Die Fähigkeit zur Analyse großer Datenmengen sowie das extrahieren wichtiger Erkenntnisse daraus, sind in der modernen Unternehmenswelt ein entscheidender Wettbewerbsvorteil geworden. Umso wichtiger ist es, dabei vor allem nachvollziehbar, reproduzierbar und effizient vorzugehen. Der Beitrag stellt mit dem Instrument der skriptbasierten Datenanalyse eine Möglichkeit vor, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.

Diese Dissertation befasst sich in einem ersten Abschnitt mit der Energieübertragung in Seitenkanalmaschinen. Mit Hilfe der PIV (Particle-Image-Velocimetry) wird die Strömung in einem mit Wasser betriebenen Seitenkanalverdichter sichtbar gemacht. Es wird gezeigt, dass die Zirkulationstheorie die tatsächlich ablaufende Strömung gut wiedergibt. Im weiteren wird ein Seitenkanalverdichter mit radialer Zuströmung und einem, bzw. zwei Unterbrechern im Seitenkanal vorgestellt. Mit dieser Sonderform kann die Lücke im Cordier-Diagramm zwischen den Radialverdichtern und den Seitenkanalverdichtern geschlossen werden.

Die Integral-Differentialgleichung zur Beschreibung des Energietransports der gekoppelten Strahlung/Leitung in einem grauen, absorbierenden und emittierenden, von zwei koaxial zylindrischen Oberflächen begrenzten Medium wird mit der Methode der Finiten Differenzen numerisch gelöst, um Strahlungseffekte bei instationären Heizdrahtmessungen an porösen Wärmedämmstoffen theoretisch zu analysieren. Der Einfluss des Extinktionskoeffizienten des Probenmediums, der Emissivität des Heizdrahtes, der Messtemperatur, der Heizleistung und des thermischen Kontaktwiderstandes wird untersucht. Aufgrund der Berechnungsergebnisse wird die effektive Wärmeleitfähigkeit poröser Wärmedämmstoffe unterbestimmt, wenn deren Extinktionskoeffizienten klein sind. Die Untergrenze des erlaubten Extinktionsbereiches verschiebt sich zu größeren Werten mit zunehmender Messtemperatur. Der thermische Kontaktwiderstand bedeutet eine Verfälschungsgefahr von Messergebnissen, insbesondere wenn der Heizdraht stark emittiert und die Probenoberfläche reflektiert.

Das Hauptziel der Arbeit ist die Herstellung von Brennstoffagglomeraten mit vorteilhaften Verbrennungseigenschaften aus Kohlen unterschiedlichen Inkohlungsgrades für automatisierte Kleinfeuerstätten und die Bewertung ihres Verbrennungsverhaltens. Im Rahmen der Arbeit werden Weich- und Hartbraunkohlen, Feinsteinkohle und der Siebdurchgang der Xylitaufbereitung eingesetzt. Daneben wird die Herstellung und Anwendung von qualitätsoptimierten kleinformatigen Briketts für traditionelle Kleinfeuerungsstätten mit feststehendem Rost und von großformatigen Briketts für Kaminöfen untersucht.

Aufgrund der hohen Porosität von Faserbauteilen wird erwartet, dass der effektive Emissionsgrad vom Temperaturgradienten an der Oberfläche abhängt. Es wurde der effektive Emissionsgrad keramischer Faserbauteile experimentell und numerisch bestimmt. Die Berechnungen erfolgten mit Hilfe einer Zonenmethode, welche auf drei verschiedene geometrische Modelle angewendet wurde. Weiterhin wurden spektrale Transmissionsgradmessungen durchgeführt und der Emissionsgrad für die Fasermaterialien bestimmt, wobei analog zu den numerischen Betrachtungen zunächst konstant temperierte Bauteile untersucht wurden.

Die Motivation der vorliegenden Arbeit ist es, einen geeigneten Mehrzonenofen für die Kristallzüchtung zu bauen, welcher für den Einsatz unter Mikrogravitations-Bedingungen im Orbit (Internationale Raumstation ISS) geeignet ist. In dieser Arbeit wird ein Überblick über Kristallzüchtungsverfahren aus der Schmelze, allgemeine Anforderungen an Kristallzüchtungsöfen, elektrische Beheizungssysteme, geeignete Messsysteme und einsetzbare Materialien gegeben, sowie die Auswahl der Konstruktionsprinzipien und Gestaltung anhand geometrischer, thermischer und atmosphärischer Randbedingungen festgelegt. Die Auslegung und die Dimensionierung des Kristallzüchtungsofens (Energiebedarf, Wärmeverluste, Kühlung) und mechanischen (Spannung, Biegemoment, Festigkeit) werden für geeignetes Optimum gefunden. Die Konstruktionsprinzipien, Gestaltung, Auslegung und Dimensionierung werden am Beispiel FMF durchgeführt. Die Fertigstellung von Konstruktionsunterlagen und Dokumentationen wird ergänzt.

Kegelbrecher zählen zu den Standardzerkleinerungsmaschinen für die Zerkleinerung von mineralischen Rohstoffen. Die bisher vorliegenden Modelle zur Vorhersage von Durchsatz und Produktkorngrößenverteilung sind noch mit großen Unsicherheiten verbunden, wodurch Prognosen nur bedingt verlässliche Aussagen liefern. In der vorliegenden Arbeit werden zwei physikalisch begründete Modelle vorgestellt, die den Materialstrom durch den Kegelbrecher mit Hilfe physikalischer Ansätze beschreiben und auf dieser Grundlage den Durchsatz und die Korngrößenverteilung vorhersagen. Dabei wird eine Trennung von maschinellen und stofflichen Einflüssen vorgenommen. Durch umfangreiche Versuche an einem industriellen Kegelbrecher werden die maschinellen und stofflichen Parameter bestimmt und getestet. Der verbleibende Restfehler zwischen Mess- und Prognosewerten liegt im selben Bereich wie die Mess- und Analysefehler.

Für die Grob- und Mittelzerkleinerung der sich überwiegend zäh verhaltenden Abfälle und Schrotte werden verbreitet Rotorscheren und -reißer eingesetzt. Um die für die Optimierung dieser Maschinen erforderlichen Kenntnisse über die Einzugs- und Zerkleinerungsvorgänge zu erlangen, wurden Untersuchungen zur Schneid-, Scher- und Reißbeanspruchung mit verschiedenen Modellapparaturen sowie Versuche mit kleintechnischen ein- und zweirotorigen Rotorscheren und -reißern durchgeführt. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass in Rotorscheren und -reißern komplexe Beanspruchungen auftreten, die in Abhängigkeit von der Anordnung und Gestalt der Zerkleinerungselemente auf eine Überlagerung von Schneid-, Scher- und/oder Reißbeanspruchungen zurückzuführen sind. Gleichzeitig treten Reibungs- und Verformungsvorgänge auf, die den Gesamtenergiebedarf erheblich erhöhen können. Das Zerkleinerungsergebnis der ein- und zweirotorigen Rotorscheren und -reißer wird zusätzlich von einer Vielzahl konstruktiver, stoffbedingter und betriebsbedingter Parameter beeinflusst.

Die Anwendung einer hybriden Beheizung (hier mikrowellenunterstützter Gasbeheizung) für Anlagen zum Sintern von technischer Keramik ermöglicht eine Qualitätsverbesserung der gesinterten Materialien und eine erhebliche Verkürzung von Prozesszeiten. Die Kombination der Mikrowellen- und Gasbeheizung stellt allerdings spezielle Ansprüche auf die Auslegung, die zu verwendenden Materialien und die Konstruktion von Hybridöfen. Mit Hilfe von MW-Laboranlagen wurden mikrowellengeeignete Werkstoffe für den Ofenbau gefunden und die Wechselwirkungen zwischen Mikrowellen und Gasbrenner untersucht. Auf Basis der Erkenntnisse aus diesen Voruntersuchungen wurden allgemeine Anforderungen für die Auslegung von Hybridöfen definiert. Durch den Bau eines hybridbeheizten Pilotofens wurden die aus den Voruntersuchungen gewonnenen Erkenntnisse verifiziert. Abschließend wurde der Hybridofen zum Sintern von NiZn-Ferriten verwendet, womit die Vorteile des Hybridsinterns bewiesen wurden.

The purpose of the dissertation is to study the properties of solutions to Cauchy problems for a number of well-recognized thermoelasticity models for homogeneous, isotropic media in 1D but also in 3D with and without special terms of lower order. The problems are first put into a more general frame. For the obtained initial value problem a special diagonalization procedure is applied, and under a naturally appearing hierarchy of conditions solution representations are derived that allow to easily read of structural properties of solutions. In detail well-posedness results, results on decay estimates, on diffusive structures and on the propagation of singularities are discussed.