TY - GEN A1 - Akay, Ömer A1 - Bashkatov, Aleksandr A1 - Coy, Emerson A1 - Eckert, Kerstin A1 - Einarsrud, Kristian Etienne A1 - Friedrich, Andreas A1 - Kimmel, Benjamin A1 - Loos, Stefan A1 - Mutschke, Gerd A1 - Röntzsch, Lars A1 - Symes, Mark D. A1 - Yang, Xuegeng A1 - Brinkert, Katharina T1 - Electrolysis in reduced gravitational environments: current research perspectives and future applications T2 - npj Microgravity N2 - Electrochemical energy conversion technologies play a crucial role in space missions, for example, in the Environmental Control and Life Support System (ECLSS) on the International Space Station (ISS). They are also vitally important for future long-term space travel for oxygen, fuel and chemical production, where a re-supply of resources from Earth is not possible. Here, we provide an overview of currently existing electrolytic energy conversion technologies for space applications such as proton exchange membrane (PEM) and alkaline electrolyzer systems. We discuss the governing interfacial processes in these devices influenced by reduced gravitation and provide an outlook on future applications of electrolysis systems in, e.g., in-situ resource utilization (ISRU) technologies. A perspective of computational modelling to predict the impact of the reduced gravitational environment on governing electrochemical processes is also discussed and experimental suggestions to better understand efficiency-impacting processes such as gas bubble formation and detachment in reduced gravitational environments are outlined. KW - Elektrolyse KW - electrolysis Y1 - 2022 UR - https://www.nature.com/articles/s41526-022-00239-y#citeas U6 - https://doi.org/10.1038/s41526-022-00239-y SN - 2373-8065 VL - 8 ER - TY - RPRT A1 - Krautz, Hans Joachim A1 - Möhlenkamp, Georg A1 - Sakkas, Nikolaos Panagiotis A1 - Gillung, Frank A1 - Lenivova, Veronika T1 - Verbundvorhaben AEL3D - Neuartige poröse 3D-Elektrodenmaterialen zur effizienteren alkalischen Wasserelektrolyse; Teilprojekt: Zellbau und Systemtests : fachlicher Abschlussbericht : Projektlaufzeit: 01.09.2016-31.12.2021 KW - Dimension 3 KW - Alkalische Reaktion KW - Wasser KW - Elektrode KW - Poröser Stoff KW - Elektrolyse Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.2314/KXP:1859085385 PB - KWT Lehrstuhl Kraftwerkstechnik, BTU Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg CY - Cottbus ER - TY - RPRT A1 - Krautz, Hans Joachim A1 - Möhlenkamp, Georg A1 - Katzer, Christian A1 - Klatt, Matthias T1 - Konzepte und Betriebsstrategien für lastflexible Feuerungs- und Dampfsysteme : Abschlussbericht : Laufzeit des Vorhabens: 01.09.2016 bis 31.12.2021 KW - Feuerung KW - Dampfsystem KW - lastflexibel Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.2314/KXP:1861122357 PB - btu Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg CY - Cottbus ER - TY - BOOK A1 - Swat, Steffen T1 - Einführung in die Simulation von Kraftwerken mit EBSILON®Professional Version 15 N2 - EBSILON®Professional ist ein leistungsfähiges Modellierungssystem, welches zur Simulation von thermodynamischen Kreisprozessen entwickelt wurde. Es eignet sich als Hilfsmittel bei der Anlagenplanung, -auslegung und -optimierung von thermischen Kraftwerken mit einem Wasserdampf-Prozess oder einem Gasturbinen-Prozess sowie Anlagen mit erneuerbaren Energien (Biomasse, Windenergie, Solarenergie und Geothermie). Die Einführung beschreibt die Grundprinzipien und die Arbeitsschritte zur Erstellung eines Modells der Anlage. Weiterhin wird die Arbeit mit der internen Programmierungsumgebung EbsScript und der Umgang mit der Berechnung von Zeitreihen vorgestellt. KW - Kraftwerk KW - Thermodynamik KW - Simulation Y1 - 2021 SN - 978-3-754142-04-2 SN - 978-3-754101-98-8 PB - Neopubli GmbH CY - Berlin ET - 1. Auflage ER - TY - BOOK A1 - Swat, Steffen T1 - Introduction to the simulation of power plants for EBSILON®Professional Version 15 N2 - EBSILON®Professional is a powerful modelling system developed for the simulation of thermodynamic cycles. It is suitable as a tool for plant planning, design and optimization of thermal power plants with a steam process or a gas turbine process as well as plants with renewable energies (biomass, wind energy, solar energy and geothermal energy). The introduction describes the basic principles and the working steps to create a model of the plant. Furthermore, the work with the internal programming environment EbsScript and the handling of the calculation of time series is presented. KW - power plant KW - thermodynamics KW - simulation Y1 - 2021 SN - 978-3-754142-08-0 SN - 978-3-754142-09-7 PB - Neopubli GmbH CY - Berlin ET - 1. Auflage ER - TY - GEN A1 - Dahash, Abdulrahman A1 - Mieck, Sebastian A1 - Ochs, Fabian A1 - Krautz, Hans Joachim T1 - A comparative study of two simulation tools for the technical feasibility in terms of modeling district heating systems: An optimization case study T2 - Simulation Modelling Practice and Theory N2 - District heating dynamic models arise as an alternative approach to in-situ experimental investigations. The main advantage of dynamic modeling and simulation is the possibility to avoid technical and operational risks that might occur during in-situ experimental investigations (e.g. heat demand is not met, damages in the energy systems etc.). Within this study, the authors present two models for an existing district heating system in Cottbus, Germany. One model is developed using the tool EBSILON Professional, while the other one is developed using the Simscape toolbox for physical modeling in Matlab/Simulink. The models were experimentally validated against measured data from the considered district heating system. The results show that the Simscape model has a better fit and better response than the EBSILON model. Yet, some discrepancies were found between the measured and the simulated data and, therefore, the uncertainties of the models were addressed. A comparative study between both tools is presented. The EBSILON models permit only unidirectional flow, whereas the Simscape toolbox permits reverse flow. Nevertheless, the EBSILON model outperforms the Simscape model in computation time. In addition, this study presents an approach for dynamic thermo-hydraulic modeling of district heating networks. This approach is utilized to examine the role of district heating networks as heat storage as an optimization configuration. The numerical results show less start-ups for additional heat sources. Yet, higher heat losses from the network are observed due to the installation of unburied pipelines. KW - Dynamic thermo-hydraulic modeling and simulation KW - Simscape KW - EBSILON Professional KW - District heating systems KW - Heating network as heat storage Y1 - 2019 U6 - https://doi.org/10.1016/j.simpat.2018.11.008 SN - 1569-190X VL - 91 SP - 48 EP - 68 ER - TY - THES A1 - Wiedemann, Philipp T1 - Modellierung und numerische Simulation der konvektiven Trocknung von Braunkohlepartikeln in einer blasenbildenden Wirbelschicht N2 - In der vorliegenden Arbeit werden die Modellierung und die numerische Simulation vonStrömung, Wärme- und Stofftransport zur Abbildung eines Trocknungsprozesses vonBraunkohlepartikeln in einer blasenbildenden Wirbelschicht behandelt. Hierbei wird dasEuler–Euler Two Fluid Model zugrunde gelegt und die Beschreibung des Fließverhaltensder Feststoffphase mittels der Kinetic Theory of Granular Flow realisiert. Ausgehend voneinem Überblick zum aktuellen Stand der Forschung wird der Bedarf nach einer geeigne-ten Konfiguration von Modellparametern und Submodellen hinsichtlich der Strömungs-modellierung sowie nach der Implementierung eines Trocknungsmodells abgeleitet und alsZielsetzung formuliert.Experimentelle Voruntersuchungen an einer Wirbelschichtanlage im Labormaßstab schaf-fen die Datenbasis für die spätere Validierung des Modells. Dabei erfolgt zunächst eineBetrachtung einzelner Zustandspunkte von diskontinuierlichen Trocknungsprozessen, umdie darin auftretenden, strömungstechnischen Veränderungen zu quantifizieren. Zur Be-wertung werden die makroskopischen Eigenschaften sowie Charakteristiken meso- undmikroskaliger Strömungstrukturen herangezogen, die sich aus der Analyse von Druckfluk-tuationen ergeben. Des Weiteren werden die Trocknungsverläufe mehrerer Chargen fürverschiedene Betriebsparameter aufgezeichnet.In einem ersten Untersuchungsschwerpunkt werden ausschließlich strömungsmechanischeAspekte fokussiert. Auf Basis umfangreicher Sensitivitätsanalysen zu den Einflüssen derrheologisch relevanten Parameter, der Impulsaustauschfunktion einschließlich der Parti-kelsphärizität und der Randbedingungen für Behälterwand und Gaseinlass, sowie durchVergleiche mit den experimentellen Daten wird eine Parameterkonfiguration des Strö-mungsmodells vorgeschlagen. Die damit erzielten Ergebnisse sind insgesamt zufriedenstel-lend und geben die beobachteten Veränderungen im Trocknungsprozess korrekt wieder.Ursachen für bestehende Abweichungen zum Experiment werden diskutiert.Im zweiten Untersuchungsschwerpunkt wird der gesamte Trocknungsprozess betrachtet.Hierzu werden Wärme- und Stofftransportmechanismen innerhalb des Modells berücksich-tigt, wobei die eigens implementierte Trocknungskinetik auf Ebene der Partikel ansetzt.Die Einflüsse der Sphärizität und zwei verschiedener Formulierungen zur Berechnung derWärme- und Stoffübergangskoeffizienten werden untersucht. Für den favorisierten Para-metersatz werden die Simulationen mit einem expliziten Vorwärtsverfahren gekoppelt,wodurch die Trocknungsverläufe auf makroskopischer Zeitskale approximiert und somitmit den experimentellen Daten verglichen werden können. Es wird gezeigt, dass das vor-geschlagene Gesamtmodell die Trocknungsverläufe bei niedrigen bis mäßigen Leerrohrge-schwindigkeiten zuverlässig abbilden kann. Auftretende Diskrepanzen werden diskutiertund weiterer Entwicklungsbedarf abgeleitet.V Y1 - 2019 UR - https://opus4.kobv.de/opus4-btu/frontdoor/deliver/index/docId/4843/file/Wiedemann_Philipp.pdf CY - Cottbus ER - TY - THES A1 - Posselt, Joachim T1 - Entwicklung eines Berechnungsmodells zur thermisch-geometrischen Dimensionierung eines Druck-Wirbelschicht-Verdampfungstrockners mit Tauchheizflächen am Beispiel polydisperser Braunkohle N2 - Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Berechnungsmodell zur thermisch-geometrischen Dimensionierung eines kontinuierlich arbeitenden Druck-Wirbelschicht-Verdampfungs-Trockners mit Tauchheizflächen für polydisperse Braunkohle erstellt. Zunächst wurde auf Basis experimenteller Ergebnisse eine strukturell optimierte Grundgleichung zur Beschreibung des zeitlichen Feuchteverlaufes entwickelt. Dabei wurden die Besonderheiten des Trocknungsgutes (z.B. die Polydispersität und die Ausbildung einer Gleichgewichtsfeuchte) berücksichtigt. Mit Hilfe der für den Trockner aufgestellten Energiebilanzen wurde ein Modell zur Beschreibung des zeitlichen Verdampfungstrocknungsverlaufes entwickelt. Dabei wurde auch der Einfluss des Druckes in den Subgleichungen und Stoffwertberechnungen berücksichtigt. (Der Überdruck ist einer der Hauptunterschiede der DDWT zu zahlreichen anderen Trocknungsverfahren). Weiterführend wurde unter Anwendung der Gleichungen zur Beschreibung der wirbelschicht-bedingten asymmetrischen Verweilzeitverteilung ein Gesamtmodell – das Trockner-Auslegungs-Modell (TRAM) – entwickelt und die Modellarchitektur detailliert beschrieben. Y1 - 2019 UR - https://opus4.kobv.de/opus4-btu/frontdoor/deliver/index/docId/4706/file/Posselt_Joachim.pdf CY - Cottbus ER - TY - GEN A1 - Katzer, Christian A1 - Krautz, Hans Joachim T1 - Untersuchungen zur messtechnischen Erfassung von instationären Effekten eines Gas-/Kohle-Kombibrenners T2 - 29. Deutscher Flammentag : 17. - 18. September 2019 Ruhr-Universität Bochum N2 - In diesem Beitrag wird ein Flammenbewertungsverfahren auf Basis eines Flammenwächtersignals vorgestellt. Mit zunehmender Flexibilisierung der Verbrennungsanlagen und der Absenkung von Emissionsgrenzwerten wird eine unmittelbare Flammenanalyse für die Regelung der Brennersysteme zunehmend erforderlich. Auf Basis eines Flammenwächtersignals wird mittels Frequenzanalyse ein ergänzendes Auswertungsverfahren dargestellt. Anhand der vorgestellten Untersuchungen an einem Erdgas-/Kohle-Kombibrenner wird die Qualifizierung der Prozessmesstechnik für die Flammenbewertung und Brennersteuerung überprüft. Die Ergebnisse im Erdgas- und Kohlebetrieb belegen, dass mit der erweiterten Signalanalyse eine Veränderung des Flammenverhaltens mit dem Flammenwächtersignal in Zusammenhang gebracht werden kann. Dabei konnte einmal das Emissionsverhalten bei verschiedenen Brennereinstellungen beurteilt werden und andererseits ein Zugriff auf das Stabilitätsverhalten der Kohleflamme ermöglicht werden. Durch die Analyse des Strahlungssignals der Chemilumineszenz des OH* bzw. CH*-Radikals ist ein Bezug zur Veränderung in der Reaktionszone hergestellt. Die entwickelte Bewertungsmethodik kann für die Entwicklung und Etablierung von Beobachter- und Regelmodellen von Brennersystemen genutzt werden. Y1 - 2019 UR - http://www.leat.rub.de/deutsch/Flammentag/Tagungsprogramm.pdf ER - TY - GEN A1 - Merzsch, Matthias T1 - Druckaufgeladene Dampfwirbelschicht-Trocknung von Braunkohle – Eine kleine Reise durch die Geschichte der Trocknung speziell die der Braunkohlen T2 - VGB PowerTech N2 - At first I was wondering what the structure of an article about pressurized steam fluidized bed drying could look like. After some thought, I knew that it should be divided into two parts. In order to highlight the creative and inventive spirit of former engineers, as well as their struggle to increase the efficiency of drying machines, a historical outline of the drying technology in general and the concept of steam fluidized bed drying in particular will form the first part of the article. The second part will present the practical and research contribution of Prof. Krautz and his colleagues to the advancement of this field. The article as a whole will be able to provide an overview of the coal/lignite drying, with focus on the pressurized steam fluidized bed drying principle implemented in the Lusatian mining area. KW - Braunkohle KW - Trocknung KW - Wirbelschicht Y1 - 2018 SN - 1435-3199 VL - 98 IS - 8 SP - 49 EP - 57 ER -