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Die vorliegende Studie fasst die wesentlichen Ergebnisse des Workshops „Steigerung der Studierendenzahlen in ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen an bayerischen HAW/TH“ zusammen. Es wurden neun Handlungsfelder identifiziert, die bei verschiedenen Zielgruppen ansetzen (Schülerinnen und Schülern, Frauen, internationale Studierende), die Bedarfe von MINT-Studierenden adressieren (Stärkung mathematischer Kompetenzen, strukturierte Studieneingangsphase, aktivierende Lernformate, individualisierte Lernpfade) und bestimmte Studienformate (duales Studium) in den Blick nehmen. Die Vorstellung von Good-Practices an bayerischen HAW/TH zeigt, wie vielfältig der Gestaltungsspielraum der Hochschulen ist, um neue Zielgruppen zu gewinnen und auf die Bedarfe von Studierenden im Student-Life-Cycle zu reagieren. Die Ergebnisse der thematischen Workshops unterstreichen, welche Potenziale für die Weiterentwicklung der Angebote bestehen. Diese können von den Hochschulen jedoch nur im Austausch mit Schulen, Unternehmen und Medien als gesamtgesellschaftliche Herausforderung bewältigt werden. Diese Publikation als Dokumentation der Veranstaltung soll den Hochschulen und Lehrenden Anregungen und Good-Practice-Beispiele zur Attraktivitätssteigerung der ingenieurswissenschaftlichen Studiengänge an die Hand geben. Workshop und Publikation sind der Ausgangspunkt für einen Prozess, den die Hochschulen und Lehrenden nun aktiv weitergestalten sollten, wobei IHF und BayZiel weiterhin beratend zur Seite stehen.

Sicherheitsbehälter von Druckwasserreaktoren (DWRs) sind sehr große kugelförmige Stahlbehälter mit Durchmessern von ca. 50 m. Sie umschließen das Reaktorgebäude als Teil des Containments und wurden für Druck- und Temperaturbelastungen schwerer Störfälle innerhalb des Reaktorgebäudes ausgelegt, z. B. für große Leckagen der Hauptkühlmittelleitungen. Schutzziel war die Verhinderung der Freisetzung von radioaktiven Stoffen bei Primärkreisschäden durch Sicherstellung einer gasdruckfesten Umschließung. Diese Druckbehälter sind hochwertige mit großem Fertigungs- und Prüfaufwand hergestellte Apparate. Durch das große Speichervolumen zusammen mit einem für diese Baugröße sehr hohen maximal zulässigen Druck von bis zu 5,3 bar können große Mengen an Wasserstoff gespeichert werden. Im Vergleich zu Hochdruck oder Verflüssigungsverfahren ist keine zusätzliche Kompressions- und Kühlleistung erforderlich. Die Behälter könnten als großvolumige Wasserstoffspeicher für zukünftige Kraftwerke dienen, die mit Wasserstoff betrieben werden. Hierzu werden technisch sehr einfach umsetzbare Konzeptvorschläge vorgestellt, deren Realisierung einen Beitrag zur Energietransformation leisten könnte.

Der Beitrag stellt ein neuartiges, kostenorientiertes Konzept zur Kraftmessung basierend auf dem magnetostriktiven Wandlungsprinzip vor. Kernelement ist ein scheibenförmiger Sensor, der remanent magnetisiert ist und unter Last eine äußerlich durch Sekundärsensoren messbare Magnetfeldänderung erzeugt. Die magnetischen Eigenschaften eines marktüblichen Kaltarbeitsstahls werden hinsichtlich der sensorischen Eignung für dieses Konzept diskutiert und erste Ergebnisse bezüglich der Korrelation von Sekundärsensorsignalen zur aufgebrachten Last dargestellt.

Die Fakultät Maschinenbau der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt (FHWS) greift das Thema Energiewende aus der Hightech Agenda Bayern auf und entwickelt einen neuen Studiengang Wasserstofftechnik. Ab Oktober 2021 soll es Studierenden dort möglich sein, sich vertieft mit Wasserstoff zu befassen, um sich später auch beruflich diesem bedeutenden Bestandteil der Energiewende zu widmen. Im neuen Studiengang stehen vor allem die Entwicklung von H2-Anlagen, deren laufender Betrieb sowie die entsprechende Anlagen- und Arbeitssicherheit im Mittelpunkt. Zur Studiengangentwicklung und -gestaltung sollen maßgeblich ein ständiger Austausch sowie spätere Projektkooperationen mit Unternehmen und deren Fachexperten beitragen.

In this paper the applicability of different optical measurement techniques for species and temperature detection in internal combustion engines is discussed, especially for hydrogen combustion. The presented techniques cover the flame luminosity, the laser-induced fluorescence, laser Rayleigh scattering, spontaneous Raman scattering and non-linear Raman measurement techniques like coherent anti-Stokes Raman scattering. The potential of the 2-dimensional detection of hydrogen via spontaneous Raman scattering is discussed.

Verbrauchsfern erzeugter Strom aus regenerativen Energien kann über große Distanzen am wirtschaftlichsten mittels der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) transportiert werden. Die HGÜ führt zu einer veränderten elektrischen Belastung der Hochspannungskomponenten. Transiente Übergangsvorgänge bestimmen die elektrischen Feldverteilungen. Bei der Berechnung elektrischer Feldverteilungen in Isoliersystemen für die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) wurden die dielektrischen Eigenschaften bisher in Form von Permittivitäten und parameterabhängigen Leitfähigkeiten berücksichtigt. Langsame Polarisationsvorgänge werden dabei nicht berücksichtigt. Für die Berechnung komplexer Isoliersysteme durch die FEM ist deshalb die Beschreibung der langsamen Polarisationsvorgänge im Isolierstoff durch Differentialgleichungen wünschenswert, die direkt in die FEM einbezogen werden und mit denen je nach Bedarf sowohl einzelne Polarisationsmechanismen als auch ihre Überlagerungen berücksichtigt werden können. In dieser Arbeit werden hierfür auf Basis des bekannten Debye-Ansatzes, und in Analogie zum Netzwerkmodell, zusätzlich zu den Gleichungen, die Verschiebungs- und Leitungsströme beschreiben, weitere Differentialgleichungen direkt in die FEM einbezogen, welche die feld- und temperaturabhängigen Polarisationsströme individuell abbilden. Die Materialfunktionen und ihre Parameter werden durch Messung von Polarisations- und Depolarisationsströmen (PDC) ermittelt. Durch die Implementierung von beliebigen Polarisationsmechanismen in einem FEM-Programm wurde eine Lücke der Berechnungsmöglichkeiten von komplexen, auch dreidimensionalen Isoliersystemen geschlossen, in denen oftmals stationäre oder transiente Temperaturgradienten vorliegen und in denen sich transiente elektrische Feldverteilungen ausbilden. Zur Verifizierung des beschriebenen Berechnungsverfahrens werden transiente Potentialverläufe an den Steuerbelägen von entsprechend modifizierten Hochspannungsdurchführungen unter Gleich- und Umpolspannungen sowie unter thermischen Gradienten gemessen. Dabei kann eine bisher nicht erreichte Übereinstimmung der transienten und stationären Potentialverläufe zwischen FEM-Simulation und Messung erzielt werden. Auswirkungen auf Prüf- und Belastungsszenarien werden anhand von Simulationen diskutiert.

Nowadays, cable systems are often preferred when deciding on the type of new transmission lines even in the high and extra high voltage range. One of the main reasons is the better public acceptance. In addition, the power to be transmitted in the grid is increasing leading to increased ohmic losses and thus, to higher thermal stress on the materials. The investigations in this contribution focus on cable joints, which represent important and decisive components of cable systems. In order to optimize the design and to ensure reliable operation over the entire service life, the temperature profile within these components is of special interest. For their detailed investigation, a test circuit was set up consisting of a cable section and sections with build-up stages of a cable joint. A large number of measuring points were defined also at points where no measurement is possible in normal operation. With a thermographic camera the surface temperature distributions were observed. With the laboratory setup temperature profiles under various load conditions were recorded. A detailed FEM model was built and verified with help of these measurements. The model permits the investigation of specific questions of cable systems such as the comparison of temperature loads resulting from normal operating conditions and of test procedures according to the relevant standards. Besides others the effect of stressing the insulation and sealing system by heating the inner conductor vs. heating from outside by surrounding water is discussed.