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Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik

Institutsvorstellung, Aachen, März 2015

Tim Reichel, M.Sc.

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Das Institut

Personal

23 wissenschaftliche Mitarbeiter

8 nichtwissenschaftliche Mitarbeiter

3 Auszubildende

~ 40 studentische Hilfskräfte

Fachgruppe

Materialwissenschaft

und Werkstofftechnik

Institut für Industrieofenbau

und Wärmetechnik

Institutsleitung:

Prof. Dr.-Ing. Herbert Pfeifer

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Anlagen und Versuchshallen

Foto: L. Wels

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Struktur und Arbeitsgruppen

Industrieofentechnik Energie- und Stoffbilanzen Hochtemperaturströmungen

Verbrennung und

Brennertechnik

Mechanik

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Lehrangebot (Master)

Industrieofentechnik

Berechnung und Auslegung von Industrieöfen

Lichtbogenofentechnik

Simulation von Hochtemperaturprozessen

Anlagentechnik

Einführung in die Finite-Volumen-Methode (FVM)

Prozesswassertechnik

Nano-Prozesstechnik

Verbrennungstechnik

Hauptvertiefung

Nebenvertiefung

Allgemeine Systemtechnik

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Hauptvertiefungsmodul 1

Inhalte •Klassifikation von Industrieöfen

•Anlagen zur Wärmebehandlung

•Brennstoffe und

Verbrennungsrechnung

•Brennertechnik

•Energiebilanzen von Industrieöfen

•Grundlagen der Elektrowärme

Industrieofentechnik

Ansprechpartner

Thorsten Demus, M.Sc.

0241-80-26072

demus@iob.rwth-aachen.de

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Hauptvertiefungsmodul 2

Inhalte •Charakterisierung von Strömungen

(laminar, turbulent)

•Grenzschichttheorie

•Gas- und Flüssigkeitsstrahlen

•Auslegung von Einzeldüsen und

Düsenfeldern (z. B. in Kühlstrecken)

•Funktion und Auslegung von Pumpen

und Verdichtern

Berechnung und Auslegung von Industrieöfen

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Arnis Pelss

0241-80-26067

pelss@iob.rwth-aachen.de

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Allgemeine Systemtechnik

Inhalte • Strömungsmechanische

Grundlagen

• Differenzenverfahren

• Finite-Volumen-Bilanzierung

• Anwendung der FVM in der

Strömungsmechanik

• Einführung in kommerzielle

Softwaretools

Einführung in die Finite-Volumen-Methode (FVM) (Numerische Strömungsmechanik)

Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Wolfgang Lenz

0241-80-26071

lenz@iob.rwth-aachen.de

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Forschung

Hochtemperaturströmungen in

metallurgischen Schmelzen Dr.-Ing. Antje Rückert

Wassermodelle metallurgischer Reaktoren

• Stranggießverteiler (Tundish), Kokille und Konverter

• Strömungsvisualisierung mit der Laserlichtschnitt-

technik

• 3D Aufnahme turbulenter Strömungsfelder mittels

DPIV und LDA

• Aufnahme von Temperatur- und Konzentrations-

feldern mittels LIF

• Verweilzeituntersuchungen und Analyse von

Mischungsvorgängen

• Bestimmung von Partikelverteilungen und

Abscheidekurven mittels Coulter Counter

• Strömungsoptimierung durch passive Strömungs-

beeinflussung

• Aufnahme von Badspiegelbewegungen mit Ultra-

schallsensoren

Numerische Modellierung

• Simulation der Schmelzenströmung in metallurgischen

Reaktoren (mehrphasig, nichtisotherm)

• Simulation der Mischungsvorgänge beim Pfannenwechsel

• ESU – magnetohydrodynamische und wärmetechnische

Phänomene

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Forschung

Mechanik und Aerodynamik

• strömungs- und wärmetechnische Optimierung

• Heißgasventilatoren für Hochtemperatur-

anwendungen

• Wärmeeinkopplung in Industrieöfen, direkte

(gasbefeuert) oder indirekte Beheizung (gas- oder

elektrisch beheizte SHR)

• Wärme- und Stoffübergangsbedingungen an

Bauteilen

• Düsensysteme für Hochkonvektionsöfen (Kammer-

ofen, Schwebebandofen, Bolzenerwärmungs-

anlagen)

Prozessgasöfen

• Optimierung von Gaswechselstrategien

• Überwachung von Prozessgaswechseln

• Entwicklung von Metalloxidsensoren

Modellierung

• Rekristallisation und Kornwachstum bei Kupfer und Messing

• Fluid-Struktur-Interaktion, Auswirkung strömungs- und

wärmetechnischer Phänomene auf Gut und Ofengehäuse

Brennertechnik

• DFI

• FLOX

Verbrennung

• PLIF

• Simulation

Industrieofentechnik Dipl.-Ing. Wolfgang Lenz – Mechanik

Dipl.-Ing. Matthias Schnitzer - Verbrennung

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Forschung

Prozesstechnik

• Erstellung von Energie- und Stoffbilanzen,

insbesondere für den Elektrostahlprozess aber auch

für andere energieintensive Hochtemperatur-

prozesse

• Prozessoptimierung und Verfahrensentwicklung

• Installation und Betrieb von Abgasanalysesystemen

an industriellen Hochtemperaturaggregaten, wie

zum Beispiel dem Lichtbogenofen

• empirische und analytische Prozessmodelle

• Simulationen auf Basis von Computational Fluid

Dynamics (CFD)

Umwelttechnik

• Abgasmessungen in Entstaubungsanlagen zur der

Ermittlung umweltrelevanter Stoffströme (NOx, CO2, Staub)

• Grundlagenuntersuchungen zur Entstehung umwelt-

relevanter Emissionen

• Entwicklung von Prozessstrategien zur Verminderung bzw.

Vermeidung umweltrelevanter Emissionen

• Substitution von fossilen Kohlenstoffträgern durch Bio-

masse im Elektrostahlverfahren

• Rückführung von agglomerierten Reststoffen in den Eisen-

und Stahlherstellungsprozess

Wärmebehandlung

• Wärmebehandlung und Sinterung in einem großen

Temperaturbereich (max. 1600°C) und unter

unterschiedlichsten Atmosphären (Vakuum,

Schutzgas)

• Laborlinie zur Carbonfaserherstellung

Energie- und Stoffbilanzen Dr.-Ing. Thomas Echterhof

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Danke fürs Zuhören und viel Erfolg für euer Studium!

Kontakt:

Tim Reichel, M.Sc.

RWTH Aachen

Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik

Kopernikusstraße 10

52074 Aachen

reichel@iob.rwth-aachen.de

www.iob.rwth-aachen.de

Das war‘s