Forschung

Die Forschungsschwerpunkte der Institute

Institut für Aufbereitungsmaschinen

  • Aufbereitungsmaschinen und Umwelttechnik, z.B.:
    • verfahrens- und maschinentechnische Untersuchungen
  • Konstruktionsmethodik und Berechnungsmethoden:
    • Bereitstellung von Hilfsmitteln zur systematischen Konstruktion von Maschinen und Anlagen für die Aufbereitungstechnik und den Umweltschutz (Konstruktionsmethodik, neuronale Netze, CAD, FEM, CFD, DEM etc.)
  • Agglomerationstechnik, z.B.:
    • Konzeption und Optimierung von Agglomerationsmethoden für organische und anorganische Rohstoffe
    • Entwicklung alternativer Bindemittel für die Agglomeration von Massenprodukten
  • Aufbereitung von nachwachsenden Rohstoffen, z.B.:
    • Kombination von verfahrenstechnischen Grundoperationen zur Verarbeitung von nachwachsenden Rohstoffen mit höchstem Veredlungseffekt
  • Recycling, z.B.:
    • Zerkleinerung von nicht-spröden Abfällen und nachwachsenden Rohstoffen zur Erzielung definierter granulometrischer Produkteigenschaften
    • Selektive Zerkleinerung von Abfallgemischen
  • Mineralogie, z.B.:
    • Untersuchungen zur Brechbarkeit mineralischer Stoffe

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Institut für Automatisierungstechnik

  • Regionales Virtuelles Kraftwerk auf Basis der Mini- und Mikro-KWK-Technologie
  • Überwachung und effiziente Steuerung von Kleinenergieanlagen
  • Automatisierung dezentraler Energiesysteme
  • CO2-Messwerterfassungs- und Monitoringsystem
  • Automatisierung von Diffusionsexperimenten in metallischen Schmelzen
  • Automatisierung von Digitaldruckstraßen
  • Modellierung und Regelung von Hochtemperaturprozessen in Mehrzonenöfen
  • Internetbasierte Überwachung und Steuerung von automatisierungstechnischen Prozessen

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Institut für Elektrotechnik

  • Elektrifizierung Antriebsstrang, z.B.:
    • Untersuchung möglicher E-Maschinenkonzepte für Hybrid- und Elektrofahrzeuge
    • Auslegung fahrzyklusoptimierter Antriebe hoher Leistungsdichte
  • Regelung elektrischer Antriebe unter Verwendung von Beobachtern, z.B.:
    • Entwicklung von robusten Beobachtern für nichtmessbare Größen
    • Minimierung der dynamischen Beanspruchung im mechanischen Antriebsstrang
  • Mathematische Modellierung und digitale Simulation von Asynchron- und Synchronmaschinen, z.B.:
    • Weiterentwicklung der mathematischen Maschinenmodelle
    • Softwareentwicklung
  • Identifikation der Parameter von Asynchron- und Synchronmaschinen, z.B.:
    • Verfahren sowohl für Stillstand als auch für FOR geregelten Betrieb
    • Vermeidung der Differentiation von Zustandsgrößen durch Anwendung von MOD-Funktionen

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Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen

  • an der Professur für Energieverfahrenstechnik und thermische Rückstandsbehandlung: effiziente und umweltverträgliche thermochemische Veredlungsprozesse (Vergasung, Pyrolyse, Verkokung etc.) von Energieträgern, wie Kohlen, Erdöl, Erdgas, Biomasse und Abfallstoffen
  • an der Professur für Reaktionstechnik: Reaktionstechnik homogener und heterogener Prozesse, die Optimierung bestehender und die Entwicklung neuer Verfahren der Erdölverarbeitung und Petrochemie, Herstellung von Biokraftstoffen und synthetischen Kraftstoffen
  • an der Professur für Numerische Thermofluiddynamik: Modellierung und Simulation von reaktiven Strömungen und Hochtemperaturprozessen, Verbindung von Grundlagen- und angewandter Forschung: Von detaillierten Flammenstrukturen zur Simulation von technischen Reaktoren

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Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik

Keramik

  • thermoschock- und korrosionsbeständige keramische Werkstoffe für Hochtemperaturanwendungen in der Metallurgie, Zement-, Glas- und Kalkindustrie
  • grobkörnige refraktäre Verbundwerkstoffe aus refraktärem Metall und Feuerfestkeramiken
  • Metall-Keramik-Verbundwerkstoffe für Verschleißanwendungen
  • poröse Keramiken für Hochtemperaturanwendungen
  • alkalikorrosionsbeständige Wärmedämmstoffe für die Vergaser- und Zementindustrie
  • keramische Verfahrenstechnik (Schlickerguss, Druckschlickerguss, Pressformgebung, pulsierende CIP, Extrusion, Flammspritzen, Shotcreting, additive Fertigung)
  • Werkstoff- und Bauteilprüfung für Raum- sowie Hochtemperaturanwendungen
  • energieschonende keramische Technologie
  • Entwicklung von selbstheilenden Materialien und Feuerfesterzeugnissen mit verlängerter Lebensdauer
  • Entwicklung von anorganischen nichtmetallischen Materialien mit reduziertem Emissionsausstoß bei der Herstellung und Anwendung

Glas- und Emailtechnik

  • Grundlagen- und Angewandte Forschung zur Glastechnologie
  • Optimierung der Gemengetechnologie
  • Modellierung glastechnischer Prozesse
  • Glasrecycling und Verwertung von Reststoffen
  • Veredlung von glasigen Oberflächen
  • Emails und Emailtechnologie
  • Neue Methoden des thermischen und chemischen Härtens
  • Neue Messmethoden zur Prozessüberwachung
  • Glasfasertechnologie
  • Faserverstärkte Baustoffe
  • Schaumglastechnologie

Baustofftechnik

  • Ternäre Bindemittel - Trockenmörteltechnologie: Entwicklung und Charakterisierung von Spezial- und Hochleistungsmörteln
  • Nachhaltige Bindemittel: Wechselwirkung und Eignung sekundärer Zusatzstoffe (SCM- Secondary Cementitious Materials) sowie neuartige Stoffsysteme wie CSA Zement, Geopolymere etc.
  • Selbstverdichtender Beton: Mischungsentwurf und Charakterisierung der Einflüsse von Zusatzmitteln, Zusatzstoffen und Mischregime
  • Dauerhaftigkeit (Frost-Tau Widerstand und Sulfatbeständigkeit) von Beton und Mörtel
  • Herstellung und Charakterisierung von Portland- und Tonerdezementen
  • Charakterisierung von Struktur und Hydratation von LCC, ULCC und Spinel Betonen einschließlich der Entwicklung von praxisorientierten Zusammensetzungen für Feuerbetone
  • Charakterisierung und Optimierung rheologischer Eigenschaften technischer, konzentrierter Suspensionen (Pasten und Mörtel)
  • Frühes Schwindverhalten: Grundlegende Themen zu den Mechanismen von plastischem-, autogenem- und Trocknungsschwinden sowie Einstellung des Schwindens der entsprechenden Mörtelsysteme
  • Grundlagenforschung zur Entwicklung der Mikrostruktur mit Kalorimetrie, quantitativer XRD, N2 und H2O Sorption, Porosimetrie und Ultraschall

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Institut für Maschinenelemente, Konstruktion und Fertigung

  • Professur Maschinenelemente, z.B.:
    • Auslegung und experimentelle Untersuchung tribologisch belasteter Maschinenelemente (Dichtungen, Lager, Bremsbeläge)
    • Experimentelle Untersuchung und Modellierung des Reifen-Fahrbahn-Kontaktes
    • Bestimmung von Kontaktpressung, -verformung, -reibung, -erwärmung
    • Lebensdauerauslegung von Maschinenelementen
    • Betriebsfestigkeitsbestimmung von Maschinen und Anlagen
    • Vorauslegung von Komponenten der Vorderwagenstruktur
    • Komponententests am Crashversuchsstand
  • Professur Konstruktions- und Fertigungstechnik, z.B.:
    • Untersuchung des thermischen Verhaltens von Polymerbeton-Bauteilen
    • Oberflächengenauigkeiten beim HSC-Fräsen
    • Werkzeugentwicklung für das HSC-Fräsen
    • Optimierung der NC-Bearbeitungsfolge beim HSC-Fräsen
    • Gusskonstruktion

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Institut für Mechanik und Fluiddynamik

 

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Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik

Die Forschung am Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik umfasst das gesamte Feld der Mechanischen Verfahrenstechnik mit Schwerpunkten in der Partikeltechnologie und der Aufbereitung von mineralischen wie Sekundärrohstoffen. Ein besonderer Fokus liegt auf der Betrachtung von Partikelsystemen und Partikel-Partikel-Wechselwirkungen in nicht-wässerigen Flüssigkeiten (organische Lösungsmittel).
Durch die detaillierte Betrachtung der Wechselwirkungen zwischen einzelnen Partikeln, in Partikelkollektiven sowie von Partikeln mit dem sie umgebenden Medium ist es möglich, die Prozessgesetze einer Vielzahl von Grundoperationen der Mechanischen Verfahrenstechnik zu beschreiben – z. B. Filtration und Waschung, Sortieren und Klassieren, Mahlen, Dispergieren und Agglomerieren. Hierauf aufbauend werden konkrete Entwicklungen in den Bereichen partikelgefüllte Kompositmaterialien und Aufbereitungsprozesse vorangetrieben.
Alle Arbeiten haben die technischen Anwendung und Umsetzung im Blick, d.h. die Apparatetechnik der Mechanischen Verfahrenstechnik.

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Institut für Thermische Verfahrenstechnik, Umwelt- und Naturstoffverfahrenstechnik

  • Arbeitsgruppe Thermische Verfahrenstechnik, z.B.:
    • Reaktive Absorption und Rektifikation
    • Stofftransportmodelle, Membrankontaktoren mit dichten Membranen
    • Modellierungssystematik für Pervaporationsprozesse
    • Analyse und Optimierung komplexer Downstreaming-Prozesse
    • Rieselfilmströmungen auf glatten und strukturierten Oberflächen
  • Arbeitsgruppe Umwelt- und Bioverfahrenstechnik, z.B.:
    • Acid mine drainage
    • Schadstoffabbau durch AOP‘s
    • Naturstoff- und Kohleextraktion
    • Forward Osmose zur Wasserentsalzung und Abtrennung von Schadstoffen
    • Altreifenthermolyse mittels Induktion, Aufbereitung von Thermolysegas und -ölen
  • Arbeitsgruppe Agglomerationstechnik und Naturstoffverfahrenstechnik, z.B.:
    • Veredlung von Braunkohlen, -xylit und Ernterückständen zu Verbundpellets
    • Feuchtpelletierverfahren für Veredelung verschleißintensiver Produkte
    • Granulierungsverfahren für Weichbraunkohlen
    • Braun- und Biokohlen als Bodenverbesserer
    • Brennstoffeintragsysteme für druckaufgeladene Vergasungssysteme

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Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik

  • Professur für Technische Thermodynamik, z.B.
    • Bestimmung thermophysikalischer Stoffdaten
    • Numerische Simulation in der Konstruktionsphase eigenentwickelter Apparaturen
    • Experimentelle Bestimmung von Wärmeübergangskoeffizienten
    • Visualisierung von Strömungen
    • Geothermie
    • Strömungen mit gekoppelten Transportprozessen
    • Strömungen mit freien Oberflächen (Filmströmungen)

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  • Professur für Gas- und Wärmetechnische Anlagen, z.B.:
    • Ursache und Vermeidung der Beeinträchtigung von Rekuperator- und Regenerativbrenner durch Ablagerungen
    • Optimierung gasbeheizter Aluminiumschmelzöfen durch Untersuchung zur Abbrandminimierung und Wärmerückgewinnung sowie strömungs- und wärmetechnische Simulation
    • Dynamik der katalytischen Schadstoffreduktion zur emissionsoptimierten Realisierung der dieselmotorischen CO2 Potentiale
    • Verbrennungstechnische Eigenschaften und deren Auswirkung auf die katalytische Schadstoffreduktion von biogenen flüssigen Energieträgern
    • CO2-Reduktion durch innovatives Vergaserdesign

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