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Was macht unsere Arbeitsgruppe?
Die Apparate- und Anlagentechnik ist ein stark fachübergreifendes Arbeitsgebiet: Ausgehend vom Konzept und Entwurf der verfahrenstechnischen Prozesse sind geeignete Apparate und Anlagenkomponenten auszuwählen bzw. zu entwerfen und Anlagen zu planen, wobei Aspekte der Fertigung, des Baus und des Betriebes Berücksichtigung finden. Unter universitären Bedingungen können ausgewählte Themen des Fachgebietes bearbeitet werden. Hierfür stellen das Institut für Chemische Verfahrenstechnik und darüber hinaus die Fakultät Energie-, Verfahrens- und Biotechnik mit ihrer breiten umfangreichen Kompetenz, verfahrenstechnische Prozesse betreffend, wichtige Partner dar. In der von Prof. Merten geleiteten Abteilung Apparate- und Anlagentechnik am Institut für Chemische Verfahrenstechnik sind der Einsatz rechnergestützter Entwurfsmethoden (FEM, CAD) und die Wechselbeziehungen zwischen verfahrenstechnischer, werkstoffspezifischer und konstruktiver Gestaltung die Schwerpunkte in Lehre, Forschung und Entwicklung. Eine leistungsfähige Ausstattung für numerische Simulationen als auch experimentelle Untersuchungen ist erforderlich.
Folgende Fragestellungen standen bisher bei der Bearbeitung zahlreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Mittelpunkt:
1. Belastungsanalysen und Festigkeitsberechnung mechanisch und thermisch beanspruchter Apparate und Apparatebauteile mittels Finite-Elemente-Methode, sowie deren Entwurf (multifunktionale Reformer, Verdampfer, Wärmetauscher, PEM-Brennstoffzellenstack), (Dissertation A. Freund)
2. Konstruktion, Strömungsmechanik und Reaktionstechnik (Blasensäulen-Reaktor), (Dissertation R. Schäfer)
3. Thermomechanische Modellierung und Parameterbestimmung (Lithium-Ionen-Batterien), (Dissertation M. W. Tahir)
4. Wärmeübergangs- und Stoffaustauschvorgänge, Strömungssimulationen (Reformer, Verdampfer, Wärmetauscher, Verdunstungsemissionen in Luftansaugsystemen), (Dissertation Ch. Spengler)
5. Stoffaustauschvorgänge und Strömungssimulationen (Verdunstungs- und Partikelemissionen in technischen Räumen), (Dissertation U. Afzal)
Prof. Merten war von 2008 bis 2017 Studiendekan der Bachelor- und Master-Studiengänge Verfahrenstechnik.
Aktuelle Forschungsprojekte
- Entwurf und Berechnung von Kompensatoren für die hermetische Abdichtung von Armaturenantrieben
- QuaLIKiSS-Projekt „Fachübergreifende Lehre“ - Verbesserung der Vernetzung der Lehrveranstaltungen im Bachelor-Studium der Verfahrenstechnik (U. Tuttlies, A. Oleynikov)
Abgeschlossene Forschungsprojekte
- Numerical and experimental investigations of spatial and temporal distribution of gaseous emissions with the air flow in the indoor environment
- Thermal characterization of lithium-ion batteries and components
- Multi-scale thermal modeling of lithium-ion batteries for Automobile Application
- Simulation der zeitlichen und örtlichen Verteilung von Verdunstungsemissionen im Luftansaugsystem von Ottomotoren (Skalierung des Diffusionskoeffizienten)
- Messverfahren und Simulationsmodell zur Ermittlung der zeitlichen und örtlichen Verteilung der Verdunstungsemissionen im Luftansaugsystem von Ottomotoren
- Beanspruchungsanalyse von Hochtemperaturapparaten