Publikationsserver der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg
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Vom Boden zur Wand - Stand der Technik und zukünftige Entwicklungen
No full textLehm selbst ist ein Baustoff mit zahlreichen Vorteilen (diffusionsoffen, wiederverwendbar, hohe Verfügbarkeit, geringe graue Emissionen, guter Schallschutz und hohe Dauerhaftigkeit bei fachgerechtem Einsatz), aber auch Grenzen in der Anwendbarkeit, die sich aus Schwund, begrenzter Lastaufnahme und hoher Wärmeleitfähigkeit (und damit geringer Wärmedämmwirkung) ergeben. Aus Lehm und damit aus Boden Wandbaustoff zu fertigen, funktioniert sowohl im Bereich des Trockenausbaus (Lehmbauplatten, Lehmputz) als auch des tragendes Mauerwerks sehr gut und gewinnt durch die kürzlich eingeführten Normen an neuem Aufschwung. Die tragende Stampflehmbauweise mit lokal ausgehobenem Material ist bedingt durch den hohen handwerklichen Aufwand bei gleichzeitigem Fachkräftemangel und erforderlichen Zustimmung im Einzelfall oder vorhabensbezogener Bauartgenehmigung kosten- und zeitintensiv. Dabei bringt sie bauphysikalisch und ökologisch häufig signifikante Vorteile im Vergleich zu konventionellen Bauweisen mit sich. Dieser Beitrag stellt daher anhand einer ausführlichen Literaturrecherche und eigenen Versuchen den Stand der Technik industrieller Lehmbaustoffe dar. Fokus des Beitrags liegt auf Möglichkeiten, die Stampflehmbauweise zu neuer und wirtschaftlicher Leistungsfähigkeit zu bringen
Is the Finnish grip tight enough? A manometric study of two manual perineal protection techniques
No full textComparison of etchants for corrosion-resistant stainless steels in medical engineering
No full textCorrosion-resistant stainless steels are widely used in medical engineering. Today, additive manufacturing techniques are also used for this purpose, in particular for implant steels. Additively processed materials sometimes react differently to etching than conventionally processed ones. The use of etchants for contrasting the microstructure must therefore be adapted. Chemical etching using V2A etchant, Murakami, and anhydrous Kalling solutions, as well as electrochemical etching using nitric acid, sodium hydroxide, and oxalic acid were performed. Etched samples made of conventionally processed X2CrNi-Mo17-12-2 were compared to samples manufactured using selective laser melting and sintering, and the optimal contrast was developed in each case. It can be shown that the different etchants reveal different microstructural constituents and that etchants must therefore be selected as a function of the application.Korrosionsbeständige Edelstähle werden vielfältig in der Medizintechnik eingesetzt. Dabei werden insbesondere bei Implantat-Stählen heute auch additive Fertigungstechniken angewandt. Additiv verarbeitete Materialien reagieren teilweise anders beim Ätzen als konventionell verarbeitete, weshalb der Einsatz von Ätzmitteln zur Gefüge-Kontrastierung adaptiert werden muss. Es wurde sowohl chemisch mit V2A-Beize, Murakami- und wasserfreier Kalling-Lösung geätzt, als auch elektrochemisch mit Salpetersäure, Natronlauge und Oxalsäure. Geätzte Proben aus konventionell verarbeitetem X2CrNiMo17-12-2 wurden mit Proben verglichen, die mittels selektivem Laserschmelzen und -sintern hergestellt wurden, und die jeweils optimale Kontrastierung entwickelt. Es kann gezeigt werden, dass die unterschiedlichen Ätzmittel verschiedene Gefügebestandteile hervorheben und somit je nach Anwendungsfall das jeweilige Ätzmittel ausgewählt werden muss
Übungsbuch Produktionswirtschaft : Planung, Steuerung und Industrie 4.0
No full textDieses Buch bietet Studierenden über 80 Übungsaufgaben und fünf Fallstudien inklusive ausführlicher Lösungen zu ausgewählten Themen der Produktionswirtschaft und Industrie 4.0. Jedes Kapitel enthält eine kurze Einleitung sowie zu erreichende Lernziele. Querverweise auf das Lehrbuch „Produktionswirtschaft“ von Kellner/Lienland/Lukesch erleichtern das Selbststudium und ermöglichen eine optimale Prüfungsvorbereitung. Die 3. Auflage wurde redigiert und um neue Rechenaufgaben sowie eine weitere Fallstudie zum Themenbereich Industrie 4.0 ergänzt
Bodenverklebungen - wie elektrische Ströme das Adhäsionsverhalten bindiger Böden beeinflussen
No full textIn der Bauausführung und Maschinentechnik sieht man sich immerwährend mit Haft- und Reibkräften zwischen Stahloberflächen und bindigen Böden konfrontiert. Im (Spezial-)tiefbau und auch im Tunnelbau führt die Adhäsionsneigung bindiger Böden an Aushubwerkzeugen zu massiven wirtschaftlichen Einbußen der jeweiligen Baumaßnahme und ist mit großem energetischem Aufwand für die Reinigung der Werkzeuge verbunden. In den vergangenen Jahren wurde über den Einsatz eines elektrischen Gleichspannungsfeldes eine vielversprechende Lösung diskutiert. In den ersten labortechnischen Untersuchungen konnte dabei ein Zusammenhang von elektrischen Gleichspannungsfeldern und Scher- und Zugwiderständen zwischen Stahloberflächen und bindigen Böden herausgearbeitet werden. Vor dem Hintergrund der Vorbehalte gegenüber elektrischen Strömen wurde innerhalb dieser vorgestellten Arbeit die Stromstärke auf ein Minimum reduziert. Es sollte unter definierten Rahmenbedingungen der minimal nötige Stromfluss herausgefunden werden, unter dem der gewünschte Effekt einer Adhäsionsreduktion eintritt. Bisher wurden ausschließlich die Effekte an der Kathode untersucht, ergänzend hierzu wurde in einer ersten Analyse der Einfluss des elektrischen Stroms auf die Scher- und Zugwiderstände an der Anode qualifiziert
Environmental life cycle assessment - determination of ecological sustainability potentials by AMC
No full textC09 aims to enhance the ecological sustainability of Additive Manufacturing in Construction (AMC) by quantifying and optimizing its environmental benefits through comprehensive Life Cycle Assessments (E-LCA) from cradle to cradle. This involves developing transparent Product Environmental Footprint Category Rules (PEFCR), identifying impactful reduction measures, and integrating circular design strategies to create durable, efficient, and reusable components. By incorporating these findings into Fabrication the environmental footprint of the building sector
It's Quick to be Square: Fast Quadratisation for Quantum Toolchains [Data set]
No full textMany of the envisioned use-cases for quantum computers involve optimisation processes. While there are many algorithmic primitives to perform the required calculations, all eventually lead to quantum gates operating on quantum bits, with an order as determined by the structure of the objective function and the properties of target hardware. When the structure of the problem representation is not aligned with structure and boundary conditions of the executing hardware, various overheads to degrade the computation may arise, possibly negating any possible quantum advantage.
Therefore, automatic transformations of problem representations play an important role in quantum computing when descriptions (semi-)targeted at humans must be cast into forms that can be executed on quantum computers. Mathematically equivalent formulations are known to result in substantially different non-functional properties depending on hardware, algorithm and detail properties of the problem. Given the current state of noisy-intermediate scale quantum hardware (NISQ), these effects are considerably more pronounced than in classical computing. Likewise, efficiency of the transformation itself is relevant because possible quantum advantage may easily be eradicated by the overhead of transforming between representations. In this paper we consider a specific class of higher-level representations (polynomial unconstrained binary optimisation problems), and devise novel automatic transformation mechanisms into widely used quadratic unconstrained binary optimisation problems that substantially improve efficiency and versatility over the state of the art. We also identify what influence factors of lower-level details can be abstracted away in the transformation process, and which details must be made available to higher-level abstractions
Experimental investigation of a small-scale continuous flow ohmic heating reactor for a highly effective conversion of renewable electricity surpluses into heat
No full textSector coupling is expected to play a decisive role as a key technology to realize the energy transition towards green energy supply. This work introduces, therefore, a comprehensive experimental study on a new power-to-heat system based on the continuous-flow, ohmic heating principle, which aims at utilizing renewable electricity in green processes. The ohmic heating technology, which is widely applied in the food industry, has been adapted and evaluated for delivering heat and domestic hot water to a single-family house. The introduced prototype is designed to convert renewable electricity into heat in the power range between 1000 and 3000 W with a typical electrical household installation (230 V, 50 Hz and 16 A fuse). A dedicated test rig has been developed and a comprehensive experimental campaign has been carried out to investigate the performance of the introduced system under typical operating conditions of a single-family house. Both the conversion efficiency and the dynamics of the thermal response of the introduced system have been assessed. It turned out that, the temperature lift between the return and supply of the reactor, and consequently, the conversion efficiency of electrical into thermal energy, are independent on the return temperature, for a fixed value of the volume flow rate of the electrolyte solution. A remarkable steady-state conversion efficiency of 97.5% has been measured. In addition, the dynamic response of the ohmic heating system has been found to be strongly dependent on the desired temperature lift. By an implemented controller, 95% of the steady state temperature lift of 44.5 K can be realized in 50 s, which marks an exceptionally rapid thermal response. The obtained results pave the way towards a field test study of the developed technology in a real household installation as well as to extend the focus on new fields such as green chemical processes
A modeling approach for capillary-driven flow of a wetting fluid in a rectangular open microchannel of arbitrary axisymmetric width profile
No full textMicrochips are intensively used in almost all nowadays electronic devices. With the continuous advancement of our technologies, they get smaller in size than ever before. They generate high-intensity heat loads that need to be transported effectively such that they may function properly. Heat pipes have proven to be very effective in transporting relatively large heat loads from miniature components. They are of seamless structure that involves a working fluid capable of evaporation and condensation at the working temperature of the electronic chips. The working fluid is derived to move from the condenser to the evaporator via multiple microgrooves using capillary forces. It is important that the condensate reaches the evaporator at a proper rate such that no dry-out or flooding occur. In this work, we are particularly interested in the case of capillary-driven flows in rectangular microchannels. A generalized model is developed that works for axe-symmetric rectangular channels of arbitrary, moderately varying width profiles. It also accounts for any contrast of viscosity between the liquid and the vapor under isothermal conditions. The model shows to reduce to the special case of imbibition in straight and uniform microchannels, for which comparisons with experimental and modeling works show an excellent match. Cases representing linearly and quadratically varying converging/diverging width profiles have been explored. It is found that the viscosity ratio has a significant influence on the rate at which the meniscus advances. The model also negates the common practice found in the literature of using the formula developed for imbibition rates in capillary tubes for rectangular microchannels by replacing the diameter of the tube with the hydraulic diameter. It is also found that the channel profile has an influential effect on the imbibition rates. For tapered microchannels, the capillary force increases along the channel length while it decreases for diverging ones. It is interestingly demonstrated that, for quadratically tapered microchannel, the speed of the meniscus increases towards the end of the microchannel compared with linearly varying microchannels. On the other hand, for diverging microchannels, the speed of the meniscus decreases due to the increase in the cross-sectional area. Computational fluid dynamics (CFD) analysis has been conducted to provide a framework for confirmation and verification for which very good match has been established, which builds confidence in the modeling approach
