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Distribution of Cooling Structures in Water Cooled Electrical Machines using Localized Loss Profiles
(2023)
Cooling is a critical factor for improving power density in electrical appliances, especially in integrated drives for mobile applications. However, the issue of distributed losses in electric machines can lead to hotspots and temperature gradients within the electric drive. Traditional cooling jackets use unidirectional flow without or with evenly distributed cooling structures. This often aggravates the issue of hotspots, resulting in thermal derating and thus limiting the operation range. As well, a non-demand oriented distribution of cooling structures leads to unnecessary pressure losses.
This problem is addressed with a newly elaborated method for distributing cooling elements, i.e., pin fins with varying density distribution inside the cooling channel. Results from previous work, numerical simulations, and measurement data from a planar test bench are used. The approach segments the cooling channel by using a loss profile. This profile and analytic heat transfer calculations are used to determine the required density of cooling elements for dissipating the locally induced losses. For a linear channel with uniformly distributed losses, this results in an increasing number of cooling elements within the channel in fluid flow direction. With localized losses, this will result in an increased density distribution in the respective areas. The method is evaluated by applying it to a planar test channel and investigating the temperature distribution on a test bench. First results indicate that the newly developed cooling element distribution provides an advantageous temperature distribution. The temperature gradient along the cooling channel shows a reduction from 23 K to 9 K with the distributed cooling elements.
The method, previously tested in the linear planar channel, then is applied to the construction of a cooling jacket with a specifically designed two-layer cooling channel. This design is analyzed using CFD, a prototype is currently under production. Tests on the prototype will follow in further investigations.
Die Studie „Kulturen des Lehrens in der hochschulischen Erstausbildung von Hebammen in
Deutschland“ widmet sich der übergeordneten Frage, wie die Lehre in
Hebammenstudiengängen auf der institutionell-strukturellen und der personellen Ebene
gestaltet wird. Diese Frage wird im Rahmen einer qualitativ-rekonstruktiven Studie und über
eine between-method-triangulation bearbeitet. Dabei werden zwei Synopsen von
Strukturmerkmalen von Studiengängen (2019, 2021), eine Dokumentenanalyse der
Modulhandbücher (2019), Expert*innen-Interviews mit Studiengangsverantwortlichen (2019)
und berufsbiografisch-narrative Interviews mit Lehrenden durchgeführt (2019/2020).
Auf einer institutionell-strukturellen Ebene zeigen die Synopsen, die Dokumentenanalyse und
die Expert*innen-Interviews eine Studienlandschaft, welche sich im Hinblick auf verschiedene
Strukturmerkmale in einem Entwicklungsprozess befindet und personelle und zeitliche
Ressourcen erfordert. Anhand der dokumentarischen Interpretation der berufsbiografischnarrativ Interviews mit den Lehrenden in Hebammenstudiengängen lassen sich drei Lehrtypen rekonstruieren, welche sich in Bezug auf ihre habituellen Muster im berufsbiografischen Werdegang und der handlungsleitenden Orientierungen in Bezug auf die hochschulische Gestaltung von Lehre unterscheiden.
Die Studie beschreibt und rekonstruiert aus verschiedenen Perspektiven Kulturen des Lehrens
in der hochschulischen Erstausbildung von Hebammen und setzt einen Referenzpunkt für
weitere Entwicklungen. Die Ergebnisse betonen sowohl auf institutionell-struktureller Ebene
als auch auf der Ebene der Lehrenden die Relevanz personeller und zeitlicher Ressourcen für
die Implementierung einer kompetenzbasierten, wissenschaftsbasierten und
praxisintegrierenden hochschulischen Erstausbildung. Im Rahmen eines
professionstheoretischen Diskurses betonen die Ergebnisse die Bedeutsamkeit des
Strukturkerns hochschulischen Lehrhandelns für die Herausbildung eines professionellen,
wissenschaftsreflexiven Hochschullehrendenhabitus in Hebammenstudiengängen.
Die Notwendigkeit, Dringlichkeit und vor allem auch die Alternativlosigkeit der digitalen Transformation ist hinreichend bekannt. Mit der Customer Company Matrix existiert bereits ein Ansatz, welches den Einfluss digitaler Technologien holistisch erfasst und mittels der Dimensionen Kundennutzen (Customer) und Effizienz der Leistungserzeugung (Company) abbildet. Mit dem hier vorgestellten i4X-Framework erweitern wir diesen Ansatz und zeigen wie Organisationen im Durchlaufen der vier Phasen insight, ignite, innovate und implement digitale Transformation erfolgreich bewerkstelligen können.
Ergänzend zu bestehenden Mobilitätskonzepten entwickeln sich derzeit neue Mikromobilitätskonzepte, die eine Beförderung von Lasten ermöglichen. Hier bieten elektrisch unterstützte Anhänger eine Option, in kommerzieller und privater Nutzung, Waren oder Lasten zu transportieren. Bereits verfügbare elektrisch unterstützte Anhänger benötigen eine Steuerungsverbindung zum Zugfahrzeug. In der vorliegenden Schrift wird als Alternative eine intelligente Zugdeichsel zur Steuerung des Anhängerantriebs ohne Steuerverbindung zum Zugfahrzeug vorgestellt. Dabei werden insbesondere die Sicherheitsaspekte genauer betrachtet.
Es werden 1428 im Jahr 2013 verfügbare Neufahrzeugtypen hinsichtlich des
CO2-Ausstoßes und der Fahrzeugparameter analysiert.
Die gewonnenen Daten werden mit der CO2-Klassifizierung
nach der PKW-EnVKV sowie den
CO2-Flottenzielvorgaben nach EU-Verordnung 443/2009 verglichen.
Unter Verwendung dimensionsanalytischer Methoden wird der
Zusammenhang zwischen Kraftstoffverbrauch, Fahrzeugparametern
wie Fahrzeugmasse, Höchstgeschwindigkeit und Beschleunigung
aufgezeigt und physikalisch begründet.
Durch Analyse der Kennzahlen lassen sich Fahrzeugtypen
und Technologien mit hohem spezifischen Verbrauch identifizieren. Es
wird deutlich, welche Technologien zu geringen spezifischen Verbräuchen
führen.
Die dimensionslosen Kennzahlen werden verwendet, um eine Abschätzung
des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen nach heutigem Technologiestand
zu machen.