV
5.2.5 Vergleich mit der Endagglomeratgröße
5.3 Zusammenhang zwischen Drehmomentphasen und Prozessphasen
5.4 Bedeutung der Prozessphasen für die formselektive Trennung
6 Zusammenfassung und Ausblick
Literatu
Simulation Study of the Velocity Profile and Deflection Rate of Non-Newtonian Fluids in the Bend Part of the Pipe
No full textAs resource extraction moves deeper underground, backfill mining has received a lot of attention from the industry as a very promising mining method that can provide a safe workplace for workers. However, the safe and efficient transport of fill slurry through pipelines still needs more exploration, especially in the bend section. In order to investigate the flow characteristics and velocity evolution of the slurry in the bend section of the pipe, a three-dimensional (3D) pipe model was developed using the computational fluid dynamics software Fluent, and nine sets of two-factor, three-level simulations were performed. Furthermore, a single-factor analysis was presented to investigate the effects of the two main influencing factors on the shifting of the maximum velocity of the slurry towards the distal side in the bend section, respectively. Then, the response surface analysis method was applied to the two-factor analysis of the maximum velocity shift and the weights of the two influencing factors were specified
Electrochemical Sensing of Gallic Acid in Beverages Using a 3D Bio-Nanocomposite Based on Carbon Nanotubes/Spongin-Atacamite
No full textGallic acid (GA) is one of the most important polyphenols, being widely used in the food, cosmetic, and pharmaceutical industries due to its biological effects such as antioxidant, antibacterial, anticancer, antiviral, anti-inflammatory, and cardioprotective properties. Hence, simple, fast, and sensitive determination of GA is of particular importance. Considering the fact that GA is an electroactive compound, electrochemical sensors offer great potential for GA quantitation due to their fast response time, high sensitivity, and ease of use. A simple, fast, and sensitive GA sensor was fabricated on the basis of a high-performance bio-nanocomposite using spongin as a natural 3D polymer, atacamite, and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). The developed sensor showed an excellent response toward GA oxidation with remarkable electrochemical features due to the synergistic effects of 3D porous spongin and MWCNTs, which provide a large surface area and enhance the electrocatalytic activity of atacamite. At optimal conditions by differential pulse voltammetry (DPV), a good linear relationship was obtained between peak currents and GA concentrations in a wild linear range of 500 nM to 1 mM. Subsequently, the proposed sensor was used to detect GA in red wine as well as in green and black tea, confirming its great potential as a reliable alternative to conventional methods for GA determination
Die Qual der Lizenzwahl bei wissenschaftlichen Publikationen
No full textDie Ausgabe gibt einen kompakten Überblick über urheberrechtliche Grundlagen beim wissenschaftlichen Publizieren, erklärt Unterschiede zwischen einfachen und ausschließlichen Nutzungsrechten und stellt Creative-Commons-Lizenzen (CC) als Modell für Open-Access-Veröffentlichungen vor
9-(Pyrrolidinium-1-yl)-9-boranuidabicyclo[3.3.1]nonane
No full textThe title compound, C12H24BN, is an adduct formed from 9-borabicyclo[3.3.1]nonane (9-BBN) and pyrrolidine. It crystallizes in the triclinic space group P[\overline{1}] with three molecules in the asymmetric unit, one of which has disorder of the pyrrolidine ring. The B—N bond lengths are between 1.631 (2) and 1.641 (2) Å. The boron and nitrogen atoms are bound to one hydrogen atom each. These hydrogen atoms are in antiperiplanar orientation. Both six-membered rings of the 9-BBN unit are in a chair conformation in all three molecules. Differences between the three crystallographic independent molecules are found in the five-membered rings of the pyrrolidine unit. These adopt different twisted and envelope conformations
Abschlussbericht zum Verbundprojekt: SalVE Machbarkeitsstudie zur Anwendbarkeit von Niedertemperatur-Salzschmelzen für Verschlussmaßnahmen von Endlagern für radioaktive Abfälle im Wirtsgestein Salz
No full textSalzschmelzen werden seit Jahrzehnten als potenzielle Abdichtungs- oder Verfüllmaterialien für ein Endlager radioaktiver Abfälle im Wirtsgestein Steinsalz betrachtet. Sie bestehen aus reinen oder gemischten Salzen, die über ihre Schmelztemperatur erhitzt werden, um am entsprechenden Ort vergossen zu werden. Dabei wird ein Anbinden an das umgebende Gebirge mit Erstarren zu einem monolithischen Körper ohne nennenswerte Porosität erwartet, sodass ausschließlich Festkörperdiffusion und damit ein vollständiger Einschluss der Radionuklide gewährleistet wird. Im Rahmen dieser Machbarkeitsstudie SalVE wird die Anwendbarkeit von Salzschmelzen im geotechnischen Barrieresystem für ein Endlager im Wirtsgestein Salz geprüft, indem zunächst die Anforderungen an das Endlager zusammengefasst sowie der Kenntnisstand zu Salzschmelzen bewertet wurde. Entsprechend den Randbedingungen für das Endlager wurden Niedertemperatur-Salzschmelzen (Fp zwischen 100 und 200°C) mit günstigen Eigenschaften (über Endlager-relevante Eigenschaftskriterien) identifiziert, und zwar das System NaCl-AlCl3, nachrangig das System KCl-CuCl. Neben experimentellen Untersuchungen zum Schmelz- und Erstarrungsverhalten, Reaktivität, Festigkeiten, Permeabilität u.a., wurden erste Großkonzepte zur Herstellung und Verbringung abgeleitet einschließlich der Bewertung des Gefährdungspotential. Aus der abschließenden Synthesebewertung leitet sich ab, dass Niedertemperatur-Salzschmelzen kein Anwendungspotential als Element eines geotechnischen Barrieresystems aufweisen. Ihre chemischen und erstrarrungsbedingten Eigenschaften, insbesondere Reaktivität und Permeabilität, führen zu keiner Erhöhung des Sicherheitsniveaus eines Endlagers, wie es mit bisher in Verschlusskonzepten vorgesehenen Verschlusselementen bereits besteht - im Gegenteil.Molten salts have been considered for decades as potential sealing or backfilling materials for the disposal of radioactive waste in the host rock salt. They consist of pure or mixed salts that are heated above their melting temperature to be poured at the appropriate location. They are expected to bond to the surrounding rock and solidify to form a monolithic body without any significant porosity, ensuring only solid-state diffusion and thus complete containment of the radionuclides is guaranteed. This SalVE feasibility study examines the applicability of molten salts in the geotechnical barrier system for a repository in the host rock salt by first summarising the requirements for the repository and evaluating the state of knowledge on molten salts. In accordance with the boundary conditions for the repository, low-temperature molten salts (Fp between 100 and 200°C) with favourable properties (via repository-relevant property criteria) were identified, namely the NaCl-AlCl3 system and, secondarily, the KCl-CuCl system. Alongside experimental studies on melting and solidification behaviour, reactivity, strength, permeability, etc., initial large-scale concepts for preparation and transport were derived, including an assessment of the hazard potential. The final synthesis assessment resulted in the conclusion that low-temperature molten salts have no application potential as an element of a geotechnical barrier system. Their chemical and solidification-related properties, in particular their reactivity and permeability, do not lead to any increase in the safety level of a repository, as is the case with the sealing elements already provided for in sealing concepts - on the contrary
(Phospha)Silane - Synthesen, Strukturen und ausgewählte Eigenschaften
No full textGedruckte Elektronik stellt eine interessante Alternative zu konventionellen Schaltkreisen dar. Dazu werden flüssige Silane benötigt, die über mehrere Schritte zu Silicium-Schichten verarbeitet werden. Zur Dotierung werden bisher weißer Phosphor bzw. Borverbindungen genutzt. Ein weiterer Ansatz ist der Zusatz von möglichst H-substituierten Si-B- bzw. Si-P-Verbindungen zu den Silanen. Solche Verbindungen sind jedoch bisher kaum bekannt. In dieser Arbeit wurden neue Synthesewege zu linearen höheren Silanen erarbeitet. Weiterhin erfolgte die Darstellung und Charakterisierung einiger niederer und höherer organosubstituierter Phosphasilane, welche hinsichtlich ihrer Eignung als Vorstufen zur Darstellung von H-substituierten Si-P-Verbindungen untersucht wurden. Schlussendlich wurden verschiedene Chlorsilane mit PH2-Übertragungsreagenzien umgesetzt. So konnte beispielsweise durch die Umsetzung von Monochlortrisilan mit Me3SiPH2 bzw. NaPH2 erstmals Phosphanyltrisilan dargestellt werden
Oxygen transport during liquid ventilation: an in vitro study
Full text linkAn in vitro experiment on the dissolved oxygen transport during liquid ventilation by means of measuring global oxygen concentration fields is presented within this work. We consider the flow in an idealized four generation model of the human airways in a range of peak Reynolds numbers of Re=500–3400 and Womersley numbers of α=3–5. Fluorescence quenching measurements were employed in order to visualize and quantify the oxygen distribution with high temporal and spatial resolution during the breathing cycle. Measurements with varying tidal volumes and oscillating frequencies reveal short living times of characteristic concentration patterns for all parameter variations. Similarities to typical velocity patterns in similar lung models persist only in early phases during each cycle. Concentration gradients are quickly homogenized by secondary motions within the lung model. A strong dependency of peak oxygen concentration on tidal volume is observed with considerably higher relative concentrations for higher tidal volumes
Disilanes with Pentacoordinate Si Atoms by Carbon Dioxide Insertion into Aminodisilanes: Syntheses, Molecular Structures, and Dynamic Behavior
Full text linkThe insertion of carbon dioxide into the Si–N bonds of aminodisilanes ((RR′N)nMe3–nSi)2 affords carbamoyloxydisilanes ((RR′NC(O)O)nMe3–nSi)2. Some of the obtained insertion products feature pentacoordinate silicon atoms in the solid state and in solution, with two carbamoyloxy moieties bridging the Si–Si bond. The aminodisilanes and their insertion products were extensively analyzed, including single-crystal X-ray structure analyses. The temperature dependence of the higher coordination was investigated using variable temperature NMR experiments