"Maschinentechnik"
| Begriff | Maschinentechnik |
| Metakey | Studiengang/Studienrichtung (institution:field_of_study) |
| Typ | Keyword |
| Vokabular | HSLU |
54 Inhalte
- Seite 1 von 5
Startrampe ARIS
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
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- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
Name that can easily go onto 2 lines
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- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
Name that can easily go onto 2 lines
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- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
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- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Startrampe ARIS
Name that can easily go onto 2 lines
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- Titel
- Startrampe ARIS
- Autor/in
- Datierung
- 06.01.2019
- Beschreibung
- Startrampe ARIS
Diese Arbeit wurde für den Verein ARIS – Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz erstellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Startplattform für Forschungsraketen zu entwickeln und deren Funktionalität zu
verifizieren, um das Konzept anschliessend in Zusammenarbeit mit externen Partnern herzustellen.
In einem ersten Schritt wurden die Anforderungen an eine neue Startrampe genau untersucht. Aus den
gewonnenen Erkenntnissen ist ein umfangreicher Funktions- und Anforderungskatalog entstanden, der als
Grundlage für das neue Konzept dient.
Mit einem morphologischen Kasten wurden möglichst vielfältige Lösungsansätze gesucht und verglichen.
Daraus wurde ein Konzept zur weiteren Entwicklung ausgewählt.
Die entwickelte Lösung ist eine transportierbare Startrampe für Forschungsraketen. Durch einen modularen
Turmaufbau lassen sich Führungslängen von 1 – 5.2 m umsetzen. Die Elevation lässt sich im Bereich von 0-
15° per Handkurbel einstellen und fixieren. Durch den innovativen Aufbau lässt sich der Azimutwinkel 360°
stufenlos einstellen.
Für alle kritischen Bauteile wurde ein Festigkeitsnachweis gemacht, alle Bauteile haben die geforderten
Sicherheiten erfüllt. Die Standsicherheit der Plattform beträgt bei allen Betriebsfällen mindestens 6.
Launchpad ARIS
This thesis was written for the association ARIS - Akademische Raumfahrt Initiative Schweiz.
The goal of the thesis is to develop and verify a launch platform for research rockets, in order to subsequently
realise the concept in cooperation with external partners.
In a first step, the requirements for a new launch pad were examined in detail. Based on the gained
knowledge, a comprehensive catalogue of functions and requirements was drawn up, building the basis of the
newly designed condept.
A morphological box was used to search and compare as many approaches as possible. From this, one
concept was selected for further development.
The result is a transportable launch pad for research rockets. Thanks to a modular tower construction, guide
lengths of 1 - 5.2 m can be realized. The elevation can be adjusted and fixed in the range of 0-15° using a
hand crank. The innovative design allows for the azimuth angle to be infinitely adjusted 360°.
For all critical components a proof of strength has been made, all components have fulfilled the required
safety requirements. The stability of the platform is at least 6 in all operating cases.
- Startrampe ARIS
- Urheberrechtshinweis
- Balzarini Raffael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Modellierung von Sandwich Strukturen
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- Titel
- Modellierung von Sandwich Strukturen
- Autor/in
- Datierung
- 07.01.2019
- Beschreibung
- Sandwich-Strukturen werden überall dort eingesetzt, wo hohe Steifigkeiten bei gleichzeitig geringem Gewicht
gefordert sind. Dabei gibt es eine Vielzahl möglicher Materialkombinationen und Versagensarten. Die vorliegende
Bachelor-Thesis behandelt die lokalen Instabilitäten Facesheet Wrinkling, Intracell Buckling und Shear Core
Crimping bei Sandwich-Strukturen mit Composite-Deckschichten und Honigwaben-Kern. Ziel ist es, ein Finite-
Elemente-Modell zu entwickeln, mit welchem diese lokalen Versagensmoden vorhergesagt werden können. Dieses
Modell soll dann mittels geeigneten Versuchen validiert und mit analytischen Formeln aus der Literatur verglichen
werden. Eine vorangegangene Arbeit nahm sich dieser Thematik bereits an. Es gelang dort nicht durchgängig, die
lokalen Instabilitäten in den Versuchen herbeizuführen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse daraus dienten als
Grundlage für diese Arbeit.
Auch in dieser Arbeit gelang das Herbeiführen der lokalen Instabilitäten nicht über alle Versagensmoden hinweg.
Imperfektionen bei den hergestellten Proben und dickere Deckschichten als erwartet lieferten zum Teil
unzufriedenstellende Ergebnisse. Das erstellte Simulationsmodell lieferte für das Facesheet Wrinkling und Shear
Core Crimping eine gute Übereinstimmung mit den Berechnungsformeln. Das Intracell Buckling konnte in der
Simulation nicht herbeigeführt werden.
Sandwich structures are used wherever high stiffness and low weight are required. There are a variety of possible
material combinations and failure modes. This bachelor thesis deals with the local instabilities Facesheet
Wrinkling, Intracell Buckling and Shear Core Crimping in sandwich structures with composite face sheets and
honeycomb core. The goal is to develop a finite element model to predict these local failure modes. This model
should then be validated by suitable experiments and compared with analytical formulas from the literature. A
previous work has already adressed this issue. However, it did not consistently succeed in inducing the local
instabilities in the experiments. The knowledge gained from this previous thesis served as the basis for this work.
In this work too, the local instabilities could not be precipitated across all modes of failure. Imperfections in the
samples produced and thicker facings than expected yielded in partially unsatisfactory results. The created
simulation model provided a good agreement with the calculation formulas for the Facesheet Wrinkling and Shear
Core Crimping. Intracell buckling could not be achieved in the simulation.
- Sandwich-Strukturen werden überall dort eingesetzt, wo hohe Steifigkeiten bei gleichzeitig geringem Gewicht
- Urheberrechtshinweis
- Beeler Jan, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Evaluierung eines Direktkontaktlatentwärmespeichersystems mit biologisch abbaubaren Estern als Phasenwechselmaterialien
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Evaluierung eines Direktkontaktlatentwärmespeichersystems mit biologisch abbaubaren Estern als Phasenwechselmaterialien
- Autor/in
- Datierung
- 07.01.2019
- Beschreibung
- Das Thema dieser Arbeit handelt von der Verwendung eines biologisch abbaubaren Ester in einem Direktkontaktlatentwärmespeichersystem.
In der laufenden Energiewende steigt auch die Nachfrage nach nachhaltigen Ressourcen
und deren Verwendung in prozessoptimierenden Applikationen. Zu diesen gehören auch die Speichersysteme, welche
eine reversible Wärmespeicherung ermöglichen. Diese Art der Wärmespeicherung unterscheidet sich nicht nur
zwischen der sensiblen und latenten Wärmespeicherung, sondern auch in der Wärmeübertragungsart zwischen dem
Wärmeträgermedium und dem Speichermaterial. Der hier untersuchte Direktkontaktlatentwärmespeicher gehört
zu den latenten Wärmespeichern, bei denen die Wärmeübertragung an grossen Oberflächen innerhalb des Speichers
erfolgt. Umgesetzt wird dies, indem das Speichermedium innerhalb des Speichers in direktem Kontakt zum
Wärmeträgermedium steht und so eine Wärmeübertragung ermöglicht. Die Herausforderung in der Umsetzung
eines Direktkontaklatentwärmespeicher ist die Auswahl der geeigneten Medien. Diese müssen eine relative Dichtedifferenz,
keine Löslichkeit im anderen Medium sowie unterschiedliche Phasenwechseltemperaturen aufweisen.
Um diese Bedingungen und das Verhalten der Materialpaarung zu untersuchen, soll ein Konzept eines Direktkontaktlatentwärmespeichersystem
im Labormassstab erstellt werden. Das konzeptionierte System soll eine schnelle
Charakterisierung der thermischen Prozesse sowie eine optische Datenfassung der Trenn- und Mischprozesse innerhalb
des Speichers ermöglichen. Zusätzlich erfolgt eine Charakterisierung des biologisch abbaubaren Ester Methyl
Palmitat und die Prüfung dessen Verwendbarkeit als Speichermaterial. Neben dem Speichermaterial wird ein geeignetes
Wärmeträgermedium gewählt, damit bei der Realisierung des Konzeptes, ein passendes Materialpaar, für
angehende experimentelle Untersuchungen, zur Verfügung steht.
The topic of this thesis is the use of a biodegradable ester in a direct contact latent heat storage system. In the
ongoing energy transition, the demand for sustainable resources and their use in process-optimizing applications
is also increasing. These also include storage systems, which enable reversible heat storage. The method of heat
storage differs not only between sensitive and latent heat storage, but also in the heat transfer method between the
heat transfer medium and the storage material. The direct contact latent heat storage investigated here belongs
to the group of latent heat storages in which the heat transfer takes place on large surfaces within the storage.
This is achieved by the storage medium within the storage medium having direct contact with the heat transfer
medium and thus undergoing a heat transfer. The challenge in implementing a direct contact heat storage is the
selection of suitable medium. These must have a relative density difference, no solubility in the other medium and
different phase change temperatures. In order to investigate these conditions and the behaviour of the material
pairing, a concept of a direct contact latent heat storage system on a laboratory scale is to be developed. The
conceptualized system shall allow a fast characterization of the thermal processes as well as optical data acquisition
of the separation and mixing processes within the storage. Further, the biodegradable ester methyl palmitate is
characterized and tested as a storage material. In addition to the storage material, a suitable heat transfer medium
is selected in order to provide a suitable material pair for future experimental investigations.
- Das Thema dieser Arbeit handelt von der Verwendung eines biologisch abbaubaren Ester in einem Direktkontaktlatentwärmespeichersystem.
- Urheberrechtshinweis
- Birrer Daniel, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Latent storage for low temperature applications
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Latent storage for low temperature applications
- Autor/in
- Datierung
- 07.01.2019
- Beschreibung
- The Scottish company Sunamp Ltd produces latent thermal storage batteries in which heat or cold is stored using phase change materials (PCM). Sunamp manufactures a variety of batteries with storage temperatures from -5°C to 120°C. Sunamp together with the Lucerne University of Applied Sciences and Arts, have set themselves the goal of developing a latent storage system for cold storage at temperatures between -30°C and -5°C. For low temperature applications in this temperature range there is currently no product available on the market which uses latent storage. The most common way currently used for thermal cold storage at low temperatures, is sensible storage with water-glycol mixtures. The aim of this bachelor thesis is to find PCM which are suitable for use in a low-temperature latent storage.
At first a market analysis was carried out to find out at which temperatures a latent storage could be needed. Afterwards, materials were researched, and candidates were selected. At last the thermal properties of the selected materials were determined in various measurements and experiments.
In the market analysis it was investigated what temperatures are used in the food industry. It was found that temperatures between -30°C to -18°C are used for the transport, the storage and the retail of frozen food. Within this temperature range materials were researched with suitable phase change temperatures. The properties such as phase change enthalpy and toxicity of the found materials were compared, and the most suitable materials were selected for experimental analysis. The eight selected PCM candidates included three eutectic salt water solutions and five are organic compounds of different classes of materials. The selected eutectic water-salt solutions are aluminum nitrate solution (Al(NO3)3), Magnesium chloride solution (MgCl2), and sodium chloride solution (NaCl). The selected organic materials include 1,3-Dibromopropane, 1-Heptanol, n-Decane, Propionic acid and Nonaldehyde. DSC measurements, T-History experiments, and material compatibility experiments were performed with the selected materials. With the DSC measurements the phase change temperature, the melting enthalpy and the specific heat capacity were measured. With the help of the T-History experiment the subcooling could be determined and crystallization could be observed. With the material compatibility experiments, it was possible to determine how the materials behave in combination with copper, steel and aluminum. In addition, a setup was developed and constructed for future cycle stability measurements.
It was shown that the eutectic salt water mixtures have the best thermophysical properties such as enthalpy of fusion and specific heat, however they exhibit a poor compatibility with metals. The organic materials have good thermophysical properties. The organics have good compatibilities with aluminum. The compatibility with copper and steel depends on the material.
Die schottische Firma Sunamp Ltd verkauft und produziert thermische Wärmespeicher-Batterien in denen Wärme oder Kälte mit Phasenwechselmaterialien (PCM) gespeichert wird. Sunamp stellt verschiedene Batterien mit Speichertemperaturen von -5°C bis 120°C her. Sunamp zusammen mit der Hochschule Luzern haben sich das Ziel gesetzt einen Latent-speicher für Kältespeicherung im Temperaturbereich von -30°C bis -5°C zu entwickeln. Für Tieftemperaturanwendungen in diesem Temperaturbereich gibt es noch kein Produkt auf dem Markt, welches latente Speicherung verwendet. Zur Kältespeicherung im Tieftemperatur-bereich wird momentan hauptsächlich sensible Kältespeicherung mit Wasser-Glykol Mischungen eingesetzt. Ziel dieser Bachelor-Thesis ist es PCM zu finden welche für die Anwendung in einem Tieftemperatur Latentspeicher geeignet sind.
Als erstes wurde eine Marktanalyse durchgeführt um herauszufinden bei welchen Temperaturen ein Latentspeicher Anwendung finden könnte. Danach wurden Materialien recherchiert und geeignete Kandidaten wurden ausgewählt. Als letztes wurden die thermischen Eigenschaften der ausgewählten Materialien in verschiedenen Experimenten untersucht.
In der Marktanalyse wurden die Temperaturen in der Lebensmittelindustrie untersucht. Es konnte herausgefunden werden, dass für den Transport, die Lagerung und den Verkauf von tiefgekühlten Lebensmitteln Temperaturen im Bereich von -30°C bis -18°C verwendet werden. Von den Materialien die für diesen Temperaturbereich gefunden wurden, wurden acht ausgewählt die ungiftig sind, günstig sind und eine hohe Phasenwechselenthalpie aufweisen. Von den gewählten Materialien sind drei eutektische Salzwasser-Lösungen und fünf sind organische Verbindungen. Die ausgewählten eutektischen Salzwasser-Lösungen sind Aluminiumnitratlösung (Al(NO3)3), Magnesiumchloridlösung (MgCl2) und Natrium-chloridlösung (NaCl). Die ausgewählten organischen Materialien sind 1,3-Dibrompropan, 1-Heptanol, n-Decan, Propionsäure und Nonaldehyd. Mit den gewählten Materialien wurden DSC-Messungen, T-History Experimente und Materialverträglichkeits-Experimente durch-geführt. Durch DSC Messungen wurde die Phasenwechseltemperatur, die Schmelzenthalpie und die spezifische Wärmekapazität gemessen. Mithilfe des T-History-Experiments konnte das Subcooling bestimmt werden und die Kristallisation beobachtet werden. Mit den Material-verträglichkeits-Experimenten, konnte bestimmt werden wie die Materialien sich in Kombination mit Kupfer Stahl und Aluminium verhalten. Zusätzlich wurde ein Prüfstand für zukünftige Zyklenstabilitätsmessungen ausgelegt und aufgebaut.
Es zeigte sich, dass die eutektischen Salzwasser-Lösungen die besten thermophysikalischen Eigenschaften wie Phasenwechselenthalpie und spezifische Wärmekapizität aufweisen. Die Verträglichkeit der Salzwasser-Lösungen mit Metallen ist mangelhaft. Die organischen Verbindungen besitzen gute thermophysikalische Eigenschaften. Die Verträglichkeit mit Aluminium ist gut. Bei Kupfer und Stahl ist die Verträglichkeit von dem Material abhängig.
- The Scottish company Sunamp Ltd produces latent thermal storage batteries in which heat or cold is stored using phase change materials (PCM). Sunamp manufactures a variety of batteries with storage temperatures from -5°C to 120°C. Sunamp together with the Lucerne University of Applied Sciences and Arts, have set themselves the goal of developing a latent storage system for cold storage at temperatures between -30°C and -5°C. For low temperature applications in this temperature range there is currently no product available on the market which uses latent storage. The most common way currently used for thermal cold storage at low temperatures, is sensible storage with water-glycol mixtures. The aim of this bachelor thesis is to find PCM which are suitable for use in a low-temperature latent storage.
- Urheberrechtshinweis
- Kurmann David, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Automated customer profiling and usage splitting of electricity consumption with big data analytics (methods)
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Automated customer profiling and usage splitting of electricity consumption with big data analytics (methods)
- Autor/in
- Datierung
- 07.01.2019
- Beschreibung
- Currently, Switzerland is facing fundamental changes in its energy markets due to economic and technological
developments as well as political decisions at home and abroad. Of the approximately 60 terawatt hours of
electricity consumed annually in Switzerland, around 18 terawatt hours are consumed by private households (status
as of 2011) [1]. Thus, there is a widespread interest in the electrical consumption of buildings. For example, it
is of great interest to understand what purposes electricity is used for in order to set priorities for reducing its
consumption.
The total yearly electrical energy demand of buildings is currently predominately used for accounting purposes.
Thus, big data sets are potentially available. Within this thesis, two data sets for residential buildings in two
Swiss municipalities were analysed. The age-related segmentations of the buildings in the data sets were discovered
and visualized with bar graphs. In addition, the electrical energy demands were analysed and visualized with box
plots.
Additionally, the specific electrical energy demands with respect to energy reference areas were calculated and
visualized with empirical cumulative distribution functions. Furthermore, a new approach was used to divide
the distributions of the overall specific electrical energy demands into shares for appliances, space heating and
domestic hot water production. The outcomes obtained by using this method were compared with values from
existing surveys concerning the electricity consumption in typical households as well as with standard values for
domestic hot water demand. The comparison showed that the extracted heat demands tend to be too low. However,
the new approach seems promising in terms to extract different shares from the total yearly specific electrical energy
demand for buildings from big data sets. Further developments, based on this work, in terms of a comprehensive
analytical methods are required.
It is important to note that an improvement of the reliability of the method or an extension of the methods requires
additional data sources.
Die Schweiz steht derzeit aufgrund der wirtschaftlichen und technologischen Entwicklung sowie der politischen
Entscheidungen im In- und Ausland vor grundlegenden Veränderungen in den Energiemärkten. Von den rund
60 Terawattstunden Strom, die in der Schweiz jährlich verbraucht werden, entfallen ca. 18 Terawattstunden auf
private Haushalte (Stand 2011) [1]. Daher steht der Stromverbrauch der Privathaushalte im Zentrum des Interesses.
Eine zentrale Frage ist, für welche Zwecke der Strom verwendet wird, um Prioritäten für die Reduzierung des
Stromverbrauchs zu setzen.
Für die Elektrizitätsrechnung wird der jährliche elektrische Energiebedarf von Gebäuden berechnet. Daher existieren
sehr grosse Datensätze des elektrischen Energiebedarfs. Im Rahmen dieser Arbeit wurden zwei Datensätze
von zwei Schweizer Gemeinden analysiert. Die Altersstruktur der darin enthaltenen Gebäude wurde mit Balkendiagrammen
visualisiert. Zudem wurden die elektrische Energiebedarfe analysiert und mit Boxplots visualisiert.
Zusätzlich wurde der spezifische elektrische Energiebedarf in Bezug auf die Energiebezugsfläche berechnet und mit
empirischen kumulativen Verteilungsfunktionen visualisiert. Darüber hinaus wurde ein neuer Ansatz zur Aufteilung
der Verteilung des gesamten spezifischen elektrischen Energiebedarfs in Anteile für Geräte, Raumheizung und
Warmwasser angewendet. Die Ergebnisse der Methode wurden mit Werten aus bestehenden Erhebungen zum
Stromverbrauch in typischen Haushalten sowie mit Richtwerten für den Warmwasserbedarf verglichen. Der Vergleich
zeigte, dass die erhalten Wärmebedarfe tendenziell zu niedrig sind. Der neue Ansatz scheint jedoch vielversprechend
zu sein, um aus Datensätzen des jährlichen elektrischen Energiebedarfs von Gebäuden unterschiedliche
Anteile nach Nutzungszweck zu erhalten. Es sind weitere Entwicklungen erforderlich, um auf der Grundlage dieser
Arbeit eine umfassende Analysemethode zu entwickeln.
Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass für zuverlässigere Ergebnisse und für eine Weiterentwicklung der Methode
mehr Daten benötigt werden.
- Currently, Switzerland is facing fundamental changes in its energy markets due to economic and technological
- Urheberrechtshinweis
- Lötscher Damian, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 29.04.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Thermische Speicherfähigkeit von Gebäuden aus zeitaufgelösten Energieverbrauchsdaten
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Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Thermische Speicherfähigkeit von Gebäuden aus zeitaufgelösten Energieverbrauchsdaten
- Autor/in
- Datierung
- 05.07.2019
- Beschreibung
- In der vorliegenden Arbeit wird der Heizwärmebedarf aus Verbrauchszeitreihen von 40
Wärmepumpen aus verschiedenen Gebäuden ermittelt. Für die Separation des Heizwärmebedarfs
und des Brauchwarmwasserbedarfs existiert bereits ein teilweise funktionierendes
Verfahren, welches vom Verfasser geprüft worden ist. Anschliessend sind die
erfolgreich klassifizierten Objekte als Richtwert für die Entwicklung eines neuen Verfahrens
verwendet worden. Über ein Jahr lang ist der aufsummierte Heimwärmebedarf des
alten Verfahrens mit demjenigen des neuen verglichen worden. Daraus sind vielversprechende
Ergebnisse resultiert. Die Verbrauchsspuren weisen meist nur geringfügige Abweichungen
zueinander auf. Anschliessend ist aus dem extrahierten Heizwärmebedarf, mit
einem bereits entwickelten Simulationstool, ein Gebäudemodell erstellt worden. Obwohl
der Heizwärmebedarf aus den beiden Separationsverfahren nahezu identisch ist, erzeugt
das Simulationstool sehr unterschiedliche Gebäudemodelle.
In this paper, the heating demand is determined from consumption time series of 40
heat pumps from different buildings. For the separation of the heating demand and the
domestic hot water demand a partially functioning procedure already exists, which was
examined by the author. Subsequently, the successfully classified objects were used as a
guideline for the development of a new process. For more than a year, the total home
heating requirement of the old process was compared with that of the new one. The
results are promising. The traces of consumption usually show only minor deviations from
each other. Subsequently, a building model was created from the extracted heat demand
using a simulation tool that had already been developed. Although the heating demand
from the two separation processes is almost identical, the simulation tool generates very
different building models.
- In der vorliegenden Arbeit wird der Heizwärmebedarf aus Verbrauchszeitreihen von 40
- Urheberrechtshinweis
- Ulrich Michael, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 18.05.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Thermische Energiespeicher und Tourismus
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- Titel
- Thermische Energiespeicher und Tourismus
- Untertitel
- ein interdisziplinäres Projekt zur nachhaltigen Nutzung von Eisflächen
- Autor/in
- Datierung
- 04.06.2019
- Beschreibung
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der thermischen Nutzung von Seen als offenen Latent-Wärmespeicher. Dies erfolgt durch eine Machbarkeitsstudie anhand des Bergsees Obersee in Arosa, Kanton Graubünden. Da in der Schweiz Energie verhältnismässig günstig ist, ist es für Betreiber von Energie-Infrastrukturen wie Kraftwerke oder Leitungen schwierig, ihre Anlagen zu amortisieren. Aus diesem Kontext soll ein neuer Weg gegangen und ein Mehrfachnutzen generiert werden. Wird der Obersee im Winter als Eisspeicher genutzt, kann man daraus einerseits Heizwärme gewinnen und andererseits kann die Eisfläche im Winter touristisch genutzt werden. Mangels stabiler Eisdecke kommt es immer wieder vor, dass der Obersee nicht zur Begehung freigegeben werden kann. Die Klimaerwärmung weist auch in Zukunft nicht auf Besserung.
Zu Beginn der Arbeit wird das offene, natürliche System «Obersee» abgegrenzt und die saisonalen Energieflüsse au Grundlage der meteorologischen CH2018-Modelldaten betrachtet. Diese natürlichen Energieflüsse werden mit Matlab simuliert, woraus unter anderem Eis- und Schneeverlauf ersichtlich sind. Auf Grundlage dessen soll das Wärmepotenzial des Obersees heute und in Zukunft abgeschätzt werden. Es werden mehrere Möglichkeiten zur technischen Umsetzung diskutiert. Der Fokus liegt dabei auf geschlossenen Primärkreisläufen, bei welchen die Wärmeübertragung im See über einen Solekreislauf stattfindet. Schlussendlich wird auf den Nutzen und Aufwand des Projekts aus Sicht von allen betroffenen Parteien hingewiesen und eine Empfehlung zur Realisierung abgegeben.
Der Obersee hat ein Wärmepotenzial von ungefähr 3 MW und ist für eine Niedertemperatur-Anwendung geeignet. Mit der thermischen Nutzung kann auch in Zukunft, sicherlich bis Ende des Jahrhunderts, eine begehfähige Eisschicht sichergestellt werden. Eine technische Umsetzung mittels geschlossenem Primärkreislauf ist jedoch unrealistisch. Das Verhältnis von Aufwand zu Nutzen steht in keinem Verhältnis, da sich bereits die Materialkosten für den Primärkreislauf auf mehrere Millionen Franken belaufen. Die nötige Wärmeübertragungsfläche und der Druckverlust der Soleströmung werden sehr hoch. Denkbar ist eine Umsetzung mittels offenem Primärkreislauf, ähnlich der bereits bekannten, thermischen Nutzung von Seen im sensiblen Bereich. Dabei würde das Seewasser direkt zur Wärmepumpe gepumpt und die Wärme dort auf den Verdampfer übertragen. Durch den Wassereinlauf in der obersten Schicht des Sees entsteht eine erzwungene Konvektion, deren Einfluss auf die Eisbildung unklar ist. Dies muss in einem nächsten Schritt abgeklärt werden.
The bachelor thesis deals with the thermal use of lakes as open latent heat storages. This is done by means of
a feasibility study on the mountain lake Obersee in Arosa, canton Graubünden (Switzerland). Since energy is
relatively cheap in Switzerland, it is difficult for operators of energy infrastructures such as power plants or
pipelines to amortize their facilities. From this context, a new path should be taken and multiple benefits
generated. If the Obersee is used as an ice storage in winter, it can be used to generate heat on the one hand
and the ice surface can be used for tourism in winter on the other. Due to the lack of a stable ice cover, it
happens again and again that the Obersee cannot be opened for walking. Global warming will not improve in
the future either.
At the beginning of the work, the open, natural system "Obersee" is delimited and the seasonal energy flows
are considered on the basis of the meteorological CH2018 model data. These natural energy flows are
simulated with Matlab, which shows, among other things, the course of ice and snow. On the basis of this, the
heat potential of the Obersee is to be estimated today and in the future. Several possibilities for technical
implementation will be discussed. The focus here is on closed primary cycles in which the heat transfer in the
lake takes place via a brine cycle. Finally, the benefits and costs of the project from the point of view of all
parties concerned will be pointed out and a recommendation for implementation will be made.
Obersee has a heat potential of approximately 3 MW and is suitable for low-temperature applications.
Thermal utilisation will also ensure a walk-in ice layer in the future, certainly by the end of the century.
However, a technical implementation by means of a closed primary circuit is unrealistic. The cost-benefit
ratio is disproportionate, as the material costs for the primary circuit already amount to several million francs.
The required heat transfer area and the pressure loss of the brine flow become very high. An implementation
by means of an open primary cycle is conceivable, similar to the already known thermal use of lakes in
sensitive areas. The lake water would be pumped directly to the heat pump and the heat would be transferred
to the evaporator. The water inlet in the uppermost layer of the lake causes forced convection, the influence
of which on ice formation is unclear. This must be clarified in a next step.
- Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der thermischen Nutzung von Seen als offenen Latent-Wärmespeicher. Dies erfolgt durch eine Machbarkeitsstudie anhand des Bergsees Obersee in Arosa, Kanton Graubünden. Da in der Schweiz Energie verhältnismässig günstig ist, ist es für Betreiber von Energie-Infrastrukturen wie Kraftwerke oder Leitungen schwierig, ihre Anlagen zu amortisieren. Aus diesem Kontext soll ein neuer Weg gegangen und ein Mehrfachnutzen generiert werden. Wird der Obersee im Winter als Eisspeicher genutzt, kann man daraus einerseits Heizwärme gewinnen und andererseits kann die Eisfläche im Winter touristisch genutzt werden. Mangels stabiler Eisdecke kommt es immer wieder vor, dass der Obersee nicht zur Begehung freigegeben werden kann. Die Klimaerwärmung weist auch in Zukunft nicht auf Besserung.
- Urheberrechtshinweis
- Püntener Patrizia, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 19.05.2020
- Übergeordnete Sets
- 1