04 Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik
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Item Open Access Durchflusszytometrische Bestimmung der Farbstoffausbreitung über Gap-Junction-Kanäle(1999) Schulz, GunnarGap-Junction-Kanäle verbinden benachbarte Vertebraten-Zellen und ermöglichen den interzellulären Transfer von geladenen und ungeladenen Molekülen bis zu einem Molekulargewicht von 1 kd. Die Existenz funktioneller Gap-Junction-Kanäle kann mit Fluoreszenzfarbstoffen untersucht werden Dabei wird der Farbstoff durch eine Glasmikroelektrode in eine Zelle injiziert und die Kopplung durch Auszählen der gefärbten Zellen im Mikroskop bestimmt. Eine genauere Methode zur Quantifizierung der Zell-Zell Kopplung ist die Farbstoff-Beladungs-Technik mit Calcein AM. In dieser Arbeit wurde die Farbstoff-Beladungstechnik mit der Fluoreszenz aktivierten Durchflusszytometrie gekoppelt. Durch die große Anzahl der untersuchten Zellen eines Ansatzes ermöglicht diese Methode eine verbesserte Auflösung gegenüber der Injektions-methode. Es wurden die Kopplungsraten verschiedener Ansätze mit 6 Zell-Linien untersucht.Item Open Access Entwicklung eines adaptiven autoregressiven Modells zur Kurzfristlastprognose im liberalisierten Energiemarkt(2002) Buchholz, BastianFür Unternehmen in der Energiewirtschaft ist es von großer Bedeutung, die elektrische Lastnachfrage seitens der Verbraucher, vorhersagen zu können. Auf diese Weise können zum einen Stromproduzenten den Betrieb ihrer Kraftwerke, und zum Anderen die durch die Liberalisierung des Energiemarktes neu entstandenen Stromhändler ihre Strategie beim An- und Verkauf von elektrischer Energie besser planen. Ziel dieser Arbeit ist es, auf Basis eines autoregressiven Ansatzes (AR-Ansatz), verschiedene Modelle zu erstellen, welche eine Kurzfrist-Prognose, das heisst für den Zeitraum der nächsten 24 Stunden, der elektrischen Lastnachfrage ermöglichen. Der reine AR-Ansatz wird hierfür erweitert. Zuerst durch ein adaptives Prognosevorgehen, welches es dem Modell ermöglicht sich an veränderliche Bedingungen anzupassen, wie sie zum Beispiel durch die Fluktuationen im Kundenstamm, verursacht durch die Liberalisierung des Energiemarktes entstehen. Anschließend durch einen X-Anteil (ARX-Ansatz) welcher den Einfluss der Temperatur berücksichtigt und Konstanten zur Abbildung spezifischer elektrischer Tageslastverläufe enthält. Die Ergebnisse zeigen, dass der ARX-Ansatz, kombiniert mit einem adaptiven Prognosevorgehen, die besten Ergebnisse liefert. Werktage, speziell in der warmen Jahreszeit, lassen sich mit diesem Modell gut abbilden. Die Prognose von Wochenend- und Feiertagen, sowie Tagen in der kalten Jahreszeit muss noch verbessert werden. Dabei ist bei der Prognose von Tagen der kalten Jahreszeit eine Verfeinerung des Verfahrens zur Berücksichtigung der Temperatur vorzunehmen und eine Einbeziehung weiterer Einflussgrößen wie zum Beispiel der Helligkeit vorzusehen. Die Arbeit wurde betreut von Dipl.-Ing. Derk Jan Swider (ds@ier.uni-stuttgart.de).Item Open Access Untersuchung des Energieaufwands in Luftverteilsystemen für charakteristische Lastsituationen(2020) Kimmich, JoelDie Behaglichkeitsanforderungen an Wohn- und Bürogebäude wachsen stetig. Neben der Sicherstellung thermischer Behaglichkeit ist vor allem die stoffliche Behaglichkeit relevant, die mithilfe raumlufttechnischer (RLT) Anlagen gewährleistet werden kann. Die dabei für den Lufttransport erforderliche elektrische Ventilatorleistung im Betrieb einer RLT-Anlage ist vom geförderten Volumenstrom, der Druckerhöhung und dem Wirkungsgrad des Ventilators abhängig. Mittels numerischer Simulation verschiedener Luftverteilsystemvarianten werden in dieser Arbeit die Zusammenhänge des Luftverteilsystems auf den Druckabfall bzw. die benötigte Leistung im Betrieb sowie die erforderlichen Investitionskosten unter Verwendung verschiedener Anlagenkonzepte an einem beispielhaften Bürogebäude untersucht. Mithilfe von Matlab erfolgt die Modellierung der Luftverteilnetzvarianten, welche für die Untersuchungen Daten einer gekoppelten Gebäude- und Anlagensimulation (TRNSYS) erhält. Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem bei Nur-Luft-Anlagen der Betriebspunkt oftmals wesentlich vom Auslegungsfall abweicht. In über der Hälfte eines Jahres werden lediglich 5 % bis 10 % des Auslegungsvolumenstroms genutzt. Bei über zweifach höheren Luftgeschwindigkeiten gegenüber der Referenzgeschwindigkeit weisen die Ventilatoren einen ca. um das 1,5-fache höheren Energieaufwand auf. Dem steht jedoch ein reduziertes Bauvolumen von ca. 60 % gegenüber. Wird beim Einsatz von Lüftungsanlagen die CO2-Grenzkonzentration auf die Hälfte reduziert und damit eine deutlich höhere Luftqualität erzielt, steigt der Energieaufwand der Ventilatoren gleichermaßen auf annähernd das Doppelte an. Die Ergebnisse machen deutlich, dass die Auslegungskriterien für Luftverteilsysteme Bestandteil eines integralen Planungsprozesses darstellen sollten, da diese insbesondere bei Nichtwohngebäuden einen wesentlichen Einfluss auf den Energieverbrauch, die Investitions- sowie die Betriebskosten haben.Item Open Access Ökologie und Phylogenie grönländischer Wolfsspinnen (Lycosidae, Araneae)(2005) Hammel, Jörg U.In der vorliegenden Arbeit wurden Untersuchungen zur Ökologie und Phylogenie grönländischer Wolfsspinnen in Süd- und Mittelgrönland durchgeführt. Untersuchungen zur Populationszusammensetzung und Vegetations¬studien sollten neue Erkenntnisse zur Lebensweise und den bevorzugten Lebensräumen erbringen. Ein besseres Verständnis der Verwandtschaftsverhältnisse grönländischer Lycosiden sollten molekularphylogenetische Analysen liefern. Der Schwerpunkt der Untersuchungen bezieht sich auf das Gebiet um die Arktische Station auf der Insel Disko (69° 15,15´N 53° 31,03´W). Der Einsatz von Bodenfallen entlang eines Höhentransektes über 800 m Höhenmeter aus der Lyngmarksbucht hinauf zum Lyngmarksgletscher lieferte erstmals Daten zur Verteilung der Lycosiden in unterschiedlichen Höhenzonen. Die gewonnen Daten bestätigen das nördlichste bekannte Vorkommen einer Population von Pardosa hyperborea in Westgrönland. Mit Hilfe von Bodenfallen und Vegetationsanaylsen war es möglich eine Charakterisierung der Habitatpräferenzen der im Untersuchungsgebiet vorkommenden Lycosiden zu erhalten. Trockene und feuchte Heide sind auf Disko das bevorzugte Habitat von Arctosa insignita. P. furcifera bevorzugt geschützte Buchten mit feuchter Heide und Zwergsträuchern. Lebensräume mit mindestens 50% Vegetation, bestehend aus trockener Heidelandschaft, werden von P. glacialis besiedelt. P. groenlandica besetzt sowohl feuchte Habitate mit üppiger Vegetation, als auch karge Habitate wie Schutthänge oder Kiesstrände. Der einzige für P. hyperborea bekannte Fundort auf Disko kann als Zwergstrauchheide charakterisiert werden. Morphometrische Untersuchungen von 825 Lycosiden lieferten Informationen zur Populationszusammensetzung der Arten. Für die häufigste Art P. glacialis konnte auf dieser Basis eine Rekonstruktion des Lebenszyklus erstellt werden, die für den Untersuchungszeitraum einen zweijährigen Lebenszyklus für P. glacialis nahe legt. Dies stellt einen großen Unterschied zum ermittelten sechsjährigen Lebenszyklus von P. glacialis auf der Insel Ellesmer, Northwest Terretories, Kanada dar. Untersuchungen des Lebenszyklus an Modelarten in arktischen Ökosystem könnten für das Monitoring im Zusammenhang mit Studien zum Klimawandel eingesetzt werden, da Lycosiden sensibel auf veränderte Umweltfaktoren reagieren und einen bemerkenswert flexiblen Lebenszyklus aufweisen. Teile der 12S-rRNA von A. insignita, P. furcifera, P. glacialis, P. groenlandica und P. hyperborea wurden sequenziert und zusammen mit 30 publizierten Lycosiden 12S-Sequenzen und zwei Tetragnatha 12S-Sequenzen als Outgroup analysiert. Für P. furcifera und P. hyperborea ergaben sich Neugrup¬pierungen, die von der klassischen, morphologischen Einordnung abweichen. Die Tendenz der Entwicklung einer arktischen Lycosiden-Linie konnte gezeigt werden, muss aber durch weitere molekularphylogenetische Untersuchungen, die zusätzliche Arten aus den übrigen arktischen Gebieten wie Kanada, Alaska und Russland einschließen, geklärt werden.Item Open Access Experimentelle Untersuchungen zur Schaufeldämpfung an einem Axialgebläse(2009) Fischer, ChristianBei der Auslegung von Strömungsmaschinen spielt nicht nur das Strömungsfeld eine zentrale Rolle, sondern auch die mechanische Belastung insbesondere der Schaufeln. Dazu soll prinzipiell soll das Vorgehen zur Bestimmung der Dämpfung erarbeitet und an einem Axialgebläse am ITSM (Institut für Strömungsmaschinen und Maschinenlaboratorium) angewendet werden. Dazu musste zunächst der Prüfstand umgebaut werden, so dass Signale vom stehenden ins rotierende System übertragen werden können. Außerdem mussten die Messaufnehmer, Verstärkerschaltungen und der verwendete Piezo-Aktor angebracht werden. Zur Auswertung wurden kleine Skripte geschrieben, um aus den Messdaten die Dämpfung zu ermitteln. Für die Bestimmung der Dämpfungsparameter wurden drei Methoden verwendet. Die einfache und häufig verwendete Wurzel-2-Methode, eine Methode basierend auf der Short Time Fourier Transformation und eine Methode welche durch nichtlineare Regression die Dämpfungsparameter bestimmt. Durch Messungen im Betrieb bei unterschiedlichen Drehzahlen konnte gezeigt werden, dass bei der ersten Eigenform die Dämpfung mit der Drehzahl ansteigt. Bei den anderen betrachteten Frequenzen ist ein ähnliches Verhalten anzunehmen, der Einfluss ist jedoch sehr gering.