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In der heutigen Zeit sind viele Menschen von Rückenschmerzen betroffen. Besonders in der Industrie, beispielsweise im Bereich der Logistik oder der Produktion, kommt es durch die gesundheitlichen Beschwerden zu Arbeits- und Produktionsausfällen. Um den Beschwerden vorzubeugen, werden Exoskelette entwickelt, die das Muskel-Skelett-System unterstützen. Exoskelette sind am Körper getragene Assistenzsysteme, die mechanisch auf den Körper einwirken. Insbesondere reduzieren sie den Kompressionsdruck im Bereich des unteren Rückens. In diesem Zusammenhang wird mit der vorliegenden Bachelorarbeit die Entlastung der Lendenwirbel durch den Einfluss von Exoskelett-typischen Kräften, die im Bereich des Brustkorbs und der Oberschenkel wirken, untersucht. Dabei beschränkt sich die Untersuchung auf eine Anhebung, wie beispielsweise die Anhebung einer Kiste. Mithilfe eines markerbasierten und nicht-invasiven 3D-Aufnahmeverfahrens wird eine Hebebewegung ohne Exoskelett aufgenommen. Die experimentelle Aufnahme wird in der Software OpenSim mit einem computerbasierten Skelettmodell verknüpft. Durch das Hinzufügen von Exoskelett-typischen Kräften, die auf das Skelettmodell beim Anheben wirken, wird die Krafteinwirkung während des Tragens eines Exoskeletts simuliert. Dabei entstehen Drehmomente im unteren Rückenbereich, die in dieser Arbeit analysiert werden. Die Auswertung des nicht-invasiven Verfahrens liefert die Erkenntnis, dass der Einsatz eines Exoskeletts beim Anheben im Bereich der Lendenwirbel zu einer Verringerung der Drehmomente und somit zu einer Verringerung der Belastung des unteren Rückens führt.

Dieses erfolgreiche, didaktisch ausgereifte Lehrbuch wurde zuletzt fachlich in der Gasdynamik, der Behandlung des Verdichtungsstoßes und bei den verlustbehafteten Strömungen ergänzt. Außerdem wurde der allgemeine Energiesatz aufgenommen. Das Buch zeichnet sich durch eine prägnant kurze, mathematisch verständliche und anwendbare Einführung in die Grundlagen aus und gibt dem Leser Gelegenheit, sein Verständnis durch Übungen zu vertiefen. Die aktuelle Auflage wurde vollständig in sprachlicher Hinsicht überarbeitet und das Sachwortverzeichnis ergänzt.

Die Navier-Stokes Gleichungen bilden mit der Energiegleichung die Basis zur Beschreibung reibungsbehafteter Strömungen. Kennzahlen bilden die Grundlage der Ähnlichkeitsbetrachtungen und Modellgesetze. Lösungen werden für laminare und turbulente Strömungen ermittelt. Der Impulssatz dient zur Berechnung von Kraftwirkungen. Druckverluste bei Durchströmungen und Strömungswiderstände bei Umströmungen werden an Beispielen ermittelt. Die Grenzschichttheorie findet bei hohen Reynoldszahlen Anwendung.

Die Kombination von Reibung und Kompressibilität wird bei der Rohrströmung, der Kugelumströmung und der laminaren und turbulenten Plattengrenzschicht untersucht. Das Auftreten von Verdichtungsstößen führt zur Stoß-Grenzschicht-Interferenz und auf den Tsien-Parameter. Die Mach-Reynoldszahl Ähnlichkeit in der Gasdynamik führt zur Abgrenzung der verschiedenen Strömungsbereiche. Resultate von Windkanaluntersuchungen sowie analytischen und numerischen Berechnungen werden für das Rhombusprofil und das NACA 0012 Profil analysiert.

Dieses ausgereifte Lehrbuch bringt in prägnant kurzer und mathematisch verständlicher Darstellung die strömungstechnischen Grundlagen. In der aktuellen Auflage wurde ein Abschnitt zu Dissipation und Viskosen Potentialströmungen ergänzt. Aufgaben mit Lösungen helfen den Lernstoff richtig anzuwenden und fördern das Verständnis.

Die Eigenschaften von Fluiden sind zur Beschreibung von Strömungsvorgängen mit den Erhaltungssätzen für Masse, Impuls und Energie notwendig. Für inkompressible Fluide wird die Grenze der Dichteänderung in Abhängigkeit der Machzahl angegeben. Die Rheologie behandelt die Fließeigenschaften der Fluide bei Deformationen in Strömungen. Die Viskosität tritt beim newtonschen Schubspannungsansatz auf. Das Verhalten von Druck und Dichte in der Hydro- und Aerostatik wird beschrieben.

Die Kombination von Reibung und Kompressibilität wird bei der Rohrströmung, der Kugelumströmung und der laminaren und turbulenten Plattengrenzschicht untersucht. Das Auftreten von Verdichtungsstößen führt zur Stoß-Grenzschicht-Interferenz und auf den Tsien-Parameter. Die Mach-Reynoldszahl Ähnlichkeit in der Gasdynamik führt zur Abgrenzung der verschiedenen Strömungsbereiche. Resultate von Windkanaluntersuchungen sowie analytischen und numerischen Berechnungen werden für das Rhombusprofil und das NACA 0012 Profil analysiert.

This mature textbook brings the fundamentals of fluid mechanics in a concise and mathematically understandable presentation. In the current edition, a section on dissipation and viscous potential flows has been added. Exercises with solutions help to apply the material correctly and promote understanding.

The expansion of fluctuating renewable electricity production from wind and solar energy requires huge storage capacities. Power-to-gas (PtG) can contribute to tackle that issue via a two-step process, the electrolytic production of hydrogen and a subsequent methanation step (with additional CO2). The resulting fully grid compatible methane, also known as synthetic natural gas (SNG), can be both stored and transported in the vast existing natural gas infrastructure. To overcome current major drawbacks of PtG, the relatively low efficiency and the high costs, we developed an improved method for the methanation step. In our approach we use a further development of the biological in situ methanation of hydrogen in biogas plants. Because this strategy uses directly internal residual CO2 from the biogas process in the biogas plant, you neither need additional external CO2 nor special reactors. Thus, PtG is combined with the production of an upgraded highly methane rich raw biogas. However, the low solubility of hydrogen in aqueous solutions and the exploitation of the maximum biological production rates are still an engineering challenge for high performance biological in situ methanation. In our experiments a setup with membrane gassing turned out to be most promising to ensure a sufficient gas liquid mass transfer of the hydrogen. The monitoring of hydrogenotrophic and aceticlastic archaea showed some adaption of these microbial subgroups to the hydrogen feed. In order to achieve high methane concentrations of more than 90 % in the raw biogas a CO2-controlled hydrogen feed flow rate is suggested. For methane concentrations lower than 90 % simple current controlled hydrogen supply can be applied.

Der Endverbraucher erwartet die Energielieferung direkt an den Verbrauchsort. Er unterhält für die elektrische Energie und das Erdgas keine Vorratshaltung, weshalb diese bedarfsgleich geliefert werden müssen. Energiespeicher entkoppeln die Primärenergiegewinnung, z. B. im Bergbau, und die Energieumwandlung beim Versorger einerseits und den Energieverbrauch mit seinen zeitlichen Variationen andererseits.

Hybrid drives for automotive application are extensively discussed. In contrast, the company HEINZMANN, the University of Karlsruhe and the University of Applied Sciences Offenburg concentrate on hybrid drives for industrial, offroad purposes in a joint project. These applications promise a much higher fuel saving potential, particularly if highly frequent load cycles are present. Hybrid drive systems offer additional advantages including reduced exhaust aftertreatment requirements due to engine downsizing, better engine dynamics, emissions and noise reduction.

Dieses Lehrbuch vermittelt dem Leser anschaulich ein solides, grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge der Energieumwandlungsprozesse. Es umfasst die gesamte Bandbreite der Energietechnik, angefangen bei den Grundlagen der Energie-Verfahrenstechnik über die Beschreibung ausgeführter aktuellster Anlagen (aller Kraftwerkstypen) bis zur Energieverteilung und -speicherung. Schwerpunkte sind regenerative/nachhaltige Energietechniken, Kombianlagen (z. B. Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke) und Anlagen mit Kraft-Wärme-Kopplung (z. B. BHKW). Neu aufgenommen wurden das Kapitel Kyoto-Protokoll sowie Konzepte zu emissionsfreien Kohlekraftwerken. Das Kapitel zur Liberalisierung der Energiemärkte erfuhr eine neue Fassung. Zahlreiche Verbesserungen an Texten und Bildern wurden eingearbeitet. Auf Grund des didaktischen Konzepts ist dieses Buch nicht nur Studierenden zu empfehlen, sondern auch jedem, der an aktuellen Fragestellungen zur Energietechnik interessiert ist.

Dieses Lehrbuch vermittelt dem Leser ein grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge der Energieumwandlungsprozesse. Es umfasst die gesamte Bandbreite der Energietechnik. Die Schwerpunkte reichen von nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, Kombianlagen (z. B. Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke) über Anlagen mit Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung bis hin zum Kyoto-Protokoll. Die 4. Auflage beinhaltet erstmals Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen zu den einzelnen Kapiteln. Mehrere Kapitel sind aktualisiert. Das Kapitel 18 „Liberalisierung der Energiemärkte“ ist neu gefasst.

Kurz und prägant werden die Energieumwandlungsprozesse dargestellt. Die Schwerpunkte reichen von der kompletten Beschreibung der nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, über Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke sowie Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen bis hin zur Energieverteilung und zum Kyoto-Protokoll. Zu allen Kapiteln gibt es Aufgaben mit vollständigen Lösungen im Anhang. In der aktuellen Auflage wurden in den Kapiteln 3 und 15 die Zahlenwerte aktualisiert. Kapitel 9 wurde entsprechend der neuen Anbieterstruktur überarbeitet und Kapitel 10 um die Adsorptionstechniken ergänzt. Die Kapitel 17-20 wurden vollständig überarbeitet und stellen den aktuellen Stand der globalen politischen Aspekte dar.

Dieses Lehrbuch vermittelt dem Leser ein grundlegendes Verständnis für die Zusammenhänge der Energieumwandlungsprozesse. Es umfasst die gesamte Bandbreite der Energietechnik. Die Schwerpunkte reichen von nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, Kombianlagen (z. B. Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke) über Anlagen mit Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung bis hin zum Kyoto-Protokoll. In der fünften Auflage wurden neue Trends in der Energietechnik eingearbeitet. Das Kapitel Windkraftanlagen wurde um Off-Shore-Anlagen ergänzt, das Kapitel Kernenergie wurde überarbeitet und erhielt den neuen Schwerpunkt Reaktorsicherheit.

Das Wort Gasturbine rührt nicht vom Brennstoff her, der gasförmig, flüssig oder sogar fest sein kann, sondern vom gasförmigen Arbeitsmedium, das bei üblichen offenen Gasturbinen Luft und nach der inneren Verbrennung Luft-Rauchgas ist. Der Brennstoff wird dem angesaugten Arbeitsmedium Luft zugeführt, so dass eine innere Verbrennung stattfindet. Das Abgas wird bei den üblichen offenen Gasturbinen in die Atmosphäre abgegeben.

Die Wasserkraft ist global die bedeutendste erneuerbare Energiequelle zur Stromerzeugung. Sie hat in Deutschland allerdings einen stagnierenden Anteil von nur ca. 3,5 % der gesamten Stromerzeugung. In Deutschland wurde die Wasserkraft bei der Stromerzeugung durch die Windkraft, Photovoltaik und sogar von der Biomassevergasung überholt. Die Wasserkraft ist allerdings eine gut berechenbare Energiequelle und unterliegt nicht den nur kurzfristig vorhersehbaren Schwankungen der Wind- und Solarenergien.