Themen für Studentische Arbeiten

Bist Du auf der Suche nach einem interessanten Thema für deine Studentische Arbeit?

Dann melde Dich gerne bei unseren Beauftragten Dr. Mathias Niendorf bzw. Dr. Volker Wichmann.

FS LIMANDA soll sauber werden!

Bachelorarbeit / Studienarbeit

Als Forschungsschiff der Universität Rostock stärkt die LIMANDA den Forschungsstandort Mecklenburg-Vorpommern. Die LIMANDA ist im Bereich der Ostsee für Forschung und Lehre unterwegs. Durch moderne Technik sowie die Katamaran-Bauweise und den daraus resultierenden geringen Tiefgang ergeben sich neue Möglichkeiten zur Erforschung der Flachwasserbereiche an und vor unseren Küsten.

Angetrieben wird die LIMANDA von zwei Dieselmotoren MAN D2676LE. Als Aushängeschild der Universität Rostock soll die LIMANDA nun hinsichtlich Treibhausgas- und Schadstoffemissionen deutlich verbessert werden. Die Zielstellung der studentischen Arbeit besteht in der Entwicklung zeit- und kostengünstiger Lösungen zur Erreichung dieses Ziels 

 

Teilaufgaben/Arbeitsschritte

  • Analyse des aktuellen Antriebs- und Energiesystems
  • Analyse der tatsächlichen Nutzungsprofile des Schiffes und Ermittlung der resultierenden Energiebedarfe (Propulsion und Bordstrom)
  • Auswahl und Bewertung geeigneter, alternativer Kraftstoffoptionen zur Verbesserung der THG-Bilanz
  • Auswahl und Bewertung geeigneter Maßnahmen zur Reduzierung der Schadstoffemissionen
  • Entwicklung eines Vorschlags für ein schnelles und kostengünstigen Umrüstpaket, einschließlich Ermittlung möglicher Lieferanten
  • Studie zu Restriktionen aufgrund der Einbaubedingungen (Maschinen und Abgasführung), schiffstechnischer Randbedingungen und Auswirkungen auf die Schiffszertifizierung
  • Abschätzung des werftseitigen Aufwands der vorgeschlagenen Retrofitmaßnahmen
  • Ausblick auf zukünftige, grundlegende Eingriffe in das Antriebs- und Energiekonzept für eine vollständige Vermeidung von THG- und Schadstoffemissionen
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Interessierte Studierende melden sich bitte bei

Prof. Dr.-Ing. Bert Buchholz

bert.buchholzuni-rostockde

oder im Lehrstuhlsekretariat des LKV

 

In Kooperation mit dem Anwendungszentrum Wasserstoff des Fraunhofer IGP

Gruppe Energiewandler

Dr.-Ing. Björn Henke

Bjoern.henkeigp.fraunhoferde

und

Dr.-Ing. Benjamin Illgen

Benjamin.illgenigp.fraunhoferde

 

Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP

Werftallee 13 | 18119 Rostock-Warnemünde

www.igp.fraunhofer.de

Studienarbeit

Durchführung einer Wirtschaftlichkeitsanalyse auf Basis diverser Retrofit-Optionen an einem Einzylinder Dual-Fuel Marinemotor / Cost-effectiveness analysis of various retrofit alternatives for a single-cylinder dual-fuel marine engine

Das Projekt TEME2030+ befasst sich mit dem Dual-Fuel-Brennverfahren von mittelschnelllaufenden 4-Takt Marinemotoren und den damit einhergehenden Abgasemissionen. Ziel des Verbundprojektes ist es, die Treibhausgas-Emissionen von Schiffsmotoren um 35 % im Vergleich zum Basisjahr 2020 zu senken. Die Emissionssenkung soll durch ein vielfältiges Technologiepaket erreicht werden, das neben einer Wirkungsgraderhöhung auch die Vermeidung der Emissionsbildung zur Folge haben soll. Besonders im Hinblick auf die kommenden Emissionsvorgaben und möglicher Strafen bei einer Missachtung rückt eine ökonomische Betrachtung diverser Technologiepakete an Marine-Motoren weiter in den Fokus.

Ziel dieser studentischen Arbeit soll eine Wirtschaftlichkeitsanalyse diverser Technologiepakete sein, die im Rahmen des TEME2030+ Projektes untersucht wurden. Hierfür ist es notwendig, die mögliche Emissionsreduktion in CO2-Äquivalenten zu quantifizieren und im Rahmen einer selbstgewählten Methode wirtschaftlich zu analysieren. Dabei müssen alle Kosten beachtet werden, die bei der Installation, als auch im Betrieb der Technologie anfallen können. Die Analyse soll die Technologiepakete ökonomisch bewerten und stellt somit eine Handlungsempfehlung für die Reeder dar.

Schwerpunkte dieser Arbeit:

  • Einarbeitung in die Themen Dual-Fuel & Emissionsbildung
  • Einarbeitung in den 1/34 DF Prüfstandsmotor der Universität
  • Recherche über Instrumente der Regulatorik im Bereich der maritimen Wirtschaft
  • Erarbeitung und Auswahl diverser Modelle für eine Wirtschaftlichkeitsanalyse
    • Statisch
    • Dynamisch
  • Quantifizierung des CO2-Reduktionspotenzials diverser Technologiepakete
  • Durchführung der Wirtschaftlichkeitsanalyse

Betreuer:

M. Sc. Pascal Seipel 
MSF Rostock/LKV Zimmer 01
Tel.: 0381/498-9162

Bachleorarbeit

Einzylinderbenzinmotor Briggs & Stratton 9T702

Für die Ausbildung und Grundlagenuntersuchungen werden gern Einzylinder-Versuchsmotoren eingesetzt. Die Motorentechnologien der OTTO-Motoren entwickeln sich weiter, sodass in regelmäßigen Abständen neue Versuchsmotoren aufgebaut werden müssen. Der Lehrstuhl beabsichtigt einen solchen Motorwechsel zu einem OHV-Motor durchzuführen. Der neue Versuchsmotor basiert auf dem Briggs & Stratton 9T702 und soll einen Motor mit stehenden Ventilen ersetzen.

In der Arbeit soll sich der/die Bearbeiter/in mit der Funktion von modernen Benzinmotoren vertraut machen und einen Prüfstandsaubau entwerfen.

Erstes Ziel der Arbeit ist es, grundlegende Ideen zum Umbau des Prüfstandes zur Nutzung des Motors als Lehrmotor zu entwickeln und abzuschätzen, welcher Betriebsaufwand hierfür notwendig ist. Die verschiedenen Ansätze sind in der Arbeit darzulegen und zu bewerten.

Ein Ansatz, mit dem Betreuer der Arbeit abgestimmt, ist dann konstruktiv umzusetzen und entsprechende Zeichnungsunterlagen und Dokumente zu erstellen.

Kontakt: Dr. Volker Wichmann | 0381 – 498 9161 | volker.wichmannuni-rostockde

Bachelorarbeit

Kolbenpumpen und Verdichter

Der Lehrstuhl für Kolbenmaschine und Verbrennungsmotoren hat in den letzten 10 Jahren eine größere Zahl von Schnittmodellen vom Kolbenpumpen und Kolbenverdichtern erworben.  Diese sollen nun verstärkt in der Lehre eingesetzt und präsentiert werden.  In der studentischen Bachelorarbeit ist die Modellsammlung des Lehrstuhls zu systematisieren, und für die digitale aber auch analoge Lehre aufzubereiten.

Dies umfasst folgende Teilaufgaben:

  • Fotodokumentation jedes Models inklusive eine Stückliste zu jedem Modell
  • Beschreibung der Funktion und des Einsatzgebietes jedes Models
  • Erstellen eines Steckbriefes sowohl als elektronischer als auch analog Form (Laminierte Gerätekarte)
  • Powerpoint für die Lehre im Bachelor Studiengang Maschinenbau über alle Pumpen und Verdichter

Kontakt: Dr. Volker Wichmann | 0381 – 498 9161 | volker.wichmannuni-rostockde

Bachelorarbeit

Minderung von CO2-Emissionen in der Seeschifffahrt durch Einsatz von Drop-in-Kraftstoffkomponenten aus Reststoffen – Untersuchungen zur Mischungsstabilität von Pyrolyseintermediaten

Die IMO (International Maritime Organization) hat im April 2018 in ihrer Resolution MEPC.304 ihre Strategie zur Verringerung schiffsbasierter Treibhausgasemissionen festgehalten. Danach sollen die CO2-Emissionen bis 2030 um 40 % und bis 2050 um 70 % (verglichen mit 2008) reduziert werden. Aufgrund der langen Lebenszyklen von Schiffen und ihren Antriebsanlagen liegt der Schlüssel zur Erreichung dieser ambitionierten Ziele mittelfristig in der Defossilierung der Kraftstoffe. Einen Lösungsansatz hierfür stellt die Verwendung reststoffbasierter, schwefelarmer „Drop-in-Fuels“ für den Betrieb von Hochseeschiffen dar.

Zielstellung:

Untersuchungen zur Mischungsstabilität von Pyrolyseintermediaten aus Reststoffen mit Marine Rückstandsölen

Aufgabestellung:

  1. Literaturrecherche zu Marinekraftstoffkomponenten aus Reststoffen und Methoden zur Untersuchung der Mischungsstabilität von Marine Rückstandsölen
  2. Nachhaltigkeitsbetrachtungen und Marktpotential
  3. Durchführung von Messreihen zur Ermittlung der Mischungsstabilität von Pyrolyseintermediaten mit ausgewählten Rückstandsölen
    1. Herstellen von normkonformen Mischungen nach ISO 8217
    2. Ermittlung ausgewählter Kraftstoffparameter (Flammpunkt, Dichte, Viskosität)
    3. Test der Mischungsstabilität
    4. Test der Mischungsstabilität über einen Zeitraum von zwei Wochen
  4. Vergleichende Bewertung der Pyrolyseölmischungen hinsichtlich ihrer Eignung als Marinekraftstoff (Vor- und Nachteile)

Kontakt: Dr. Ulrike Schümann | 0381 – 498 9156 | ulrike.schümannuni-rostockde

Bachelorarbeit

Minderung von CO2-Emissionen in der Seeschifffahrt durch Einsatz von Drop-in-Kraftstoffkomponenten aus Reststoffen – Untersuchungen zur Mischungsstabilität von Pyrolyseintermediaten

Die IMO (International Maritime Organization) hat im April 2018 in ihrer Resolution MEPC.304 ihre Strategie zur Verringerung schiffsbasierter Treibhausgasemissionen festgehalten. Danach sollen die CO2-Emissionen bis 2030 um 40 % und bis 2050 um 70 % (verglichen mit 2008) reduziert werden. Aufgrund der langen Lebenszyklen von Schiffen und ihren Antriebsanlagen liegt der Schlüssel zur Erreichung dieser ambitionierten Ziele mittelfristig in der Defossilierung der Kraftstoffe. Einen Lösungsansatz hierfür stellt die Verwendung reststoffbasierter, schwefelarmer „Drop-in-Fuels“ für den Betrieb von Hochseeschiffen dar.

Zielstellung:

Verbesserung der Mischungsstabilität von Pyrolyseintermediaten aus Reststoffen mit Marine Kraftstoffen durch Einsatz von Lösungsvermittlern und Additiven

Aufgabenstellung:

  1. Literaturrecherche zu Marinekraftstoffkomponenten aus Reststoffen und geeigneten Lösungsvermittlern zur Verbesserung der Mischungsstabilität mit fossilen Marinekraftstoffen

2)     Durchführung von Messreihen zum Einfluss von Additiven und Lösungsvermittlern auf die Mischungsstabilität von Pyrolyseintermediaten mit ausgewählten Marinekraftstoffen

a.      Herstellen von Mischungen

b.     Test der Mischungsstabilität über einen Zeitraum von zwei Wochen

c.      Test der Mischungsstabilität nach Zusatz von Lösungsvermittlern und Additiven

  1.  Ermittlung ausgewählter Kraftstoffparameter (Flammpunkt, Dichte, Viskosität)
  2. Vergleichende Bewertung der Kraftstoffblends hinsichtlich ihrer Eignung als Marinekraftstoff (Vor- und Nachteile)

Kontakt: Dr. Fanny Langschwager | 0381 – 498 9040 | fanny.langschwageruni-rostockde

Masterarbeit

“Technoeconomic potential of green power generation by running auxiliary boilers on innovative and waste stream residual fuels”

Supplying the ships hotel systems with thermal power, auxiliary boilers are a key element of the ship machinery system of a cruise ship. Especially from 2030, where cruise ships are to connect to shore power to cover their entire electrical load by a “zero-emission technology”, sustainable auxiliary boiler operation will become paramount. If embedded in a holistic heat system, boilers could enhance the generation of electric energy from the existing steam system and complement a holistic waste management concept. Running them on innovative and waste stream residual fuels thus could improve energy efficiency, the GHG footprint and thereby optimize the compliance costs of cruise ships.

For the assessment of this innovative approach following questions should be addressed:

  • What innovative and waste stream residual fuels could be used in auxiliary boilers on cruise ships – is there a potential synergy with a holistic waste handling concept?
  • What is needed to upgrade existing boilers and fuel systems for the use of theses fuels, how would future boilers on new ships look like to harness the full potential of alternative fuels.
  • How does a novel boiler system interact with the waste heat system of the main engines? Does an innovative combined system offer potential for a new approach to generate electric energy from access heat economically?

To address these questions following tasks are proposed:

  • Assessment of landscape of alternative green fuel options and possible byproducts of a holistic waste management concept for cruise ships.
  • Assessment of existing boiler and fuel systems and their operating profile in the fleet including on board survey and exchange with the ship crew.
  • Assessment of general arrangement boundary conditions on existing ships
  • Alignment with boiler suppliers on refit options and future activities
  • Evaluation of systems to recover waste heat of main engines and boiler plant
  • Identification of options and high-level quantification of the combined operation of main engines, boiler plant and heat consumers based on real operating profiles.
  • Technoeconomic assessment of the selected solution.
  • Proposal of demonstrator refit proposal.

We are looking forward to your interest and answering additional questions via:

Dr. Ulrike Schümann

Team Lead Fuel and Lubricant Research 

Chair of Piston Machines and Internal Combustion Engines

Tel.: +49 381 498 9156
Email: ulrike.schuemann@uni-rostock.de

Studien- / Masterarbeit

Untersuchung zur Anpassung der Steuerzeiten für das Downspeeding eines Einzylinder-Ottomotors durch Auslegung geeigneter Nockenkonturen

Simulation des Gaswechsels und Optimierung der Nockenkonturen mit der Software BOOST/CRUISE
Auslegung geeigneter Nockenkonturen zur Drehrichtungsumkehr eines Einzylindermotors

Kontakt: Dr.-Ing. Mathias Niendorf | 0381 – 498 9502 | mathias.niendorfuni-rostockde

Studien- / Masterarbeit

Vergleichende Untersuchung von Konzepten für einen Rollenprüfstand zur Ermittlung der Laufradreibung an einem Wettbewerbsfahrzeug

Die Rollreibung von luftbereiften Laufrädern soll untersucht werden. Hierzu sind verschiedene Konzepte zu untersuchen und bezüglich der Machbarkeit zu bewerten. Je nach Umfang der Arbeit ist aus dem Zielkonzept ein Versuchsträger für einen ein Prüfstand zu konzipieren und ggf. aufzubauen.

Kontakt: Dr.-Ing. Mathias Niendorf | 0381 – 498 9502 | mathias.niendorfuni-rostockde

Wissenschaftliche Arbeit SA/MA:

Konstruktion eines Zweimassenschwungrades für einen Einzylinder- Verbrennungsmotor

Für einen Einzylinder-Motor ist ein Schwungrad zu konstruieren, das die entstehenden Drehschwingungen möglichst gut dämpft um Belastungen des Triebstranges zu minimieren und Verluste an einer Reibkupplung zu minimieren und somit den Wirkungsgrad zu erhöhen.

 

Betreuer: Dr.-Ing. Mathias Niendorf

Wissenschaftliche Arbeit PA/BA:

Untersuchung von Anbringungs- und Realisierungsmöglichkeiten für Drehzahl-Sensoren auf der Seite des Anlasserrades an einem GX35

Für die Erfassung des Kurbelwinkels an einem Verbrennungsmotor gibt es verschiedene Möglichkeiten. Weit verbreitet ist ein Sektor-Rad mit Zähnen, die durch einen Sensor erfasst werden und dessen Signal an das Steuergerät weitergegeben wird.
In dieser Arbeit sollen Möglichkeiten untersucht werden, wie eine derartige Sensoranordung möglichst einfach und robust an einem vorhandenen Motor etabliert werden kann.

 

Betreuer: Dr.-Ing. Mathias Niendorf

Untersuchung zum Einfluss diverser Betriebsparameter einer Hochdruck-Hochtemperatur-Einspritzkammer auf die Verbrennung eines Diesel-Sprays

Abschluss- oder Studienarbeit

Beginn Variabel
Studiengang Bachelor/Master Maschinenbau oder vergleichbar
Niveau Abschluss- oder Studienarbeit

Zur zielgerichteten Entwicklung emissionsarmer und leistungsstarker dieselmotorischer Brennverfahren ist eine genaue KenntnisvonStrahlausbreitung,Verdampfung und Zündung des eingespritzten Kraftstoffstrahls notwendig. Da diese innermotorisch nur ungenügend zu ermitteln sind, betreibt die FVTR GmbH eine der größten Hochdruck-Hochtemperatur-Einspritzkammern der Welt. Diese ermöglichtes, den Zustand der Zylinderladung bei Einspritzbeginn realitätsnah nachzubilden. Mit Highspeed-Kameras und Laserlicht werden darinin Millisekunden stattfindende Ereignisse sichtbar gemacht.Zum Erreichen von Betriebsbedingungen, diedem motorischen Betrieb möglichst nahe kommen, können an der Kammer diverse Betriebsparameter variiert werden. Ziel der Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses dieser Betriebsparameter auf den Kraftstoffstrahl und dessen Verbrennung. Zudem sollen die optischen Eigenschaften diverser Kraftstoffdämpfe untersucht und deren Auswirkungen auf das genutzte Laser-Schlieren-Verfahren bewertet werden.

Arbeitsinhalte: - Erstellung eines geeigneten Versuchsprogramms
                      - Durchführung der Messungen an der Einspritzkammer
                      - Auswertung der Messergebnisse
                      - Messung des Brechungsindexes diverser Kraftstoffdämpfe

Es besteht zudem die Möglichkeit eines vorherigen Praktikums.

Kontakt: Dr.-Ing. Fabian Pinkert, fabian.pinkert@fvtr.de, M.Sc. Erwin Swiderski, erwin.swiderski@fvtr.de

Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der thermischen Stabilität von DK/FAME/HVO-Blends und deren Ablagerungsbildung im Diesel Deposit Formation Test (DDFT)

Betreuer: Dr. rer. nat. Ulrike Schümann

Determination of the correlation of the thermal stability of diesel fuel –FAME-HVO blends and their tendency of deposit formation in the Diesel Deposit Formation Test (DDFT).

Weitere Informationen bitte direkt absprechen.

Ansprechpartner: Dr. rer. nat. Ulrike Schümann

E-Mail: ulrike.schuemann@uni-rostock.de; Tel: 0381 498 9156; Raum: R121 Stelzengang

 

Neukonstruktion eines Motorprüfstandes für den Lehrbetrieb

Betreuer: Dr.-Ing. Mathias Niendorf

Ziel: (Neu-) Konstruktion eines Kleinprüfstandes für einen Einzylinder Ottomotor für den Lehrbetrieb zur Erfassung motorischer Parameter.

Auf der Basis eines existierenden Prüfstandes soll unter Beachtung neuer Randbedingungen und Komponenten ein neuer Prüfstand konstruiert werden. Hierbei soll eine leistungsfähige Bremse und ein vorhandene Drehmomentenmesswelle integriert werden.

Weitere Einzelheiten können mit den Betreuern besprochen werden.

Ansprechpartner: Dr.-Ing. Mathias Niendorf,  Dr.-Ing. Volker Wichmann

BA-Arbeit, Studienarbeit, Masterarbeit

Abgasnormen, Messvorschriften und Messgeräte

Betreuer: Dr.-Ing. Wichmann

Um die Umweltbelastung zu verringern werden seit 1967 Abgasnomen für Verbrennungsmotoren erlassen. Diese haben sich beständig weiterentwickelt, hin zu geringen Abgaswerten. Verbunden mit den Abgasnormen sind Messvorschriften, Messverfahren und kommerziell verfügbare Messgeräte. Erst das Zusammenwirken dieser vier Komponenten schafft eine allgemeine nutzbare reproduzierbare Abgasvorschrift zur Reduzierung der Umweltbelastung. Diese Vorgaben unterscheiden sich deutlich zwischen den verschiedenen Einsatzfeldern von Motoren, vom BHKW über den Straßenverkehr zu Motorschlitten. Ziel der Arbeit ist es eine Übersicht über dieses Gebiet zu erarbeiten, welche Abgasmessvorschriften gelten für welches Einsatzgebiet, wie sieht der Testzyklus aus, welche Messverfahren und Geräte werden eingesetzt. Basierend auf einer Literaturstudie sollen Übersichten und Tabellen zur Veranschaulichung erstellt werden.

Betreuer: Dr.-Ing. Wichmann
Starttermin: Ab sofort möglich