TY - GEN A1 - Lisker, Roberto A1 - Hellwig, Udo A1 - Wildenauer, Franz-Xaver T1 - Entwicklung und Leistungsbestimmung einer 2,2 kW Tesla Turbine T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2015 N2 - Im Folgenden wird die Entwicklung und Evaluation eines 2,2 kW Tesla Turbinen Prototyps beschrieben. Ausgehend von der konstruktiven Verbesserung der Ein- und Auslassströmung – mit dem Ziel der Steigerung des isentropen Wirkungsgrades – wurde ein Turbinenprototyp gefertigt und auf einem Turbinenversuchsstand erprobt. Hierbei wurde untersucht, ob eine Wirkungsgradsteigerung mit einem Profileinsatz möglich ist. Die gewonnenen Ergebnisse lagen im Erwartungsbereich und zeigten, dass der Profileinsatz zu einer Wirkungsgradsteigerung bei beiträgt. N2 - This article deals with the development and evaluation of a 2.2 kW Tesla Turbine prototype. Based on design improvements of the in- and outflow of the turbine, with the goal of increasing the isentropic efficiency, a Tesla Turbine Prototype has been built and tested in a turbine test rack. It was investigated whether a profiled shaft inset can increase the isentropic efficiency of the turbine. The results were achieved and demonstrated that a profiled shaft can increase the efficiency of the turbine. Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3582 SN - 0949-8214 VL - 19 SP - 61 EP - 66 ER - TY - GEN A1 - Hellwig, Udo A1 - Nikolaus, Hartwig T1 - CFD-Simulation zur Untersuchung des Strömungsverhaltens in Strukturrohren T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2004 N2 - Die CFD (Computational Fluid Dynamics)-Simulation hat mittlerweile in alle technischen Bereiche Einzug gehalten, in denen die Vorhersage strömungstechnischer Ereignisse relevant ist. Nach wie vor ist allerdings eine Validierung von Rechenergebnissen mit Messdaten unerlässlich, um zu vertrauenswürdigen Simulationsergebnissen zu kommen. Dies ist u. a. darauf zurückzuführen, dass die am Markt verfügbare CFD-Software darauf ausgerichtet ist, ein möglichst breites Anwendungsspektrum zu bedienen. Die implementierten Berechnungsmodelle müssen im Rahmen der Modellierung durch die Wahl geeigneter Randbedingungen an den zu untersuchenden Anwendungsfall angepasst werden. Y1 - 2004 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3991 SN - 0949-8214 VL - 9 SP - 26 EP - 33 ER - TY - GEN A1 - Hellwig, Udo A1 - Böhme, Olga A1 - Schmitz, Werner A1 - Wetzig, Edgar T1 - Zur elektrokinetischen Sanierung arsenkontaminierter Böden im Land Brandenburg T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2002 N2 - Das Grundstück der Technischen Fachhochschule Wildau, Standort Friedrich-Engels-Straße, und anrainende Grundstücke sind ein alter ehemaliger chemischer Industriestandort, auf dem schon vor dem Ersten Weltkrieg chemische Produkte hergestellt wurden. Die oberirdischen Anlagen sind bis auf wenige Gebäude nicht mehr vorhanden. Unterirdisch sind dagegen noch einige Lager- und Leitungselemente und eine erhebliche Abraummenge vorzufinden, die ein gewisses umweltrelevantes Gefährdungspotenzial darstellen. Y1 - 2002 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-6860 SN - 0949-8214 VL - 7 SP - 25 EP - 34 ER - TY - GEN A1 - Richter, Wilfried A1 - Hellwig, Udo T1 - Holzgas-Blockheizkraftwerke für Holz und Holzabfälle : Konzepte - Technik - Betriebserfahrung T2 - Wissenschaftliche Beiträge 1/1997 N2 - In der Energiepolitik sind für die Zukunft Ziele gesteckt, die keinen unmittelbaren wirtschaftlichen Gewinn erkennen lassen. Dazu gehört die Reduzierung der C02-Emissionen, um den Treibhauseffekt zu mindern und die Erschliessung neuer Energiequellen, die notwendig sind, um langfristig die Energieversorgung zu sichern. Die Vorräte an fossilen Energieträgern sind begrenzt. Auf der Suche nach anderen Energieträgern bieten sich Reststoffe aus der Produktion an. Diese Reststoffe verfügen oft über einen ausreichenden Heizwert, so daß sich die energetische Nutzung lohnt. Auf der anderen Seite stellen sie ein Entsorgungsproblem dar, weil die Deponiekapazitäten nicht ausreichen bzw. ihre Deponierung nach dem Gesetz nicht mehr erlaubt ist. Für neue Energieträger müssen neue Energiewandler entwickelt werden. Dabei sind Maschinen, die die hochwertige Energie Strom erzeugen, besonders interessant. Die erforderliche Technik für die Aufgaben der Zukunft muß rechtzeitig entwickelt sein, damit sie zur Verfügung steht, wenn sie gebraucht wird. Der für diese Entwicklung nötige Freiraum ist nur sehr begrenzt. Die Kriterien für die Förderung neuer Techniken sind nicht nach den langfristigen Notwendigkeiten ausgerichtet, sondern orientieren sich an dem kurzfristigen Erfolg. Y1 - 1997 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-8907 SN - 0949-8214 VL - 3 IS - 1 SP - 77 EP - 80 ER - TY - GEN A1 - Hellwig, Udo A1 - Görlich, Thomas A1 - Almstedt, Gerhard T1 - Untersuchungen zur Entwicklung einer Faßausheizanlage BT - Kurzfassung des Abschlußberichts T2 - Wissenschaftliche Beiträge 1/1996 N2 - Die Auslieferung von Schmier- und Lösemitteln im Bereich der Chemie und der Verfahrenstechnik wird von den meisten Herstellern in Sicken-Spundfäßern durchgeführt. Diese Fässer sind aus dünnwandigem, profiliertem Stahlblech gefertigt, besitzen an der Stirnseite zwei Spundlöcher und in der Regel ein Fassungsvermögen von ca. 200 1. In diesen Fässern werden vor allem Flüssigkeiten und Dispersionen, also primär fließfähige Stoffe transportiert. Bedingt durch Wandanhaftung und andere technische Bedingungen kommt es nie zu einer vollständigen Entleerung der Fässer. Abhängig von Art und Beschaffenheit des Lösemittels sowie der Sorgfalt bei der Entleerung, kann von einer durchnittlichen Restmenge von ca. 0,5 - 1 1 Flüssigkeit pro Faß ausgegangen werden. Diese Menge kann sich noch erheblich erhöhen, wenn Lackschlämme oder pastöse Stoffe in den Fässern enthalten waren. Es ist abzusehen, daß in näherer Zukunft neue Vorschriften hinsichtlich der Rückgewinnung und des Umgangs mit Lösemitteln erlassen werden. Dabei ist auch mit einer weiteren Verschärfung der Auflagen für den Umgang und die Entsorgung mit Lösemittelresten zu rechnen. Y1 - 1996 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-8164 SN - 0949-8214 VL - 2 IS - 1 SP - 25 EP - 30 ER - TY - GEN A1 - Hellwig, Udo T1 - Orientierende Untersuchungen zur elektrokinetischen Sicherung kontaminierter Standorte T2 - Wissenschaftliche Beiträge 1/1995 N2 - Forschungsprojekte aus den USA und den Niederlanden haben die vielseitige Einsetzbarkeit der Elektrokinetik bereits bewiesen. Erfolgreich eingesetzt wurde die Methode z. B. in den USA als Präventivmaßnahme zum Schutz des Grundwassers im An- und Abstrombereich von Deponien. Beprobungen von Boden und Grundwasser auf dem Gelände der TFH Wildau ergaben Schadstoffkonzentrationen, die die Grenz-/Richtwerte zum Teil um mehr als das 1000-fache übersteigen. Die größten bisher festgestellten Arsenkonzentrationen betragen 51.000 µg/l (Grenzwert 60 µg/l); an dieser Stelle ist die elektrische Leitfähigkeit des Grundwassers größer als 20.000 µS/cm (Normalwerte liegen zwischen 500 und 1.33 µS/cm). Da insbesondere Arsen in Boden und Grundwasser sehr mobil ist, ist davon auszugehen, daß das Grundwasser in einem größeren Bereich kontaminiert ist. Die Quellorte des Schadstoffeintrags sind z. Z. noch nicht hinreichend erfaßt. Dazu wären z. B. flächendeckende geophysikalische Kartierungen erforderlich. Vorbereitend dazu wurde im Rahmen des beantragten Projekts eine geophysikalische Untersuchung des Flurstücks 480/2 (ehemaliges Sportplatzgelände) auf dem Gelände der TFH Wildau durchgeführt. Aus den Untersuchungen geht ein unmittelbarer Handlungsbedarf hervor. Y1 - 1995 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-8037 SN - 0949-8214 VL - 1 IS - 1 SP - 51 EP - 56 ER - TY - CHAP A1 - Lisker, Roberto A1 - Nowitzki, Mario A1 - Hellwig, Udo A1 - Wildenauer, Franz-Xaver T1 - Comparable numerical study on different working fluids for micro scale power cycle integrated into a pellet fired boiler BT - Numerical Simulation of the Tesla Turbine Efficiency T2 - Conference Proceedings : 1st German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems SusRes : 1st July 2020 - Kara, Togo N2 - A cost-effective power cycle shall be developed to supply heat and electricity (co-generation). The aim of this study is to find an appropriate power cycle and working fluid for a friction turbine application. Due to its low production costs, better scalability and low-maintenance requirements, a friction turbine, also known as Tesla turbine, shall be used. In order to find a proper working fluid and estimate the efficiency and power output,a numerical study was performed on five promising working fluids namely Xenon, Argon, Helium, Air and superheated Steam. The simulation model consists of three disks with a diameter of 0,25 m and an outlet diameter of 0,12 mm rotating at constant 10.000 rpm.It is tried to keep the Gap Reynolds number at a constant 73, to ensure a laminar flow regime between the disks. The outcome of the numerical study showed that all working fluids are suitable. The highest efficiency (shaft power / technical power) has been achieved with steam (96%) and a power output of 126 W/gap. The least efficiency with 89% has been realized with air and a Power output of 118 W/gap. The noble gases are in between these fluids. By comparing the simulation data and taken into account numerical and estimation errors,all five working fluids are at par. Thus, the choice of the working fluid and the power cycle is an economical. While a hot gas air turbine is not as efficient as the steam turbine, the invest and maintenance costs are lower due to less heat exchangers and necessaries like water reconditioningand a phase separator. Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-13383 SP - 73 EP - 80 ER - TY - GEN A1 - Hellwig, Udo A1 - Nikolaus, Hartwig T1 - Simulation der Rauchgasströmung in einem Kessel zur Müllverbrennung T2 - Wissenschaftliche Beiträge 1/2000 N2 - Im Bereich der Industriekesseltechnik besteht ein großes Optimierungspotential hinsichtlich der gas- und wasserseitigen Strömungsführung, um die Prozesse effizienter gestalten zu können. Dampferzeuger wurden lange Zeit auf sehr traditionelle Art und Weise ausgelegt. Rechentechnische Modelle zur Beschreibung komplexer Vorgänge lagen kaum vor. Die vorhandenen ermöglichten nur eine stark vereinfachte Darstellung der Wirklichkeit. Die numerische Berechnung von physikalischen Phänomenen der Strömungsmechanik hat sich zunehmend von einem reinem Hilfsmittel der Wissenschaft zu einem Ingenieurwerkzeug entwickelt. Neben dem Experiment steht damit die CFD-(Computational Fluid Dynamies) Simulation als weiteres Problemlösungswerkzeug zur Verfügung. CFD-Analysen ermöglichen Einblick und damit ein tieferes Verständnis von Strömungs-, Wärme- und Stoffübertragungsvorgängen und weiteren physikalischen Prozessen. Besonders in der Kesseltechnik liegt ein ausgedehntes Anwendungsgebiet für diese Berechnungsmethoden vor, da - eine meßtechnische Erfassung relevanter Parameter oft nur eingeschränkt möglich ist und - hohe meßtechnische Anforderungen durch Hochtemperaturbereiche, korrosive Medien (Gasseite) und Zweiphasenströmungen (Wasser/Dampfseite) gestellt werden. CFD wird in zunehmendem Maße ein integraler Bestandteil bei der Auslegungs- sowie bei der Optimierungsarbeit bestehender Wärmeübertragungs- und Verbrennungssysteme. Y1 - 2000 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-7306 SN - 0949-8214 VL - 5 IS - 1 SP - 63 EP - 72 ER - TY - GEN A1 - Jänchen, Jochen A1 - Ackermann, Dietrich A1 - Weiler, Eveline A1 - Stach, Helmut A1 - Hellwig, Udo T1 - Optimization of porous materials for thermochemical storage of heat T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2005 N2 - Increasing interest in the application of the thermochemical storage or adsorption heat pumps for utilization of industrial waste heat and solar heat stimulated several experimental and theoretical studies on short and long term heat storage (Tchernev, 2001, Mittelbach et al., 2000, Hauer et al.,1999) as well as heat driven heat pumps (Meunier,, 1986, Dieng, and Wang, 2001). However, less attention was paid to the properties of the porous materials such as common zeolites, silica gels or aluminosilicates which are mainly designed for catalysis and adsorption technologies but are not optimized for thermochemical heat storage applications. In recent years some new storage materials were suggested and characterized such as the so called composite adsorbens (Levitskij et al., 1996, Jänchen et al., 2000) which have considerable high storage densities, a low charging temperature but their temperature lift is limited. Very recently (Jänchen, et al., 2002) we suggested the introduction of the AlPO4’s for heat storage and heat transformation purposes. AlPO4’s are zeolites-like microporous materials, which are mildly hydrophilic and may have the potential to close the gap between silica gels and zeolites in respect to the optimization of the adsorption strength of the water and the ability to be desorbed at mild conditions. Those microporous aluminophosphates can be modified by incorporation of some silicon into the lattice to tailor their adsorption properties with respect to the water adsorption/desorption properties. The aim of this paper is to characterize the state of the art of the optimization of those new thermochemical storage materials, based on recent results, as an starting point for a continuation of the this project. Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-4335 SN - 0949-8214 VL - 10 SP - 110 EP - 113 ER - TY - JOUR A1 - Kölling, Axel A1 - Lisker, Roberto A1 - Hellwig, Udo A1 - Wildenauer, Franz-Xaver T1 - Friction expander for the generation of electricity (FEGE) JF - Renewable Energy and Power Quality Journal (REPQJ) N2 - At present and in future the necessity of generating electricity using renewable resources globally is most important and clearly evident. Depending on how the scenarios are designed and disregarding fossil resources the contributions of renewable energy sources have to be increased by a factor of four to six as far as it concerns the installed capacity and the amount of electricity generated. The corresponding annual investment costs amount some hundred billion US-$ and the CO₂ emission reduction equals one Gt. In any case heat to electricity conversion systems based on biomass, geothermal and process heat recovery are expected to provide significant contributions to this objective. Besides several others the conversion technology of a Rankine Cycle Process is most suitable over a wide range of capacities notwithstanding the possibilities to applicate working fluids of non-organic or organic character. Particularly for the heat recovery from the exhaust gas of biogas operated internal combustion engines the type of a newly developed friction expander was designed, constructed, built and evaluated. Based on preceding theoretical and numerical calculations as well as constructional and experimental studies using hexane and hexamethoxydisiloxane in the project reported here saturated water steam was used as working fluid. During the experiments carried out in a special test facility the electric power of the system amounted 1.4 kW representing two thirds of the conceptual design. KW - biogas CHP-plant KW - friction expander KW - heat to electricity KW - lightweight construction Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21257 VL - 13 IS - 4 SP - 489 EP - 493 PB - Cultech Publishing ER - TY - JOUR A1 - Kölling, Axel A1 - Siemers, Werner A1 - Hellwig, Udo A1 - Sachno, Nikolai A1 - Schröder, Sebastian A1 - Senkel, Nadine T1 - High temperature biomass fired Stirling engine (HTBS) JF - Renewable Energy and Power Quality Journal (REPQJ) N2 - Biomass is an important resource for the utilisation of renewable energy not only in Germany, but in many other countries. Being sufficient to provide base load it is capable to stabilise electricity grids besides contributing to climate change precaution. Additionally it is essential that the applications for heat, power and fuel feature high conversion efficiencies. Therefore the on-site generation of electricity is a crucial contribution to renewable energy supply, especially in real small-scale applications. The project “HTBioStir” - development of a high temperature heat exchanger for the coupling of biomass boiler and Stirling engine - is designed and realized as a fundamental research project focusing on important mechanisms of heat transfer. The basic approach to generate electricity and heat implies the transfer of enthalpy on high temperature levels from the flue gases of a wood chip operated fire tube boiler to the working fluid helium through the heater head of a Stirling engine generator set. Using an indirect heat transfer mechanism, air as the carrier, an innovative heat exchanger with surface structured industrial power tube bundle and upstream a similar recuperative air-preheater by which an α-type SOLO 2V is operated to gene rate electricity. The leaving air at a much lower temperature level serves then as preheated oxidant in the furnace, while the flue gases produce hot water in the boiler. At present measurement campaigns were carried out to establish energy and mass balances of the fire tube boiler as well as the Stirling engine. KW - air-preheater KW - biomass combustion KW - fire tube boiler KW - high-temperature heat exchanger KW - Stirling engine Y1 - 2014 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21265 VL - 12 IS - 3 SP - 365 EP - 369 PB - Cultech Publishing ER - TY - JOUR A1 - Hellwig, Udo A1 - Kamm, Birgit A1 - Wildenauer, Franz A1 - Kölling, Axel A1 - Kieseler, Stefan T1 - Biophotonic Combined Energy System (BCES) JF - Renewable Energy and Power Quality Journal (REPQJ) N2 - A comprehensive outline of a new approach in closed loop processing for energy utilisation and biomass genera tion using micro algae for electricity, heat and chemicals is presented - the Biophotonic Combined Energy System (BCES). The basic idea proposes that life-cycle management is an es sential strategy in research and business. In terms of the BCES a carbon cycle driven by solar radiation via the photosystems of the Chlorophyceae species Scenedesmus rubescens serves as the core process from which valuable materials are extracted. The resi dues serve as the substrate for biogas generation which is used to run a Combined Heat and Power Plant (CHP) equipped with a gas motor and an exhaust gas carbon dioxide and heat recovery system. The electricity generated is fed into the public grid and the thermal energy is used to make the right temperature for the micro algae suspension. The carbon dioxide from biogas combus tion is injected into the algae suspension thereby closing the elementary loop within the system. KW - bio-chemicals KW - combined heat and power plant (CHP) KW - micro algae KW - solar energy conversion Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21273 VL - 11 IS - 2 SP - 251 EP - 255 PB - Cultech Publishing ER - TY - GEN A1 - Lisker, Roberto A1 - Hellwig, Udo A1 - Wildenauer, Franz-Xaver T1 - Thin Film Condensation in a Tesla Turbine T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2017 N2 - This article deals with the development of a laminar thin film at the outlet area of a disk turbine. The increasing relative velocities at the outlet -caused by the expansion of the working fluid and the reduction of the cross- section area- are reducing the turbine efficiency, resulting in a lower power output and a higher fuel consumption. To overcome this, a certain amount of the working fluid shall condensate at the disk wall propagating a laminar thin film. Within the liquid film higher shear forces will be transported and therefore the power transfer to the disk optimized. Furthermore, and most important, due to the differences in the specific volume between the liquid and the gaseous phase, the volume flow of the gaseous phase is reduced and therefore the relative velocities are effectively reduced, resulting in a higher turbine efficiency. N2 - Im Folgenden wird der Einsatz eines dünnen Flüssigkeitsfilms in der Auslassregion einer Scheibenläuferturbine beschrieben. Die zunehmenden Relativgeschwindigkeiten am Auslass, die durch die Expansion des Arbeitsmediums bei gleichzeitiger Verminderung des durchströmten Querschnittes hervorgerufen wird, führen zu einer Reduktion der Turbineneffizienz und einem höheren Treibstoffverbrauch. Um dies zu unterbinden, soll ein Teil des gasförmigen Arbeitsmediums kondensiert werden, indem sich ein laminarer, dünner Flüssigkeitsfilm bildet. In dem Flüssigkeitsfilm treten höhere Scherkräfte auf, die die Kraftübertragung verbessern. Durch die großen Unterschiede der spezifischen Volumina in der Gas- und Flüssigphase reduziert sich durch die Kondensation der Gasvolumenstrom und somit die Relativgeschwindigkeiten, was zu einer höheren Turbineneffizienz führt. Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-9448 SN - 0949-8214 VL - 21 SP - 71 EP - 76 ER -