2001

01-03

WETENSCHAPSNIEUWS 01/03 8-3-2001

Agenda
Samenvattingen promoties
Benoemingen
Stellingen
Archief

Wetenschapsnieuws is een periodieke uitgave van de Universiteit Twente. Het verschijnt ± 20 maal per jaar in een oplage van 500 stuks. Voor nadere informatie, of voor een gratis abonnement, kunt u contact opnemen met de Dienst Communicatie en Transfer, Postbus 217, 7500 AE Enschede, tel. (053) 489 43 85, e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl
Laatste nieuws op Internet: URL: http://www.utwente.nl/nieuws


Proefschriften ook on-line beschikbaar
Een groot aantal proefschriften zijn direct opvraagbaar via de website van de Universiteitsbibliotheek. De documenten zijn in het kader van het webdocproject per faculteit /instituut integraal opgeslagen in pdf formaat.

Samenvattingen promoties

Energievoorziening met duurzame bronnen dichtbij
WN 01/08 * 22 februari

oratie prof. dr. H.J. Veringa, faculteit Werktuigbouwkunde: ‘De kunst van het weglaten’

Naar verwachting komen er binnenkort microwarmtekracht-eenheden op de markt met een vermogen van 1000 Watt, dit in combinatie met een CV ketel, niet veel groter dan de huidige HR-ketel. Ook zijn er spectaculaire ontwikkelingen te verwachten rondom de toepassing van brandstofcellen voor kleinschalige energie omzetting, eerst in de transportsector en later in het huishouden. Eigen elektriciteitsopwekking in Nederlandse huishoudens is niet ver weg meer. Aldus professor Veringa tijdens zijn oratie als hoogleraar Energietechnologie bij de vakgroep Thermische Werktuigbouwkunde.

Microwarmtekracht-koppeling maakt gebruik van het Stirling-proces. Hierbij wordt een gas verplaatst tussen twee ruimtes, één met een hoge en één met een lage temperatuur. Als het gas naar de warmere ruimte gaat, zet het uit en verplaatst het een zuiger. Koelt het gas af, dan gaat de zuiger weer terug. Zo wordt warmte omgezet in mechanische kracht. De laatste jaren is dit proces voor de elektriciteitsproductie onder meer aantrekkelijk gemaakt door het gebruik van ‘fotovoltaïsche cellen’ als warmteleverancier, het gebruik van een licht gas zoals waterstof of helium en door de toepassing van magneten en de ‘vrije zuigertechnologie’ (het ophangen van de zuiger in veren).

Hoog rendement
Zo goed als een Stirling-systeem warmte in mechanische energie kan omzetten, zo goed is ook het omgekeerde mogelijk. Als in het systeem door verbranding van gas mechanische energie wordt opgewekt en deze direct wordt gebruikt voor aandrijving in een Stirling-warmtepomp, is het hele systeem in één enkel drukvat op te nemen. Experimenteel is aangetoond dat dit systeem iets minder dan de helft van de totale warmte, die een verwarmingsketel moet leveren, aan de omgeving onttrekt. En zo ontstaat een cv-installatie met een rendement van 140%.

Voor het behalen van dit hoge rendement is een wamtewisselaar nodig die zorgt voor een optimale warmteoverdracht in het snel heen en weer stromende gas. Samen met ECN, waar hij de functie vervult van Unit manager Biomassa, gaat Veringa experimenteel en modelmatig onderzoek verrichten naar snelle warmteoverdracht.

Duurzame technologie
Omdat fossiele brandstoffen meer en meer worden vervangen door duurzame bronnen, gaat de vakgroep Thermische Werktuigbouwkunde zich ook bezighouden met energievoorziening op grotere schaal: de productie van synthesegas (biogas) uit biomassa en afval. Duurzame energietechnologie maakt gebruik van bronnen als biomassa, afval, zon en wind. Vergassing van koolstof- en waterstofhoudende brandstoffen zoals biomassa en afval levert biogas, een mengsel van de gassen koolmonoxide en waterstof. De concentratie en zuiverheid van beide gassen bepalen de bruikbaarheid van het biogas. Biogas is een stookgas (dat na methanisering en zuivering aan het distributienet kan worden toegevoegd) en is het uitgangsproduct voor een scala aan afgeleide producten, zoals methanol en ‘Fischer Tropsch diesel’. Het is zelfs mogelijk om biogas te produceren dat zo zuiver is aan waterstof, dat het kan worden gebruikt in een brandstofcel. Brandstofcellen worden gezien als een schone en efficiënte manier om elektriciteit op te wekken.
Veringa kan voor zijn onderzoek gebruik maken van een subsidie uit het Nieuwe Energie-Conversie Technologieën programma (NECT) van de Nederlandse Onderneming voor Energie en Milieu (Novem).

informatie: mw. drs. B. Koopmans, tel. (053) 489 4366
e-mail: b.j.m.koopmans@cent.utwente.nl

Noot voor de pers:
U kunt de tekst "De kunst van het weglaten" opvragen bij de dienst Communicatie en Transfer van de Universiteit Twente, tel. 053 489 4852.

 

Beter inzicht in werking verdikkingsmiddel Guar gum
WN 01/09 * 2 maart 2001

promotie ir. R.H.W. Wientjes, faculteit Technische Natuurkunde: ‘Reologie van associatieve biopolymeren’

Het verdikkingsmiddel Guar gum wordt veelvuldig gebruikt in voedingsmiddelen en cosmetische producten. Guar gum is een polymeer dat is opgebouwd uit de koolhydraten mannose en galactose. Hierbij is een hoofdketen mannose gedeeltelijk bezet met zijgroepen galactose. Toevoeging van een kleine hoeveelheid van het verdikkingsmiddel aan water veroorzaakt een drastische toename in de viscositeit ofwel stroperigheid. In de industrie wordt dit effect gebruikt om producteigenschappen te verbeteren. Meestal gebeurt dit via de ‘trial and error’-methode, omdat men de relatie tussen macroscopische en microscopische eigenschappen nog niet begrijpt. Meer inzicht in deze relatie kan zorgen voor een betere kwaliteit van producten zoals ijs, dressings en zuivel.

Roland Wientjes onderzocht het verband tussen reologische (macroscopische) en moleculaire (microscopische) eigenschappen van Guar gum-oplossingen. Reologische eigenschappen geven informatie over het vastestofgedrag en/of vloeistofgedrag van de oplossing. Voorbeelden van reologische eigenschappen zijn de viscositeit van een vloeistof en de gelsterkte van een vaste stof (dit geeft de hardheid van vaste stoffen aan; pudding is bijvoorbeeld veel minder hard dan steen).
Uit de experimentele resultaten bleek dat Guar gum-oplossingen vastestofgedrag vertonen op korte (< 1 s) en lange (> 1000 s) tijdschalen. In het tussenliggende gebied overheerst het vloeistofgedrag. Men kan zich dit het beste als volgt voorstellen: Als een Guar gum oplossing heel langzaam (>1000 s) of juist heel snel (< 1 s) ingedrukt wordt, gedraagt de oplossing zich als een veer. Wanneer de oplossing niet meer ingedrukt wordt, veert zij terug. Dit is typisch het gedrag van een vaste stof. Het terugveren wordt in de reologie een relaxatieproces genoemd, wat in dit geval betekent dat er twee relaxatieprocessen zijn.
Wientjes vergeleek de resultaten van zijn onderzoek met verschillende microreologische modellen. Hieruit bleek dat ketens slechts een paar sterke bindingen met elkaar hebben en dat ze geaggregeerde structuren vormen. Een deel van deze structuren vult de ruimte in zijn geheel in de vorm van een netwerk. Met de vorming van dit netwerk wordt de mesoscopische structuur (d.i., op het niveau van het geheel van polymeerketens bezien) ‘ingevroren’, waardoor het netwerk niet verhardt en menging door de oplossing onmogelijk is. In dit beeld is het langzame relaxatieproces het opbreken van het netwerk, terwijl het snelle relaxatieproces de diffusie van de ingesloten geaggregeerde structuren is.

promotor: prof. dr. J. Mellema; prof. dr. W.G.M. Agterof
co-promotor: dr. M.H.G. Duits
informatie: mw. drs. B. Koopmans, tel. (053) 489 43 66
e-mail: b.j.m.koopmans@cent.utwente.nl

 

Ondersteuning studenten in www-gebaseerde leeromgevingen
WN 01/10 * 9 maart

promotie drs. J.C. Winnips, faculteit Toegepaste Onderwijskunde: ‘Scaffolding-by-Design: A model for WWW based learner support’

Als een student tijdens het uitvoeren van een taak wordt ondersteund, kan deze ondersteuning langzamerhand worden weggenomen, zodat de taak aan het einde van het leerproces door de student zelfstandig is uit te voeren. Rond dit principe van scaffolding (Eng.: ‘scaffold’= steiger) heeft Winnips onderstaand model ontworpen:

In dit model is scaffolding te zien aan het afnemen van de hoeveelheid ondersteuning. Deze wordt bepaald door het volgen van de voortgang van de student: de monitoring. Doordat de student tussenproducten inlevert wordt een idee gekregen van de hoeveelheid ondersteuning die nodig is.

Om beslissingen te kunnen nemen over de ondersteuning zijn vier aspecten onderscheiden:

  1. taakondersteuning, bijvoorbeeld door het geven van hints, het stellen van kritsche vragen of het weggeven van een deel van de oplossing;
  2. regulatie, oftewel, wie neemt de beslissing of er ondersteuning nodig is, en hoeveel: is dat de docent, medestudenten, de student zelf, of de computer;
  3. granulariteit, d.w.z. beslissingen over de groote van de taak, het opdelen van de taak in eenheden, en de hoeveelheid ondersteuning;
  4. management, van belang voor de efficientie van het leerproces, in verband met de hoeveelheid tijd die voor het geven van ondersteuning beschikbaar is.

Het model bleek behulpzaam bij het inrichten van www-omgevingen, en het nemen van beslissingen over ondersteuning.

promotor: prof. dr. J. C. M. M. Moonen
co-promotor: prof. dr. B. C. Collis, prof. dr. P. W. Verhagen
informatie: drs. B. Meijering, tel. (053) 489 43 85
e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl

 

Rurale elektrificatie: stiefkind of uitdaging voor elektriciteitsbedrijven?
WN 01/11 * 22 maart

promotie A.N. Zomers, faculteit Technologie & Management: ‘Rural Electrification; Utilities’ chafe or challenge?’

Door gemeenschappelijke problemen, verbeterde telecommunicatiemiddelen en uitgebreide reismogelijkheden ontwikkelt de wereld zich steeds meer tot een ‘global village’. Toenemende politieke en sociale druk zullen voor de internationale gemeenschap een stimulans betekenen tot verbetering van de levensomstandigheden van de wereldbevolking als geheel. Hierbij spelen energie en in het bijzonder elektriciteit dan een grote rol.

Van de totale wereldbevolking beschikken ongeveer twee miljard mensen niet over elektriciteit. Het overgrote deel woont in de rurale gebieden van ontwikkelingslanden, maar omdat de elektriciteitsvoorziening in die gebieden door energiebedrijven vaak als een stiefkindje wordt gezien, is elektriciteitsvoorziening daar altijd belangrijk duurder geweest dan in de steden. Daarbij komt dat diverse elektrificatieprogramma’s in ontwikkelingslanden niet aan de verwachtingen hebben voldaan.

Ad Zomers heeft multidisciplinair onderzoek verricht naar elektrificatieprogramma’s in zowel ontwikkelingslanden als geïndustrialiseerde landen. Op basis hiervan en ook op basis van de huidige ontwikkelingen en trends in de energiesector heeft hij een aantal succesfactoren voor toekomstige elektrificatieprogramma’s opgespoord. Van doorslaggevend belang blijken: politieke en sociale stabiliteit, een geschikt elektrificatieproces, internationale steun en een organisatie gebaseerd op decentralisatie en operationele autonomie. Factoren die daarentegen geen oplossing vormen voor de elektrificatie van rurale gebieden in ontwikkelingslanden zijn bijvoorbeeld privatisering en de introductie van concurrentie.

De resultaten van de studie zijn van belang voor energiebedrijven, donoren, ontwikkelingsorganisaties en andere instanties die betrokken zijn bij de elektriciteitsvoorziening van rurale gebieden.

promotor: prof. dr. E.W. Hommes
co-promotor: dr. J. Clancy
informatie: drs. B. Meijering, tel. (053) 489 43 85
e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl

 

Contact en wrijving in dieptrekprocessen
WN 01/12 * 23 maart

promotie J.D. Westeneng, faculteit Werktuigbouwkunde: ’Modelling of contact and friction in deep drawing processes’

Wrijving speelt in het dagelijks leven een belangrijke rol, zo ook in de industrie. Bij omvormingsprocessen van bijvoorbeeld een stalen plaat tot een produkt met een bepaalde vorm (dieptrekken) is de grootte van de wrijving tussen produkt en gereedschap van invloed op de benodigde energie. In zijn promotieonderzoek toont André Westeneng theoretisch aan dat de wrijving geen constante is, maar een functie van onder meer de aangebrachte belasting, de dieptreksnelheid, de ruwheid van zowel het gereedschap als het plaatmateriaal, de hardheid van het plaatmateriaal en smeermiddel-eigenschappen. Daarnaast heeft Westeneng wrijvingsexperimenten uitgevoerd die gelijke trends laten zien met het model. Hiermee is door het vastleggen van bepaalde condities de gewenste wrijving tussen gereedschap en plaatmateriaal te bereiken. Daarnaast is de grootte van de wrijving van invloed op de spanning en de rek die in het materiaal optreedt. Het model vergroot daarmee de nauwkeurigheid van de uitkomst van berekeningen van eindige elementen.
Voor verdere praktische toepassingen van het te dieptrekken product (bijv. hechting van aan te brengen oppervlaktelagen), is het belangrijk controle te hebben over de ruwheid van het product. Experimenten wijzen uit dat de ruwheid van het plaatmateriaal verandert wanneer het normaal en/of tangentieel wordt belast. De verandering van de ruwheid ten gevolge van extern aangebrachte belastingen is weergegeven in een model.

Het project is uitgevoerd in samenwerking met en gefinancieerd door Corus te IJmuiden en Quaker Chemical te Uithoorn.

promotor: prof. ir. A.W.J. de Gee
co-promotor: dr. ir. D.J. Schipper
informatie: drs. B. Meijering, tel. (053) 489 43 85
e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl

 

Automatische toetsconstructie
WN 01/13 * 30 maart

promotie ir. B.P. (Bernard) Veldkamp, faculteit Toegepaste Onderwijskunde: ‘Principles and methods of constrained test assembly’

De resultaten van een eindexamen, een beroepskeuzetest of een persoonlijkheidstest bij een sollicitatie kunnen van groot belang zijn voor iemands carrière. Er mag dan ook van worden uitgegaan dat deze resultaten goede voorspellers zijn van iemands toekomstige prestaties. Vroeger werd dit gegarandeerd doordat een autoriteit zijn of haar naam aan een test verbond. Tegenwoordig moet er veel onderzoek verricht worden om objectieve garanties te kunnen bieden.
Bernard Veldkamp heeft onderzoek verricht naar het ontwerpen van modellen en algoritmes voor automatische toetsconstructie. Bij automatische toetsconstructie worden de vragen voor een specifieke toets automatisch geselecteerd uit een vragenbank die een paar duizend vragen bevat. Bij de selectie worden een aantal randvoorwaarden meegegeven waaraan de toetsen moeten voldoen.

Veldkamp gaat uitgebreid in op het construeren van toetsen die meerdere vaardigheden tegelijkertijd meten als ook van Computer Adaptieve Toetsen. Dit adaptieve toetsen is te vergelijken met een mondeling examen, waarbij een computerprogramma de rol van examinator overneemt. Net als bij een mondeling examen wordt de moeilijkheid van de vragen aangepast aan het niveau van de kandidaat. Deze vorm van toetsen wordt onder meer al toegepast bij de Microsoft Certification examens. Voor het construeren van de toetsen zijn modellen, heuristieken en algoritmen ontwikkeld, die zijn toegepast op gegevens van Law School Admission Council en van American College Testing.

Veldkamp is werkzaam bij de afdeling Onderwijskundige Meetmethoden en Data-analyse, faculteit Toegepaste Onderwijskunde, Universiteit Twente.

promotor: prof. dr. W.J. van der Linden
informatie: drs. B. Meijering, tel. (053) 489 4385
e-mail: b.meijering@cent.utwente.nl

Benoemingen

Dr. P. H. Kockelhoren is per 1 februari 2001 benoemd tot bijzonder hoogleraar Kunst en Technologie bij de faculteit Wijsbegeerte en Maatschappijwetenschappen van de Universiteit Twente.

Dr. C.A.W. Glas is per 1 maart 2001 benoemd tot hoogleraar Methoden en Technieken van Sociaal-Wetenschappelijk Onderzoek bij de faculteit Toegepaste Onderwijskunde van de Universiteit Twente.

Dr. G.J. Wöginger is per 1 april 2001 benoemd tot hoogleraar Discrete Wiskunde en Mathematische Programmering bij de faculteit Toegepaste Wiskunde van de Universiteit Twente.


Stellingen