Aktuelle Forschungsprojekte

Image Tribologische Untersuchungen im System Öl-Kältemittel-Werkstoff
Image Füllmengenreduzierung
Image Intelligente innovative Stromversorgung für supraleitende Spulen
Image Kryoflüssigkeitspumpen für tiefkalt verflüssigte Gase wie z.B. LIN, LOX, LHe, LH2, LNG, LAr
Image Thermische Kälteerzeugung / Absorptionskältetechnik
Image Selbstoptimierendes Raumluftmanagementsystem
Image Prüfbad-Haube
Image Leistungsprüfung an Verflüssigungssätzen
Image Prüfverfahren zur dynamischen Alterung von Werkstoffen
Image Verhalten mehrphasiger kryogener Fluide
Image Elektrochemische Dekontamination leitfähiger Oberflächen „EDeKo II“
Image Thermostatische Expansionsventile
Image Leistungsangebot der Lecksuche und Dichtheitsprüfung
Image Strömungssimulation CFD
Image Seminar Lecksuche / Dichtheitsprüfung in der Kältetechnik
Image Klimatechnik-Betriebsoptimierung mittels maschinellem Lernen

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Was gibt es zu sehen zur "Langen Nacht der Wissenschaften"?

Das Programm am ILK Dresden - 8. Juli, 17-23 Uhr

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KENNEN SIE DAS GRÖSSTE THERMOMETER SACHSENS?

Es ist 2,40 Meter hoch, kann Temperaturen zwischen -237,5 °C bis +100 °C messen und befindet sich an der Fassade des Instituts für Luft- und Kältetechnik gGmbH in der Bertolt-Brecht-Allee 20.

In den Experimenten zur LNDW, am Freitag, den 8. Juli 2022 dreht sich alles um Wärme und Kälte. Wir treiben die digitale LED-Temperatur-Anzeige sehr weit hinauf und wieder weit hinab in tiefe Temperaturen. So kann ein einziges Gummibärchen mehrere hundert Grad Celsius erzeugen und Trockeneis bei -78 °C brennen.

Neben vielen Mitmach-Stationen und Experimenten sorgen außerdem unser Softeisstand und die Grillhütte für die persönliche Abkühlung oder Erwärmung.

WAS KANN MAN AN UNSEREM INSTITUT ERLEBEN?

Wie funktioniert die Magnetschwebebahn?

Hier am ILK Dresden arbeiten wir experimentell bis etwa -271 °C. Sehr, sehr tiefe Temperaturen benötigt man beispielsweise, um Magneten schweben zu lassen. Bei einem Supraleiter verschwindet unterhalb der kritischen Temperatur sein elektrischer Widerstand und er wird zum idealen Leiter. Wir zeigen Euch, wie eine Magnetschwebebahn funktioniert, die mit flüssigem Stickstoff oder Helium (-196 °C) gekühlt wird. Übrigens: Für das Kühlen von Sensoren mit flüssigem Stickstoff oder Helium hat das ILK Dresden Kryostate entwickelt, die vielseitig eingesetzt werden. Insbesondere wurden metallfreie GFK-Kryostate mit speziellen Eigenschaften zur Kühlung von supraleitenden Strombegrenzern und SQUIDs (hochempfindliche Magnetfeldsensoren) entwickelt, die auch als Druckgeräte ausgeführt werden können. Produktportfolio ILK Dresden-Kryostate: https://www.ilkdresden.de/leistungen/forschung-und-entwicklung/projekt/kryostate-aus-gfk-oder-metall

Warum Eis ein hervorragender Energiespeicher ist?

Sicher kennt Ihr die Konsistenz eines Slush-Eis-Getränkes. So ähnlich ist Slurry-Eis - ein Flüssigeis, das thermodynamisch gesehen ein hervorragender Energiespeicher ist. Im Zuge der Energiewende kann Eis helfen, das Stromnetz zu stabilisieren oder auch die Kältebereitstellung sicherzustellen, wenn eine besondere Lastanforderung besteht. Letztlich lässt es sich sogar als Schneeersatz für Sportveranstaltungen aufbereiten. Bei der LNDW zeigen wir Euch, wie Eis als Energiespeicher funktioniert. Übrigens:  Eis als kostengünstiges und umweltverträgliches Speichermedium spielt in vielfältigen Entwicklungsprojekten des ILK Dresden eine wesentliche Rolle. Einige Beispiele sind: Eis durch Sonnenenergie für nachhaltigen Fischfang (giz.de)Pumpfähiges Vakuum-Flüssigeis

Schneeballschlacht im Hochsommer und Trockeneis in der Formula E?

Trockeneis wird in der Formula E – der Rennserie von Formelwagen mit Elektromotor – zur schnellen Kältebereitstellung benötigt. Zur LNDW entnehmen wir Kohlendioxid aus der flüssigen Phase und entspannen es in einem Schneerohr - ein genialer Showeffekt und Zeit für Eure erste Schneeballschlacht im Juli 2022. Übrigens: Am ILK Dresden wird die umweltfreundliche Alternative für die Kälteerzeugung unter -50 °C untersucht. Wie kann der natürliche Stoff Kohlendioxid als Arbeitsstoff für spezielle Kälteanwendungen, wie z.B. im Laborbetrieb, der  Gefriertrocknung oder Tieftemperaturmedizin angewendet werden?  https://www.ilkdresden.de/leistungen/forschung-und-entwicklung/projekt/co2-trockeneis-sublimation-zur-tieftemperaturkuehlung

Luftverflüssigung mittels Kryokühler

Bei einer Kältemaschine wird durch Aufwendung von Arbeit eine Temperaturdifferenz erzeugt. Ein Kryokühler verwendet dazu ein Arbeitsgas, welches einem periodischen Druckwechsel unterzogen wird. Durch eine zyklische Verlagerung des Arbeitsgases innerhalb des Kryokühlers wird jeweils eine warme und eine kalte Seite am Kryokühler generiert. Letztere kann Temperaturen unterhalb der Kondensationstemperatur von Sauerstoff und Stickstoff (-196 °C) erreichen. Der Kondensationsprozess wird in einem Plexiglas-Gefäß sichtbar gemacht. Übrigens: Das ILK Dresden entwickelte im Rahmen des Forschungsvorhaben „Supraleitendes Hochstromsystem für DC Anwendungen“ einen leistungsstarken, auf dem Pulse-Tube (PT)-Prinzip basierenden Kryokühler, mit dem sich eine wesentlich höhere Effizienz realisieren lässt. https://www.ilkdresden.de/leistungen/forschung-und-entwicklung/projekt/pulse-tube-kryokuehler

Wie kann aus dem Abgas von Kraftfahrzeugen elektrischer Strom gewonnen werden?

Bei einer Wärmekraftmaschine wird eine bestehende Temperaturdifferenz zur Gewinnung von Arbeit ausgenutzt. Sie besitzt demnach eine warme Seite (Wärmequelle) und eine kalte Seite (Wärmesenke). Durch eine gezielte Verlagerung des Arbeitsgases zwischen diesen Seiten entsteht eine Druckwelle, die anhand von schwingenden Flüssigkeitskolben demonstriert wird. In unserem Versuch zur LNDW demonstrieren wir das Prinzip an einem Glasmodell mit schwingenden Flüssigkeitssäulen. Übrigens: Das ILK Dresden entwickelte in Zusammenarbeit mit der Firma Fox Autotechnik eine Wärmekraftanlage für das Abgassystem von Kraftfahrzeugen. https://www.ilkdresden.de/leistungen/forschung-und-entwicklung/projekt/waermekraftmaschinen

Wann siedet Wasser, während es gleichzeitig gefriert?

Die Siedetemperatur von Wasser verringert sich mit zunehmender Höhe über Normalnull, wie aus dem Kochen im Hochgebirge bekannt ist. Auf der Zugspitze, dem höchsten Berg Deutschlands (2.962 m), kocht Wasser bereits bei 90 Grad Celsius. Am sogenannten „Tripelpunkt“ herrschen sogar so besondere Druckbedingungen, dass das Wasser gleichzeitig in allen drei Aggregatzuständen vorliegt (flüssig, gasförmig und fest – als Eis)! Das Wasser siedet, während es gleichzeitig gefriert. In unserem Versuch zeigen wir, wie die Verringerung des Drucks über der Flüssigphase mittels Pumpe wirkt, bis es zur Umwandlung in die feste Phase (Eis) kommt. Übrigens: Das ILK Dresden macht sich diese physikalische Eigenschaft unter anderem in dem Projekt AQVA HEAT zum Nutzen und forscht daran, wie wir Wasser nutzen können, um einerseits unsere Gebäude heizen oder kühlen zu können. AQVA HEAT ist ein klimaneutrales Verfahren, das die CO2 Emissionen, z.B. durch Heizen mit Kohle, Gas oder Öl, signifikant senken könnte. https://www.ilkdresden.de/news/das-ilk-erhaelt-den-eku-innovativ-zukunftspreis-1

Können Mooswände unsere Luft in den Innenstädten sauberer machen?

Gemäß eines neuen Luftgütemodells der WHO starben 2012 in der Europäischen Region 479.000 Menschen vorzeitig an den Folgen der Luftverschmutzung. Neue Ansätze zur Verbesserung der Luftqualität im urbanen Raum sind daher dringend gefragt.  Smarten Begrünungslösungen, wie zum Beispiel Mooswänden, kommt als aktive biologische Raumluftfilter im urbanen Bereich eine neue Bedeutung zu. Diese beeinflussen ihre nähere Umgebung nicht nur durch die Abscheidung von Feinstaubanteilen, sondern können auch zu einer effektiven Kühlung der Luft führen. Um derartige Systeme gestalten und entsprechende Lösungen entwickeln zu können, muss deren Effizienz und Haltbarkeit belastbar und reproduzierbar geprüft und nachgewiesen werden. Die wissenschaftliche Leistung des ILK Dresden bestand darin, eine hierfür entsprechend geeignete Prüfmethode bereitzustellen, da es sich im Gegensatz zu technischen Filterlösungen um biologisch aktive Filter handelt. Wir zeigen Dir an einem Modell, wie es funktioniert. https://www.ilkdresden.de/leistungen/messungen-und-pruefungen/projekt/pruefverfahren-fuer-aussenluftfilter-1

Aus eigener Muskelkraft Kälte erzeugen!

An einem Verdichtermodell startet ihr mit eurer Muskelkraft einen eigenen Kältekreislauf. Gasförmiges Kältemittel wird vom Kompressor angesaugt, verdichtet und dadurch erhitzt. Seht, was dann passiert.

Schalt die Sonne an! Solare Kälteerzeugung mit Peltierelement.

Mit Sonnenlicht kühlen - in Regionen ohne Energieversorgungsnetz können Kälteanlagen mit Solarenergie betrieben werden. Wie funktioniert das? Welche Anwendungen gibt es? Am Beispiel eines Peltierelements wird die Anwendung für die solare Kühlung erklärt. Du kannst die „Sonne anschalten“ und den Kühleffekt erfühlen und als Infrarotbild beobachten. https://www.ilkdresden.de/projekt/solare-kuehlung

Brummende Gummibärchen

Kaliumchlorat wird mit einem Bunsenbrenner in einem großen Reagenzglas geschmolzen. Anschließend lässt man ein Gummibärchen in die Kaliumchloratschmelze fallen. Man hört ein Brummen und Rauschen und beobachtet eine weiße Gasentwicklung. Das Gummibärchen verbrennt unter intensivem Aufglühen mit rot-violetter Flamme, zudem kann man beobachten, wie es auf der Salzschmelze tanzt.

Magnesium-Trockeneis

Auf eine feuerfeste Unterlage wird eine Trockeneisplatte gelegt. In die Mitte der Platte wird ein Spatel voll Magnesiumspäne gegeben und diese mit dem Brenner entzündet. Nun wird schnell eine zweite Trockeneisplatte auf die erste gelegt, um eine Reaktion unter Luftausschluss zu ermöglichen. Entgegen der Erwartung erlischt die Reaktion in der CO2 Atmosphäre bei -80 °C nicht, sondern wird durch das Trockeneis noch intensiver.

Faszination Feuer - werden wir auch in Zukunft mit Kaminöfen heizen?

Kaminöfen sind Feuerstätten, die mit Holz als regenerativem Energieträger aktiv etwas für den Klimaschutz tun. Das Ziel unserer Forschung am ILK Dresden ist es, diese Feuerstätten so emissionsarm zu machen, dass sie dies auch in Zukunft für uns tun können ohne ihre Emotionalität / Romantik und Nutzerfreundlichkeit zu verlieren. Zur LNDW geben wir Informationen zur Einordnung in den Energiemix, zeigen wie man Emissionen verringern kann und stellen Gas- und Partikelmesstechnik am Prüfstand vor … und wer für zu Hause gern üben möchte, kann sich hier mit verschiedenen Materialien im Anfeuern ausprobieren.

Was ist lauter - dein Herz, dein Bauch oder dein Puls?

Die Ortung und Visualisierung von Lärmquellen an bzw. in technischen Systemen kann mit einer akustischen Kamera erfolgen. Diese experimentelle Methodik hat sich insbesondere im Bereich der akustischen Forschung und Entwicklung etabliert. Beim ILK Dresden wird in einer entsprechend modifizierten Messumgebung die akustische Kamera genutzt, um die Wirkung lokaler Lärmquellen in Abhängigkeit ihrer lokalen Lage und Intensität farblich zu visualisieren. Beispielsweise konnten unsere Wissenschaftler mit dieser Methode, die Akustik von Ventilatoren und Wärmepumpen untersuchen. https://www.ilkdresden.de/leistungen/forschung-und-entwicklung/projekt/primaere-laermreduktion-an-ventilatoren Wenn Du magst, visualisiert die akustische Kamera Deinen Körper und Du kannst einen Papier-Ausdruck von Deinem akustischen Bildnis mit nach Hause nehmen.

Warum ist ein Pinguin windschnittiger als ein Nashorn?

Warum benötigen wir bei schneller Autofahrt mehr Kraftstoff, wenn wir die gleiche Strecke doch in kürzerer Zeit fahren? Warum muss ich mich beim Radeln wesentlich mehr anstrengen, wenn ich aufrecht fahre? Warum ist ein Pinguin windschnittiger als ein Nashorn?

In den meisten Fällen nehmen wir die uns umgebende Luft nicht wahr. Welche Auswirkungen und welche Kraft sie jedoch haben kann, sehen wir am Beispiel von Stürmen, Orkanen und Wirbelhosen und in den kleinen alltäglichen Dingen in den obigen Fragen. Die Antworten werden mit kleinen Experimenten zum selber ausprobieren und Erfahrungen sammeln gezeigt. Übrigens: Das ILK Dresden erforscht Optimierungspotenziale, wie Leistung, Geräusche, Druckverluste, Produktdesign oder Raumgestaltung und letztendlich die damit verbundenen Betriebskosten mittels laseroptischer Strömungsmessung und Strömungssimulation. Dieses einzigartige Know-how unseres Instituts ist in vielen Projekten hochgeschätzt.  Beispielsweise wurde das neue Berliner Schloss  / Humboldt Forum entsprechend simuliert, sodass weder Besucher noch die Kunstschätze ins Schwitzen oder Frieren kommen.https://www.ilkdresden.de/unternehmen/news/informationen-veranstaltungen/news/ilk-sorgt-fuer-behaglichkeit-fuer-mensch-und-kunst-eroeffnung-humboldt-forum

WIR FREUEN UNS AUF EUCH!

Unsere Adresse: Bertolt-Brecht-Allee 20 in 01309 Dresden

 

Anreise: https://www.ilkdresden.de/unternehmen/anreise

 

 

 

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