Fluids & Mechanics

Gasmotoren stellen eine zuverlässige Möglichkeit zur Produktion von Strom und Wärme aus brennbaren Gasen dar. Bei größeren Gasmotoren haben sich heute Magerkonzepte (λ > 1) durchgesetzt, zumal dadurch ein schadstoffarmer Betrieb, hinsichtlich Stickoxid- aber auch Kohlenmonoxid-Emissionen, ermöglicht wird. Zur Steigerung des thermischen Wirkungsgrades werden eine schnelle Verbrennung sowie hohe Verdichtungsverhältnisse angestrebt. Erstere kann beispielsweise durch eine gezielte Ladungsbewegung, also der Bewegung des Brennstoff-Luft-Gemisches im Zylinder, erhöht werden. Diese Turbulenzsteigerung und die erhöhten Drücke in Verbindung mit dem mageren Gemisch erfordern bei diesen Motoren jedoch einen erhöhten Zündspannungsbedarf sowie eine verlängerte Brenndauer des Zündkerze. Zudem wird auch eine Ablenkung des Zündfunkens beobachtet. Die Ursache dieser Funkenablenkung ist derzeit nicht restlos geklärt, könnte aber beispielsweise auf äußere Strömungseinflüsse oder elektrochemische Effekte zurückzuführen sein. Unter vorgenannten Gesichtspunkten sind verkürzte Standzeiten dieser Zündeinrichtungen evident und somit eine Forschung sowie letztlich eine Anpassung bzw. Optimierung dringend notwendig.

Im Verlauf der Produktion von Motorradmotoren werden diese nach der Komplettierung mit Motoröl befüllt, welches nach einem anschließenden Probelauf wieder abgelassen wird. Der Grund für diese Vorgehensweise liegt darin begründet, dass beim Erststart eine beträchtliche Menge an Metallabrieb und Fremdstoffen aus der Fertigung vom Motoröl aus dem Motor gespült werden und dieses somit für eine weitere Verwendung nicht mehr einsetzbar ist. Aus ökonomischen aber auch ökologischen Gesichtspunkten wird das abgelassene Motoröl gesammelt und für eine erneute Verwendung regeneriert. Neben dem Eintrag von Feststoffen, welche durch mechanische Abtrennung (Filtration) effizient separiert werden können stellt der produktionsbedingte Eintrag von wasserhaltigem Kühlmittel eine weitere Quelle dar, die zu einer Beein-trächtigung der Schmierstoffqualität führen kann. Im Rahmen der Forschungsakitvitäten erfolgt eine prozesstechnische Optimierung dieser Ölaufbereitung.

Der Schichtaufbau eines modernen Alpinskis setzt sich aus verschiedensten Materialien zusammen mit sehr unterschiedlichen Verformungsverhalten. Für die Fahreigenschaften sind besonders die Biege- und Torsionssteifigkeit des Skis von essentieller Bedeutung. Im Rahmen dieses Projektes werden von sämtlichen Materialien die mechanischen Eigenschaften experimentell bestimmt und anschließend entsprechende mechanische Modelle zur Prognose der Biege- und Torsionssteifigkeit entwickelt. Mittelfristig soll mit Hilfe dieser Modelle Optimierungen durchgeführt werden, um den Ansprüchen der Kunden gerecht zu werden. Dieses Projekt erfolgt in Zusammenarbeit mit der HEAD Sport GmbH in Kennelbach.

Entwicklung einer Demonstrationsanlage zur Aufbereitung von Niederkalorik-Abfall als Substrat zur Verwendung in einer Fermentationsanlage im Abwasserreinigungsbereich für die Abfallwirtschaft Tirol Mitte GmbH.

Empirische Untersuchung zur Entwicklung und Optimierung des Vorfiltrationssystems einer bestehenden LIEBHERR Planierraupe PR736. Durchführung von Feldtest zur Ermittlung eines optimierten Vorfiltrationssystems zur Erhöhung der Filterstandzeit und Einsatzbereitschaft der Planierraupe.

Wissenschaftliche Begleitung der Entwicklung eines Testsystems zur reproduzierbaren Messung der granularen Feuchtigkeit von Schleifscheibenmischungen für die Tyrolit - Schleifmittelwerke Swarovski K.G.

Ziel der geplanten Forschungsaktivitäten ist die Entwicklung eines neuen semi-keramischen Materials für einen elektrisch beheizbaren Katalysatorträger. Im Gegensatz zu bereits auf dem Markt befindlichen Heizeinrichtungen bietet sich mit der direkten Einbringung von Wärme in den Katalysator ein Vorteil im Ansprechverhalten. Als zweiter Vorteil sei die hohe Wärmekapazität des keramischen Grundmaterials genannt, die, sobald der Katalysator auf Betriebstemperatur ist, ein zu rasches Auskühlen verhindert.

Evaluierung und Optimierung des Vorfiltrationsverfahrens zur Erhöhung der Standzeit des nachgeschalteten Filterelements, durch Entwicklung/Test eines alternativen Abscheidekonzeptes für die PRINOTH AG.

Aufbau eines Forschungslabors zur Erarbeitung von Machbarkeitsstudien und prototypischer Umsetzung von innovativen Produktkonzepten und Prozesstechniken für Anwendungen in der Produktion, Betrieb und Instandhaltung von Straßenmarkierungs- und Begrenzungselementen für die SWARCO GmbH.

Arbeitsmaschinen werden, bevor sie gebaut werden, auf eine Vielzahl von Lastfällen und Szenarien numerisch untersucht. Diese Simulationen beschränken sich aber häufig auf einzelne Komponenten und sind nicht in der Lage das komplexe Zusammenspiel derselben abzubilden. Dies führt zu unvorhersehbaren und unerwünschten Phänomenen, insbesondere wenn mehrere physikalische Domänen involviert sind. Ein Digitaler Zwilling hingegen stellt ein virtuelles Pendant der Gesamtmaschine dar. Er erlaubt eine gesamtheitliche Abbildung der Maschinen mit, abhängig von den Ressourcen, unterschiedlichem Detailgrad der Simulation. Vor allem sollte er in der Lage sein, multiphysikalische gegenseitige Beeinflussungen, wie sie bei aktuellen Entwicklungen wie Mehrgrößenregelung, autonomes Fahren und prädiktive Instandhaltung auftreten, abzubilden. Dieses Projekt wird von der Tiroler Landesregierung unterstützt.

Im Bereich der Sondermaschinen, welche zB im Bereich der Landwirtschaft mit sehr hohen Staubkonzentrationen in der Umgebungsluft arbeiten, werden Zwei-Stufen-Filter eingesetzt. Zur Erhöhung der Standzeit sind ähnlich der Industrieanwendung rückreinigbare Filtersysteme zielführend. Im gegenständlichen Projekt werden die Mechanismen zur Rückreinigung in einer mobilen Anwendung untersucht mit dem Ziel bestmöglicher Standzeit und Reinluftqualität.