"Maschinentechnik"
| Begriff | Maschinentechnik |
| Metakey | Studiengang/Studienrichtung (institution:field_of_study) |
| Typ | Keyword |
| Vokabular | HSLU |
54 Inhalte
- Seite 1 von 5
Validierung der a-Wert Formel für Wärmeübertragerkennlinien durch Experimente
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- Titel
- Validierung der a-Wert Formel für Wärmeübertragerkennlinien durch Experimente
- Autor/in
- Datierung
- 08.06.2020
- Beschreibung
- Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der experimentellen Validierung der a-Wert Methode am NODES-Prüfstand. Der sogenannte a-Wert wird in der Gebäudetechnik verwendet, um die grafische Darstellung der Wärmeübertragerkennlinie, welche unter anderem zur optimalen Dimensionierung des Regulierventils benötigt wird, zu vereinfachen. Der a-Wert kann unter gewissen Bedingungen mathematisch hergeleitet werden, für die anderen Fälle wurde ein empirischer Korrekturfaktor eingeführt, jedoch ist aus der Literatur nicht ganz ersichtlich, wie dieser Faktor bestimmt wurde. Aus diesem Grund wurde zuvor ein Simulationsmodell in Modelica entwickelt, welches im Rahmen dieser Arbeit anhand von experimentellen Daten an einem Plattenwärmeübertrager validiert wurde. Diese Versuche wurden am NODES-Prüfstand vom Zentrum für integrale Gebäudetechnik (ZIG) an der Hochschule Luzern in Horw durchgeführt. Dazu wurden die zwei nicht mathematisch herleitbaren Fälle, Mengenregelung Vorwärmer und Mengenregelung Nachwärmer im Detail analysiert. Das Ergebnis dieser Arbeit bestätigt, dass das Modell die reale Wärmeübertragerkennlinie besser abbilden kann als die einfache a-Wert-Formel. Der f- Faktor scheint jedoch keine Konstante zu sein und wurde mit dem validierten Simulationsmodell näher für den Fall des Nachwärmers untersucht. Daraus folgt, dass der f-Korrekturfaktor in einem gewissen Bereich in Abhängigkeit vom a-Wert (berechnet ohne Korrekturfaktor) ist. Es wird vorgeschlagen, die Simulation auf die Wasser/Luft-Wärmeübertragung auszuweiten.
This bachelor thesis deals with the experimental validation of the “a-value method” on the NODES-Laboratory. The so-called “a-value” is used in building technology to simplify the graphical representation of the heat transfer characteristic, which is required, among other things, for the optimal dimensioning of the control valve. The a-value can be derived mathematically under certain conditions; an empirical correction factor f was introduced for the other cases, but it is not entirely clear from literature how this factor was determined. For this reason, a simulation model was previously developed in Modelica, which was validated as part of this thesis using experimental data on a plate heat exchanger. These tests were carried out on the NODES-Laboratory at the Center for Integral Building Technology (ZIG) at the Lucerne University of Applied Sciences in Horw. For this purpose, the two cases that cannot be derived mathematically, the volume-controlled hydraulic circuit with a preheater and the volume-controlled hydraulic circuit with a reheater were analyzed in detail. The result of this thesis confirms that the model can depict the real heat transfer characteristic better than the simple a-value method. However, the f factor does not appear to be a constant and was examined in more detail for the case of the reheater using the validated simulation model. It follows that the f factor is in a certain range depending on the a-value (calculated without the f factor). It is proposed to extend the simulation to water/air heat transfer.
- Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der experimentellen Validierung der a-Wert Methode am NODES-Prüfstand. Der sogenannte a-Wert wird in der Gebäudetechnik verwendet, um die grafische Darstellung der Wärmeübertragerkennlinie, welche unter anderem zur optimalen Dimensionierung des Regulierventils benötigt wird, zu vereinfachen. Der a-Wert kann unter gewissen Bedingungen mathematisch hergeleitet werden, für die anderen Fälle wurde ein empirischer Korrekturfaktor eingeführt, jedoch ist aus der Literatur nicht ganz ersichtlich, wie dieser Faktor bestimmt wurde. Aus diesem Grund wurde zuvor ein Simulationsmodell in Modelica entwickelt, welches im Rahmen dieser Arbeit anhand von experimentellen Daten an einem Plattenwärmeübertrager validiert wurde. Diese Versuche wurden am NODES-Prüfstand vom Zentrum für integrale Gebäudetechnik (ZIG) an der Hochschule Luzern in Horw durchgeführt. Dazu wurden die zwei nicht mathematisch herleitbaren Fälle, Mengenregelung Vorwärmer und Mengenregelung Nachwärmer im Detail analysiert. Das Ergebnis dieser Arbeit bestätigt, dass das Modell die reale Wärmeübertragerkennlinie besser abbilden kann als die einfache a-Wert-Formel. Der f- Faktor scheint jedoch keine Konstante zu sein und wurde mit dem validierten Simulationsmodell näher für den Fall des Nachwärmers untersucht. Daraus folgt, dass der f-Korrekturfaktor in einem gewissen Bereich in Abhängigkeit vom a-Wert (berechnet ohne Korrekturfaktor) ist. Es wird vorgeschlagen, die Simulation auf die Wasser/Luft-Wärmeübertragung auszuweiten.
- Urheberrechtshinweis
- Hehnen Larissa, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 02.12.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Dosiervorrichtung für den Crêpe Roboter
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- Titel
- Dosiervorrichtung für den Crêpe Roboter
- Autor/in
- Datierung
- 08.06.2020
- Beschreibung
- Für die Hochschule Luzern - Technik und Architektur, wurde ein Automat zur Herstellung von
Crêpes entwickelt. Dieser Crêpe Roboter sollte bei Ausstellungen und Besichtigungen der
Hochschule, Besucher und Interessenten die verschiedenen Möglichkeiten der Technik
kulinarisch näherbringen.
Es gibt bereits Konzepte zur Füllung der Crêpes aus früheren Arbeiten. Dabei gehört
Schokolade und Marmelade zu den bevorzugten Füllungen. In dieser Bachelorarbeit wird eine
optimale Lösung erarbeitet werden, für die Einbindung der Konzepte in den Crêpe Roboter.
Dabei liegt der liegt der Fokus auf einem einheitlichen System, sowie der Kompaktheit,
Sauberkeit und dem hygienischen Lebensmittelstandart.
Die Füllung wird in einem Zylinder mit einem Kolben ausgestossen. Die Hubbewegung
übernimmt ein Schrittmotor und ein Teleskopgewinde. Dadurch kann der Platz besser
ausgenutzt werden. Unten wird der Ausstoss durch Entenschnabel Ventile kontrolliert, welches
auch als Anti-Tropfsystem dient. Damit wird die Sauberkeit des Systems möglichst
gewährleistet.
Der Dosiervorgang wird durch ein Mikrocontroller gesteuert, welcher durch eine spezifisch
hergestellte Leiterplatte mit den Endschaltern, Schrittmotorentreiber, Taster und LEDs
verbunden ist. Das Dosieren kann durch ein Signaleingang oder durch das manuelle Betätigen
des Tasters gestartet werden. Das Aus- und Einfahren wird durch zwei Endschalter begrenzt.
Die Energiezufuhr wird durch drei Federkontakte und einem Step-down ermöglicht. Die
Signalübertragung vom Programm des Crêpe Roboters zu dem Dosiergerät geht über einen
Spannungsteiler zum Mikrocontroller.
Für die Schokolade wird vor der Düse eine Heizung benötigt. Diese wird durch einen
Aluminium Einsatz mit zwei Heizköpfen von je 40 Watt realisiert. Die nötige Leistung wird
vom Mikrocontroller durch ein Mosfet direkt mit 24Volt gesteuert.
Damit sich bei den Düsen bei der maximalen Füllmenge von 1.5 Liter Konfitüre keine Tropfen
durch ihr Eigengewicht bilden, wurde ein drehbarer Verschluss konstruiert.
For the Lucerne University of Applied Sciences and Arts - Technology and Architecture, an
automatic machine for making crêpes was developed. This crêpe robot was to be used at
exhibitions and tours of the university as well as partners of the project, to give visitors and
interested parties a culinary understanding of the various possibilities with a robot.
There are concepts from earlier works, which process the step of filling the crêpes. For the
filling chocolate and jam are possible. In this work the optimal solution for the integration of
the concepts into the crêpe robot should be worked out. The focus should be on a uniform
system, for jam and chocolate, as well as cleanliness and compactness.
The filling is ejected in a cylinder with a piston. The movement is performed by a stepper motor
and a telescopic thread. Thus, the space can be better utilized. At the bottom, the output is
controlled by duckbill valves, which also serve as an anti-drippling system. This ensures that
the system is as clean as possible.
The dosage process is controlled by Microcontroller, which is connected to the limit switches,
stepper motor drivers, push buttons and LEDs by a specially manufactured printed circuit board.
The dosage can be started by a signal input or by manually pressing the button. Limiting the
extension and retraction is limited by two limit switches. The energy supply is enabled by three
spring contacts and one step-down converter. The signal transmission from the program of the
crêpe robot to the dosing unit goes via a voltage divider to the Microcontroller.
For the chocolate, a heater is required in front of the nozzle. This is implemented by an
aluminium insert with two heating heads of 40 watts each. The necessary power is controlled
by the Microcontroller through a Mosfet directly with 24V.
To prevent the nozzles from forming drops due to their own weight at the maximum filling
quantity of 1.5 litres of jam, a rotating closure was designed.
- Für die Hochschule Luzern - Technik und Architektur, wurde ein Automat zur Herstellung von
- Urheberrechtshinweis
- Niederberger Christoph, Hochschule Luzern
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 02.12.2020
- Übergeordnete Sets
- 1
Numerische und experimentelle Untersuchung des Druckabfalls um Zylinder im Festbett
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- Titel
- Numerische und experimentelle Untersuchung des Druckabfalls um Zylinder im Festbett
- Autor/in
- Datierung
- 09.01.2021
- Beschreibung
- Die zunehmende Produktion von variablen erneuerbaren Energien erfordert die Integration von kompakten
thermischen Speichersystemen. Eine beliebte Option mit geringem Platzbedarf und hoher Kapazität sind
Latentwärmespeicher. Ihre hohe volumenspezifische Wärmekapazität wird durch die Verwendung von
Phasenwechselmaterialien (PCMs) als Speichermaterial erreicht. Es gibt verschiedene Bauformen für
Latentwärmespeicher, wie z. B. Direktkontakt [1], Wärmetauscher [2] oder makroverkapseltes PCM [3]. Für
letzteres ist eine geeignete Kapselgeometrie entscheidend für die Eigenschaften des Speichersystems.
In dieser Arbeit wird der Einfluss der Kapselgeometrie auf den Druckabfall durch analytische, numerische
und experimentelle Verfahren untersucht. Ziel ist es, ein numerisches Verfahren zu finden, mit welchem der
Druckverlust über verschiedene Festbettkonfigurationen bestimmt werden kann. Dazu wurden zwei
Festbettkonfigurationen, bestehend aus Zylindern mit jeweils unterschiedlichen Höhen-zu-Durchmesser-
Verhältnissen, h/d = 1 und h/d = 2.5 erstellt. Für numerische Simulationen wurden die Festbetten durch CTScans
mit dem CT-System d2 von Diondo digitalisiert. Zusätzlich wurden Festbetten mit identischen
Parametern in der 3D-Grafiksuite Blender erstellt.
Zuerst wurde der Druckgradient mit der Ergun-Gleichung berechnet. Für die Strömungssimulation wurden
die drei Programme VGSTUDIO, GeoDict und coupledNumerics verwendet. VGSTUDIO und GeoDict
benötigen als Geometrie-Input nur eine STL-Datei. Für die Simulation in coupledNumerics muss zuerst ein
Netz erstellt werden. Für die Netzgenerierung wurde, der in OpenFOAM enthaltene Netzgenerator,
snappyHexMesh verwendet.
Für die Validierung der Resultate von der Ergun-Gleichung und den Strömungssimulationen wurden
Experimente durchgeführt. Der dafür erstellte Experimentaufbau ist so konzipiert, dass Festbetten mit
verschiedenen Höhen aufgenommen und auf dem CT-System vermessen werden können. Der Vergleich zeigt eine Diskrepanz zwischen den Resultaten der Ergun-Gleichung und des Experiments.
Die Resultate von VGSTUDIO und GeoDict zeigen, dass ein anderer Solver benutzt werden muss, um
repräsentative Ergebnisse zu bekommen. CoupledNumerics liefert von allen numerischen Methoden die
plausibelsten Resultate. Allerdings sollte die Netzgenerierung optimiert werden.
Diese Arbeit zeigt, dass eine Simulation der Strömung durch ein Festbett aufgrund der komplexen Geometrie
grosse Schwierigkeiten mit sich bringt. Für zukünftige Arbeiten sollte die Verwendung von coupledNumerics
weiterverfolgt werden.
The increasing production of variable renewable energies necessitates the integration of compact thermal
storage systems. A popular option with a small footprint and high capacity are latent heat storage systems.
Their high volume-specific heat capacity comes from the utilization of phase change materials (PCMs) as the
storage material. There are several designs for latent heat storage systems, such as direct contact [1], heat
exchanger [2] or (macro-) encapsulated PCM [3], etc. When operating the latter, a suitable capsule geometry
is critical for the performance of the storage system.
In this study, the influence of the capsule geometry on the pressure drop is investigated by analytical,
numerical and experimental methods. The aim is to find a numerical method with which the pressure drop
can be determined over different packed-bed configurations. For this purpose, two packed-bed configurations
consisting of cylinders with different height-to-diameter ratios, h/d = 1 and h/d = 2.5, were created. For
numerical simulations, the fixed beds were digitised by CT scans with the CT system d2 from Diondo.
Additionally, fixed beds with identical parameters were created in the 3D graphic suite Blender.
First, the pressure gradient was calculated using the Ergun equation. For the flow simulation, the three
programmes VGSTUDIO, GeoDict and coupledNumerics were used. VGSTUDIO and GeoDict only require
an STL file as geometry input. For the simulation in coupledNumerics, a mesh must first be created. For the
mesh generation, the mesh generator snappyHexMesh, which is included in OpenFOAM, was used.
Experiments were carried out to validate the results of the Ergun equation and the flow simulations. The
experimental setup created for this purpose is designed in such a way that packed beds with different heights
can be used for experiments and measured on the CT system.
The comparison shows a discrepancy between the results of the Ergun equation and the experiment. The
results of VGSTUDIO and GeoDict show that a different solver must be used to get representative results.
CoupledNumerics provides the most plausible results of all numerical methods. However, the mesh
generation should be optimised.
This work shows that a simulation of the flow through a packed bed presents great difficulties due to the
complex geometry. For future work, the use of coupledNumerics should be pursued.
- Die zunehmende Produktion von variablen erneuerbaren Energien erfordert die Integration von kompakten
- Urheberrechtshinweis
- Fenk Benjamin, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 19.05.2021
- Übergeordnete Sets
- 1
Simulationsmodell für einen Feldroboter
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- Titel
- Simulationsmodell für einen Feldroboter
- Autor/in
- Datierung
- 04.01.2021
- Beschreibung
- Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen der Bachelor-Thesis im Studiengang Maschinentechnik an der
Hochschule Luzern, Technik und Architektur, erarbeitet. Sie befasst sich mit der Entwicklung eines
Simulationsmodells für einen Feldroboter. Im Fokus der Modellierung stand ein fahr- und lenk-bares Modell
auf unebenem Terrain, an welchem anschliessend nichtlineare Leistungsgrenzen des Roboters, wie die der
Traktion untersucht werden sollte. Als Basis für die Modellentwicklung diente der Aufsitzmäher «AS 940
Sherpa 4WD» der Firma AS Motor. Die Diplomarbeit ist ein Teilprojekt des Projektes «ARAWEX - A
Rather Advanced Weed Exterminator», einer Initiative der Hochschule Luzern, welche eine pestizidfreie und
nachhaltige Entfernung von Unkraut auf landwirtschaftlichem Boden durch einen autonomen Roboter
ermöglichen soll.
Das Simulationsmodell wurde mit der Software Python 3.8.3 erstellt. Dazu wurde in einem ersten Schritt
nach vorhandenen Simulationen recherchiert, um bei Bedarf bestimmte Aspekte einfliessen lassen zu können.
Anschliessend wurde ein Basismodell erstellt, welches sich anhand einer Leistung und einem Lenkwinkel
bewegen und steuern lässt. Somit können Daten zur Beschleunigung, der Ge-schwindigkeit und der Position
generiert werden. Neben dem Basismodell wurde ein erster Ansatz eines Traktionsmodells entwickelt. Es
beruht auf dem Prinzip des Kamm’schen Kreises und zeigt Grenzwerte durch den Einfluss der äusseren
Kräfte auf. Das Simulationsprogramm wurde schliesslich anhand verschiedener Szenarien validiert.
Das Ergebnis der Arbeit ist somit ein Simulationsmodell, mit welchem sich erste Daten generieren lassen,
jedoch im Bereich der Programmierung noch Verbesserungspotential aufweist. Es bildet ein erstes Modell,
welches in weiteren Schritten immer weiter verfeinert und verbessert werden kann.
This dissertation was developed as part of the Bachelor's thesis in the Mechanical Engineering course at the
Lucerne University of Applied Sciences and Arts, Engineering and Architecture. It deals with the
development of a simulation model for a field robot. The model's focus was a driveable and steer-able model
on uneven terrain, where non-linear performance limits of the robot such as traction were to be investigated.
The ride-on mower "AS 940 Sherpa 4WD" from AS Motor served as the basis for the model development.
The diploma thesis is a subproject of the project "ARAWEX - A Rather Ad-vanced Weed Exterminator", an
initiative of the Lucerne University of Applied Sciences and Arts, which aims to enable a pesticide-free and
sustainable removal of weeds from agricultural soil by an autonomous robot.
The simulation model was created by using Python 3.8.3 software. In a first step, existing simulations to
include certain aspects if required were researched. Subsequently, a basic model was created, which can be
moved and controlled based on power and a steering angle. Thus, data on acceleration, speed and position
can be generated. In addition to the basic model, the first approach of a traction model was developed. The
traction model is based on Kamm's circle and shows limit values due to external forces' influence. Finally, the
simulation program was validated by using different scenarios.
The result of this thesis is a simulation model that can generate initial data. However, the programming part
of this thesis is not in final state. It is only a first model, which can be refined and improved in further steps.
- Die vorliegende Arbeit wurde im Rahmen der Bachelor-Thesis im Studiengang Maschinentechnik an der
- Urheberrechtshinweis
- Omlin Manuel, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 26.05.2021
- Übergeordnete Sets
- 1
«variable-rate Application» System für das SBB Heisswasser Spritzfahrzeug
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- Titel
- «variable-rate Application» System für das SBB Heisswasser Spritzfahrzeug
- Autor/in
- Datierung
- 11.06.2021
- Beschreibung
- Diese Bachelor-Thesis beschäftigt sich mit der «variable-rate Application» und deren Einsatz auf den Gleisen. Der Industriepartner ist die SBB. Für sie wurde das Opensourceprojekt AgOpenGPS analysiert und bewertet. Die Thesis vertieft sich in der Analyse der Software, die «variable-rate Application» beinhaltet. Dabei wird herausgearbeitet, ob die Software einsetzbar ist und wo Verbesserungspotential besteht. Um dies systematisch zu machen, wird mit Lösungskonzepten und in unterschiedlichen Phasen gearbeitet. Die Lösungskonzepte bewegen sich zwischen «Software selbst neu programmieren» und «Software unverändert einsetzen». In der ersten Phase wird die Software unverändert beurteilt. In der zweiten Phase wird der Quellcode analysiert. Resultierend aus den Erkenntnissen aus Phase eins und zwei wird der SBB empfohlen, eine eigene Software zu schreiben. In der dritten Phase wird das Laden einer Karte genauer analysiert, um weitere Erkenntnisse für die eigene Software zu erhalten. Am Ende befindet sich ein Ausblick für die Zukunft mit weiteren Erkenntnissen.
This bachelor thesis deals with the "variable-rate application" and its use on the tracks. The industry partner is the SBB. The open source project AgOpenGPS was analysed and evaluated for them. The thesis delves into the analysis of the software that contains the "variable-rate application". It will be worked out whether the software can be used and where there is potential for improvement. In order to do this systematically, we work with solution concepts and in different phases. The solution concepts range between "reprogramming the software yourself" and "using the software unchanged". In the first phase, the software is assessed unchanged. In the second phase, the source code is analysed. As a result of the findings from phases one and two, SBB is recommended to write its own software. In the third phase, the loading of a map is analysed in more detail to gain further insights for the own software. At the end, there is an outlook for the future with further insights.
- Diese Bachelor-Thesis beschäftigt sich mit der «variable-rate Application» und deren Einsatz auf den Gleisen. Der Industriepartner ist die SBB. Für sie wurde das Opensourceprojekt AgOpenGPS analysiert und bewertet. Die Thesis vertieft sich in der Analyse der Software, die «variable-rate Application» beinhaltet. Dabei wird herausgearbeitet, ob die Software einsetzbar ist und wo Verbesserungspotential besteht. Um dies systematisch zu machen, wird mit Lösungskonzepten und in unterschiedlichen Phasen gearbeitet. Die Lösungskonzepte bewegen sich zwischen «Software selbst neu programmieren» und «Software unverändert einsetzen». In der ersten Phase wird die Software unverändert beurteilt. In der zweiten Phase wird der Quellcode analysiert. Resultierend aus den Erkenntnissen aus Phase eins und zwei wird der SBB empfohlen, eine eigene Software zu schreiben. In der dritten Phase wird das Laden einer Karte genauer analysiert, um weitere Erkenntnisse für die eigene Software zu erhalten. Am Ende befindet sich ein Ausblick für die Zukunft mit weiteren Erkenntnissen.
- Urheberrechtshinweis
- Düggeli Jonas, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 15.12.2021
- Übergeordnete Sets
- 1
Konzept eines Systems zum Antreiben und Kontrollieren eines Sprüharmes in einer Reinigungsanlage
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- Titel
- Konzept eines Systems zum Antreiben und Kontrollieren eines Sprüharmes in einer Reinigungsanlage
- Autor/in
- Datierung
- 11.06.2021
- Beschreibung
- Die vorliegende Bachelorarbeit zeigt die Entstehung einer möglichen Lösung für die Sprüharmkontrolle
in einer Reinigungsanlage. Das Projekt wird zusammen mit der Firma Belimed Life Science als Industriepartner
erarbeitet. Ziel dieser Arbeit ist es ein System zu entwickeln, das die Drehgeschwindigkeit
und Drehrichtung von Sprüharmen in einer Reinigungsanlage steuer- und regelbar macht. Die Anlagen,
für die das System entwickelt wird, kommen hauptsächlich für die Reinigung von pharmazeutischen
Gerätschaften zum Einsatz.
Mit Hilfe eines Brainstormings und Recherchearbeiten werden mögliche Lösungen übersichtlich in verschiedenen
morphologischen Kästen dargestellt. Durch Diskussionen mit Fachleuten der Firma Belimed
Life Science und einer Nutzwertanalyse werden die weniger geeigneten Lösungen Schritt für
Schritt aussortiert. Die Schlussentscheidung des zu entwickelnden Konzeptes wird schliesslich durch
Vorversuche gestützt um die Praxistauglichkeit von Anfang an mitbeurteilen zu können.
Der Lösungsvorschlag für die vorhandene Problemstellung besteht aus dem Antrieb des Sprüharmes
mit Hilfe eines Wasserrades. Dieses wird durch dasselbe Wasser angetrieben, das auch für die Reinigung
verwendet wird. Dadurch sind keine zusätzlichen Betriebsmittel nötig und die Anforderungen
bezüglich Temperatur- und Wasserbeständigkeit können erfüllt werden. Die Drehzahl des Wasserrades
und somit des Sprüharmes kann über proportionale Stromventile stufenlos eingestellt werden.
Durch die unterschiedliche Anordnung der Wasserdüsen für das Antriebswasser kann die Drehzahl
während des Betriebes umgekehrt werden.
Das entwickelte Konzept wird mit Hilfe eines Funktionsmodells auf ihre Funktionen und Tauglichkeit
geprüft. Der dazu gehörende Testbericht liegt in dieser Arbeit aus Zeitgründen nicht vor. Er wird jedoch
nachgereicht und als separates Dokument angefügt.
This bachelor thesis shows the development of a possible solution for spray arm control in a cleaning
plant. The project is being developed together with the company Belimed Life Science as an industrial
partner. The aim of this work is to develop a system that makes the rotational speed and direction of
spray arms in a cleaning plant controllable and adjustable. The plants for which the system is being
developed are mainly used for cleaning pharmaceutical equipment.
With the help of brainstorming and research work, possible solutions are clearly presented in various
morphological boxes. Through discussions with representatives of Belimed Life Science and a utility
analysis, the less suitable solutions are sorted out step by step. The final decision of the concept to be
developed is finally supported by preliminary tests in order to be able to assess the practicability from
the beginning.
The proposed solution for the existing problem consists of driving the spray arm with the help of a
water wheel. This is driven by the same water that is used for cleaning. This means that no additional
operating materials are required and the requirements regarding temperature and water resistance
can be met. The speed of the water wheel and thus of the spray arm can be infinitely adjusted via
proportional flow control valves. By arranging the water nozzles for the drive water in different ways,
the speed can be reversed during operation.
The developed concept is tested for its functions and suitability with the help of a functional model.
Due to time constraints, the corresponding test report is not available in this paper. However, it will
be submitted later and attached as a separate document.
- Die vorliegende Bachelorarbeit zeigt die Entstehung einer möglichen Lösung für die Sprüharmkontrolle
- Urheberrechtshinweis
- Geisseler Samuel, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 15.12.2021
- Übergeordnete Sets
- 1
Belimed Life Science AG, Sulgen
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Belimed Life Science AG, Sulgen
- Autor/in
- Datierung
- 11.06.2021
- Beschreibung
- Ziel des Projektes Solar Butterfly ist die Entwicklung eines autarken Wohnwagens, welcher sich
mit selbst erzeugten Solarstrom versorgen und autonom operiert werden kann. Der Solar Butterfly
soll international Aufmerksamkeit erregen und so nachhaltige Lösungen im Bereich des
Klimaschutzes und Elektromobilität ermutigen und vorantreiben. In Zusammenarbeit mit drei
weiteren Maschinentechnikstudenten und deren Bachelor-Thesen soll die Vision des Solar Butterflys
in die Realität umgesetzt werden.
Diese Bachelor-Thesis befasst sich mit dem Definieren der Anforderungen und Auslegungskriterien
des Solar Butterflys, dem Bestimmen von Design-Allowables, der Ausarbeitung eines Lastenheftes
und der Grobauslegung der Grundstruktur. Zur Bestimmung von Schnittgrössen soll
dabei ein globales FEM-Modell zur Anwendung kommen.
Handrechnungen und FEM-Berechnungen zeigen, dass von den untersuchten Belastungen die
Lastfälle der vertikalen und rotatorischen Beschleunigung, welche während der Fahrt auftreten,
die grössten Beanspruchungen darstellen. Zugleich weisen diese Lastfälle aufgrund von nur
bedingt abschätzbaren Randbedingungen die grössten Unsicherheiten und Risiken auf. Weiter
konnte in Erfahrung gebracht werden, dass die Klebeverbindung zwischen dem Boden und Chassis
als kritisch zu beurteilen ist und dass weitere Untersuchungen und Abklärungen diesbezüglich
nötig sind. Ferner konnte Potenzial zur Gewichtsreduktion in Form einer Optimierung des Chassis
in Verbindung mit dem Boden ausfindig gemacht werden.
The goal of the project Solar Butterfly is the development of a self-sufficient caravan, which can
supply itself with self-generated solar power and be operated autonomously. The Solar Butterfly
is intended to draw international attention and thus encourage and promote sustainable solutions
in the field of climate protection and electromobility. In collaboration with three other mechanical
engineering students and their bachelor thesis, the vision of the Solar Butterfly is to be turned
into reality.
This thesis deals with the definition of the requirements and design criteria of the Solar Butterfly,
the determination of design allowables, the elaboration of a specification sheet and the rough
dimensioning of the basic structure. A global FEM model is to be used to determine cutting
forces. Manual calculations and FEM simulations show that of the loads investigated, the load cases
of vertical and rotational acceleration, which occur while the vehicle is moving, represent the
greatest stresses. At the same time, these load cases show the greatest uncertainties and risks
due to boundary conditions which can only be estimated to a limited extent. It was also found
that the adhesive bond between the floor and the chassis is critical and that further investigations
and clarifications are necessary in this respect.
Furthermore, potential for weight reduction in the form of an optimization of the chassis in
conjunction with the floor was identified.
- Ziel des Projektes Solar Butterfly ist die Entwicklung eines autarken Wohnwagens, welcher sich
- Urheberrechtshinweis
- Gut Adrian, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 15.12.2021
- Übergeordnete Sets
- 1
Neuentwicklung des Postprozessors von RoboDK
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Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- Neuentwicklung des Postprozessors von RoboDK
- Autor/in
- Datierung
- 10.06.2021
- Beschreibung
- In der Robotik wird die Offline-Programmierung dadurch gekennzeichnet, dass eine Applikation auf einem
Computer simuliert und entwickelt werden kann, um dann nach Fertigstellung auf einen realen Roboter
übertragen werden zu können.
An der HSLU in Horw, in welcher mehrere Roboterzellen mit Stäubli-Robotern stehen, wird dies mit dem
Programm RoboDK realisiert. Ein Simulationsprogramm kann durch RoboDK in ein Roboterprogramm für
Stäubli Roboter umgewandelt werden.
Allerdings funktioniert die Schnittstelle, welche für die Umwandlung zuständig ist, nicht in allen Fällen. Ziel
ist es, durch eine Analyse mit vielen verschiedenen Use-Cases, herauszufinden, wie diese Umwandlung
genau funktioniert und welche Fehler dabei passieren. Ein geeignetes Konzept soll diese Problemstellen dann
beheben. Die Analyse zeigt, dass die Schnittstelle aus einer Umwandlung des Simulationsprogrammes in eine
Auflistung der Aktionen der Simulation und einem Postprozessor besteht, welcher diese Auflistung
herstellerspezifisch in Robotercode umschreibt. Bei der Umwandlung in die Auflistung (welche nicht
manipulierbar ist) zeigen sich Probleme, wie das Fehlen von wichtigen Funktionen und das Weglassen der
Programmlogik. Ausserdem benutzt der Postprozessor fehlerhafte Funktionen oder kann wichtige Befehle gar
nicht übersetzen.
Das erarbeitete Konzept, um diese Probleme zu beheben, besteht aus einem verbesserten Postprozessor und
einer Python-Library. Die fehlerhaften Funktionen im Postprozessor sind behoben, und alle fehlenden
Funktionen für spezifische Befehle sind implementiert. Die Python-Library wird von den Entwickler*innen
bereits in das Simulationsprogramm importiert und dort genutzt. Sie unterstützt die Programmierung mit
verschiedenen Funktionen und kommuniziert über die Umwandlung mit dem Postprozessor, um die nicht
manipulierbare Umwandlung in die Auflistung zu umgehen. Verschiedene Tests, sowohl mit neuen Use-
Cases, aber auch als Testfall mit mehreren Studenten, zeigen die Funktionalität dieses Konzeptes in der
Praxis. Einzig die Umwandlung in die Auflistung kann nicht gänzlich verbessert werden und führt in einigen
Fällen der Applikation zu Problemstellen.
In the robotics, the offline-programming is characterized by an application, that can be simulated and
developed on a computer to be uploaded to a real robot after completion. This is being realized with the
program RoboDK at the university in Horw, in which a number of robot cells with Stäubli-robots are based.
However, this interface, which is used for the conversion, does not work in all of the cases. The aim of this
project is, by an analysis with many different use-cases, to find out, how this interface exactly works and
which errors are occuring while using it. A suitable concept targets to solve those problems. The analysis
shows, that the interface consists of a conversion of the simulation program (in RoboDK) in a list of action of
the simulation, and a postprocessor, which rewrites the list manufacturer-specific in robot code. The
conversion in the list (which is not manipulable) shows problems, like the lack of important functions and the
omission of the logic of the simulation program. Furthermore, the postprocessor works with faulty functions
and can’t rewrite some important commands.
The developed concept, that aims to solve those problems, consists of an impoved version of the
postprocessor an a python-library. The incorrect functions in the postprocessor are remedied, an all missing
functions for specific commands are implemented. The python-library is being imported and used by the
developer already in the simulation program. The library supports the programing with many different
functions and communicates through the conversion with the postprocessor, to bypass the not manipulable
conversion in the list of actions. Different tests, with new use-cases, but also with a test-case with many
different students, show the functionality of this concept in practice. Only the conversion in the list of actions
cannot be improved completly and in rare cases, leads to some problems of the application.
- In der Robotik wird die Offline-Programmierung dadurch gekennzeichnet, dass eine Applikation auf einem
- Urheberrechtshinweis
- Perren Janis, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 16.03.2022
- Übergeordnete Sets
- 1
Mobiles Testsystem für Heisswasser-Spritzfahrzeug SBB
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- Titel
- Mobiles Testsystem für Heisswasser-Spritzfahrzeug SBB
- Autor/in
- Datierung
- 11.06.2021
- Beschreibung
- Die vorliegende Bachelor-Thesis dokumentiert die Erarbeitung eines Lösungskonzepts für
ein mobiles Testsystem, welches für Aussagen über die Spritzgenauigkeit in Abhängigkeit
der Geschwindigkeit des Heisswasser-Spritzfahrzeugs verwendet werden kann.
In der heutigen Gesellschaft wird mehr und mehr erwartet, dass die öffentlichen
Verkehrsmittel günstig, zuverlässig und umweltfreundlich sind. Für eine hohe Zuverlässigkeit
ist die Wartung und Instandhaltung der eigenen Produkte ein entscheidender Faktor für die
Firma. Hier ist die Schwierigkeit, das richtige Mittel zwischen Zeitdruck und Qualität zu
finden. Können Prozesse oder Arbeitsschritte umweltfreundlicher gestaltet werden, hebt das
die Anerkennung der Firma in der Gesellschaft.
Die SBB hat sich das Ziel gesetzt, bis 2025 komplett auf den Einsatz von Glyphosat zu
verzichten. Das Glyphosat verwendet die SBB aktuell für die Unkrautbekämpfung in den
Gleisbetten, dies ist ein Bestandteil der Instanthaltung des Schweizer Schienennetzes.
Um dies zu ermöglichen, hat sie das Heisswasser-Spritzfahrzeug gebaut, welches das
Unkraut mit 95°C heissem Wasser bekämpft. Der Spritzmechanismus wird durch eine
Variable Rate Application Steuerung gesteuert. Leider ist die Spritzgenauigkeit bei höheren
Geschwindigkeiten nicht zufriedenstellend. Dies hat die Konsequenz, dass entweder
langsamer gefahren oder zu viel Wasser verwendet werden muss.
Die vorliegende Arbeit präsentiert drei Prinzipkombinationen eines möglichen mobiles
Testsystems für das Heisswasser-Spritzfahrzeug. Im Anschluss an das Variantenstudium
wurde in Zusammenarbeit mit dem Verantwortlichen der SBB eine vierte Prinzipkombination
erstellt. Diese bildet die Basis für das finale Lösungskonzept. Als Abschluss wurden alle
offenen Punkte, die für eine Umsetzung nötig sind, aufgelistet und mit einer
Risikobeurteilung ergänzt.
This bachelor thesis documents the development of a concept solution for a mobile test
system. This can be used for statements about the spraying accuracy depending on the
speed of the spray train.
today's society it’s more and more important that public transport is cheap, reliable and
environmentally friendly. For a high reliability, maintenance and servicing of its own products
are an important factor for the company. The difficulty here is to find the right balance
between time pressure and quality. If processes or work steps can be made more
environmentally friendly, this increases the company’s reputation in society.
SBB has set itself the goal of completely eliminating glyphosate by 2025. SBB is currently
using glyphosate to control weeds in the track beds, which is part of the maintenance of the
Swiss rail network. To make this possible, they built the spray train that fights the weeds with
95°C hot water. The spraying mechanism is controlled by a control system with a variable
rate application. Unfortunately, the spraying accuracy is not satisfactory at higher speeds. As
a result, either the speed must be reduced or too much water has to be used.
This paper presents three possible combinations of a mobile test system for the spray train.
Following the study of possible options, a fourth possible combinations was drawn up in
cooperation with the person responsible at SBB. This formed the basis for the final solution
concept. As a conclusion, all open issues that are necessary for implementation were listed
and supplemented with a risk assessment.
- Die vorliegende Bachelor-Thesis dokumentiert die Erarbeitung eines Lösungskonzepts für
- Urheberrechtshinweis
- Segat Stig Francesco, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 16.03.2022
- Übergeordnete Sets
- 1
Experimentelle Untersuchung von Hochleistungskühlmitteln
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- Titel
- Experimentelle Untersuchung von Hochleistungskühlmitteln
- Autor/in
- Datierung
- 11.06.2021
- Beschreibung
- Die Firma Georg Fischer Machining Solutions AG hat sich der Aufgabe verschrieben, das Kühlen von
Hochpräzisions-Spindel in Werkzeugmaschinen effizienter zu machen. Dazu wurde in Zusammenarbeit mit der
Hochschule Luzern ein Hochleistungskühlmittel auf Basis von Wasser und einem Phasenwechselmaterial
entwickelt. Durch den Phasenwechsel kann im Vergleich zu herkömmlichen Kühlmitteln mehr Wärmeenergie
aufgenommen beziehungsweise abtransportiert werden.
Ziel dieser Arbeit ist es in einem ersten Schritt, die bereits vorhandenen Mess-Strecke mittels Wasser-Messungen
zu validieren. In einem zweiten Schritt soll anhand der Phasenwechseldispersion das thermische Verhalten und
die Eigenschaften solcher Hochleistungskühlmittel untersucht werden, um den optimalen Betriebspunkt zu
ermitteln. Die durchgeführten Messungen werden mit bekannten Korrelationen aus der Literatur verglichen.
Die Ergebnisse zeigen, dass bei optimaler Eintrittstemperatur bis zu dreimal mehr Wärme aufgenommen werden
kann als mit Wasser und sich die Phasenwechseldispersion dabei um weniger als 1 K erwärmt, im Vergleich zu
Wasser, dass sich um fast 3 K erwärmt. Die Nusselt-Zahlen der bereits bestehenden Korrelation ergeben
Abweichungen von weniger als 15 %, was auch den Abweichungen von Wasser entspricht.
The company Georg Fischer Machining Solutions AG has been dedicated to the task of improving the efficiency
of the cooling of high-precision spindles in machining tools. To this end, a high-performance coolant, based on
water and a phase change material was developed in collaboration with the Lucerne University of Applied Sciences
and Arts. As a result of the phase change, more thermal energy can be absorbed or transported away compared to
conventional coolants.
Firstly, the aim of this work is to validate the existing experimental setup by water measurements. Furthermore,
the thermal behaviour and thermophysical properties of such high-performance coolants are to be investigated to
determine the optimum operating conditions. The measurements carried out are subsequently compared with
known correlations from the literature.
The results show that at an optimal inlet temperature, up to three times more heat can be absorbed than with water
and that the phase change dispersion heats up by less than 1 K in the process compared to water, which heats up
to nearly 3 K. The Nusselt numbers of the already existing correlation results in deviations of less than 15 %, which
also corresponds to the deviations of water.
- Die Firma Georg Fischer Machining Solutions AG hat sich der Aufgabe verschrieben, das Kühlen von
- Urheberrechtshinweis
- Wahli Fabian, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 16.03.2022
- Übergeordnete Sets
- 1
Optimierung eines Seewasserwerkes mittels thermischer Energiespeicherung
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- Titel
- Optimierung eines Seewasserwerkes mittels thermischer Energiespeicherung
- Autor/in
- Datierung
- 11.06.2021
- Beschreibung
- In der vorliegenden Arbeit geht es um die Optimierung eines Seewasserwerkes mittels thermischer Energiespeicherung. In der Schweiz stammen 20% des Trinkwassers aus Seewasserwerken, in denen es zur Trinkwasserqualität aufbereitet wird. Das Seewasserwerk in Ipsach hat nach 50 Jahren Betriebszeit ausgedient und weicht nun einem Neubau. Ein wichtiges Ziel des neuen Seewasserwerkes ist die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung im Trinkwasseraufbereitungsprozess und dem Betrieb der Anlage durch die Nutzung erneuerbarer Energien. Dazu sollen zwei Kaltwasserbecken des alten Seewasserwerkes durch den Einsatz des gedämmten Abdichtungssystems (GEAS) zu einem saisonalen thermischen Energiespeicher mit 120 m3 Speichervolumen umgenutzt werden.
In dieser Arbeit werden der Wärmebedarf und die mögliche Wärmerückgewinnung des neuen Seewasserwerkes zusammengefasst. Aus diesen Angaben lassen sich zwei Szenarien definieren. Das erste Szenario berücksichtigt als Wärmequelle Solarthermie. Das zweite Szenario nutzt eine Wärmepumpe, welche an die geplante PV-Anlage gekoppelt ist, als Wärmequelle.
Für die beiden Szenarien werden Jahressimulationen mit dem integrierten saisonalen thermischen Energiespeicher durchgeführt. Dazu wird ein Simulationstool vom Kompetenzzentrum für thermische Energiespeicher der Hochschule Luzern verwendet.
Aus den Simulationen geht hervor, dass die Vorteile des zweiten Szenarios überwiegen, da die Energie aus der PV-Anlage neben dem Wärmebedarf auch für Pumpen eingesetzt werden kann. Um den Wärmebedarf decken zu können, werden 0.3% des gesamten PV-Ertrages für die Bereitstellung von Wärme benötigt. Weiter lässt sich dabei eine Einsatzoptimierung der Wärmepumpe durchführen, wodurch die Abwärme von Notstromgeneratoren besser ausgeschöpft werden kann. Eine 100% thermische Autarkie lässt sich nur mit einer Speichertemperatur von 95 °C erreichen. Der Einsatz des saisonalen thermischen Energiespeichers ist für die Erreichung des angestrebten Autarkiegrades zentral.
Die vorliegende Arbeit zeigt weiter die Grenzen des Simulationstools auf. Durch dessen Optimierung lassen sich die Simulationsergebnisse weiter verbessern. Dadurch kann das Simulationstool einen wichtigen Beitrag bei der Auslegung des GEAS-Speichersystems leisten.
This paper deals with the optimisation of a lake water plant by using thermal energy storage. In Switzerland, 20% of drinking water comes from lake water plants, where it is treated to drinking water quality. The lake water plant in Ipsach has reached the end of its service life after 50 years of operation and is now giving way to a new building. An important goal of the new lake water plant is to decarbonise the heat supply in the drinking water treatment process and the operation of the plant by using renewable energies. For this purpose, two cold water basins of the old lake water plant are to be converted into a seasonal thermal energy storage with a storage volume of 120 m3 by using the insulated sealing system (GEAS).
In this paper are the heat demand and the possible heat recovery of the new lake water plant summarised. Two scenarios can be defined from this information. The first scenario takes solar thermal energy into account as a heat source. The second scenario uses a heat pump, which is coupled to the planned PV system, as the heat source.
For both scenarios are annual simulations carried out with the integrated seasonal thermal energy storage. A simulation tool from the Competence Centre for Thermal Energy Storage at the Lucerne University of Applied Sciences and Arts is used for this purpose.
The simulations show that the advantages of the second scenario are greater due to energy from the PV system which also can be used for pumps in addition to the heat demand. In order to cover the heat demand, 0.3% of the total PV output is required for the provision of the heat. Furthermore, the usage of the heat pump can be optimised, so that the waste heat from emergency generators can be better utilised. 100% thermal self-sufficiency can only be achieved with a storage temperature of 95 °C. The useage of seasonal thermal energy storage is central to achieve the targeted degree of self-sufficiency.
This paper also shows the limitations of the simulation tool. By optimising it, the simulation results can be further improved. As a result, the simulation tool can make an important contribution to the design of the GEAS storage system.
- In der vorliegenden Arbeit geht es um die Optimierung eines Seewasserwerkes mittels thermischer Energiespeicherung. In der Schweiz stammen 20% des Trinkwassers aus Seewasserwerken, in denen es zur Trinkwasserqualität aufbereitet wird. Das Seewasserwerk in Ipsach hat nach 50 Jahren Betriebszeit ausgedient und weicht nun einem Neubau. Ein wichtiges Ziel des neuen Seewasserwerkes ist die Dekarbonisierung der Wärmeversorgung im Trinkwasseraufbereitungsprozess und dem Betrieb der Anlage durch die Nutzung erneuerbarer Energien. Dazu sollen zwei Kaltwasserbecken des alten Seewasserwerkes durch den Einsatz des gedämmten Abdichtungssystems (GEAS) zu einem saisonalen thermischen Energiespeicher mit 120 m3 Speichervolumen umgenutzt werden.
- Urheberrechtshinweis
- Weber Sandro, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 16.03.2022
- Übergeordnete Sets
- 1
PCM Drop Kalorimeter und Zyklierapparatur
Name that can easily go onto 2 lines
Author that can easily go onto 2 lines as well
- Titel
- PCM Drop Kalorimeter und Zyklierapparatur
- Autor/in
- Datierung
- 11.06.2021
- Beschreibung
- Die Ansprüche an Speichermöglichkeiten für Energien, vor allem im thermischen Bereich, werden immer
grösser. Eine Möglichkeit ist die Verwendung von Phasenwechselmaterialien, auch PCM genannt. Diese
Materialien können durch Ausnützung des Phasenübergangs hohe thermische Energie speichern. Das
Kompetenzzentrum der Hochschule Luzern im Bereich thermischer Energiespeicher ist daran interessiert,
neue Materialien zu erforschen. Ziel dabei ist es, ein möglichst kostengünstiges und zyklenstabiles Material
mit hoher Phasenwechselenthalpie zu entwickeln. Die Zyklenstabilität ist dann gewährleistet, wenn ein
Material nach mehreren Erstarrungs- und Schmelzvorgängen immer noch dieselbe Eigenschaft vorweist wie
zu Beginn. Um solche Messungen durchzuführen, ist eine gut ausgestattete Laboreinrichtung notwendig.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erweiterung, Optimierung und Entwicklung zweier bestehender
Laborerinrichtungen. Genauer gesagt, mit der Erweiterung einer Zyklierapparatur mit einem
Wärmestromsensor und der Überarbeitung eines Drop Kalorimeters. Diese beiden Einrichtungen gelten als
wichtige Ergänzung der bestehenden Laboreinrichtung an der HSLU.
Für die Zyklierapparatur gilt es mittels thermodynamischer Simulationen eine optimale Positionierung für
einen Wärmstromsensor zu ermitteln. Diese Erkenntnisse werden in einem Versuchsaufbau validiert und
ausgewertet. Nach den erfolgreichen Versuchen wird die Apparatur neu konzeptioniert und mit den Sensoren
sowie anderen konstruktiven Anpassungen erweitert.
Für den Drop Kalorimeter wird der bestehende Aufbau durch ein neues Konzept ersetzt. Dieses besteht aus
einem Dewar Gefäss und einem verbesserten Mechanismus für das Einführen der Probe.
Aus zeitlichen Gründen konnten beide entwickelten Einrichtungen nicht kalibriert werden. Dazu kommt das
die beiden Konzepte nicht mit PCM Messungen getestet und deren Ergebnisse nicht mit der PCM Datenbank
verglichen und validiert werden konnte.
The demands on storage options for energies, especially in the thermal field, are becoming ever greater. One
possibility is the use of Phase Change Materials, also called PCM. These materials can store high thermal
energy by exploiting the phase transition. The competence center of the Lucerne University of Applied
Sciences and Arts in the field of thermal energy storage is interested in researching new materials. The aim is
to develop a material with high phase change enthalpy that is as cost-effective and cycle-stable as possible.
Cycle stability is ensured when a material still exhibits the same property after several solidification and
melting processes as it did at the beginning. For this reason, it is very important to have a well equipped
laboratory facility to perform such measurements.
The present work deals with the extension, optimization and development of two existing laboratory
equipment. More specifically, with the extension of a cycling apparatus with a heat flow sensor and the
revision of a drop calorimeter. These two equipments are considered important additions to the existing
laboratory facilities at HSLU.
For the cycling apparatus, thermodynamic simulations are used to determine an optimal positioning for a heat
flow sensor. These findings will be validated and evaluated in an experimental setup. After the successful
experiments, the apparatus will be redesigned and extended with the sensors as well as other design
adjustments.
For the drop calorimeter, the existing setup will be replaced by a new concept. This consists of a Dewar
vessel and an improved mechanism for sample insertion.
Due to time constraints, both developed setups could not be calibrated. In addition, the two concepts could
not be tested with PCM measurements and their results could not be compared and validated with the PCM
database.
- Die Ansprüche an Speichermöglichkeiten für Energien, vor allem im thermischen Bereich, werden immer
- Urheberrechtshinweis
- Zgraggen Tim, Hochschule Luzern - Departement Technik & Architektur
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
- Importiert am
- 16.03.2022
- Übergeordnete Sets
- 1