Module handbook

Energiesystemtechnik (ES)

Strömungsmechanik

Empfohlene Vorkenntnisse

Leistungsnachweis Physik.

Lernziele / Kompetenzen

Strömende Gase und Flüssigkeiten bilden die Grundlage unzähliger Verfahren in der Energietechnik, in chemischen und biotechnischen Prozessen, in der Rohstoff-, der Lebensmittel-, der pharmazeutischen u.a. Industrien. Die Strömungsmechanik befasst sich als Teilgebiet der Mechanik mit Zuständen und Bewegungsvorgängen von Fluiden, also kompressibler Gase und nahezu imkompressibler Flüssigkeiten, aufgrund der auf sie wirkenden Kräfte, z.B. aufgrund von Gewichts-, Zentrifugal-, Druck- und Reibungskräften. Das Verstehen der Grundsätze der Strömungsmechanik ist daher für Ingenieure der Energietechnik unerlässlich. Die Studierenden werden befähigt, diese Kenntnisse bei der Auslegung von energietechnischen Anlagen und der Planung von Prozessen einzusetzen. Dazu kommen allgemeine Vorgehensweisen in den Ingenieurwissenschaften, dargestellt an speziellen strömungstechnischen Aufgabenstellungen, wie die Bedeutung von und das Arbeiten mit dimensionslosen Kennzahlen, und das verantwortliche Arbeiten in Gruppen.

Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Konzepte der Strömungsmechanik, speziell:
- Bilanzgleichungen (Masse, Energie, Impuls)
- die Bedeutung und Anwendung dimensionsloser Kennzahlen
- Zweck und Gültigkeitsgrenzen von Idealisierungen.
Sie können damit Problemstellungen beurteilen und bearbeiten.

SWS 4.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 60
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 150
ECTS 5.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

K90 Klausur.
Die Modulnote ist gleich der Klausurnote.

Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Jörg Ettrich

Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Technische Strömungslehre

Art Vorlesung
Nr. M+V285
SWS 4.0
Lerninhalt

Der reine Frontalunterricht mit Tafelanschrieb wird aufgelockert z.B. durch Klärung von Zwischenfragen in
Diskussionsform, soweit wie möglich, sowie durch Beispielrechnungen und Saaldemonstrationen. Um die Ablenkung der Studierenden durch rein manuelles Kopieren von Tafelanschrieben in Grenzen zu halten, steht ein Umdruck mit allen wichtigen Abbildungen, jedoch ohne Text zur Verfügung. Die Vorlesungsinhalte werden durch Übungen in kleinen Gruppen vertieft. Zusätzlich wird den Studierenden die Möglichkeit zu freiwilligen, korrigierten Hausaufgaben angeboten. Ein studentisches Tutorium ist angestrebt.

A) Grundlagen: Dichte und Viskosität von Fluiden, Fluidstatik, Kapillarkräfte.
B) Fluidkinematik: Stromlinien, Staupunkt, Kontinuitätsgleichung, Strömungspotentiale.
C) Strömung idealer Flüssigkeiten: Navier-Stokes-, Euler-, Bernoulli-Gleichung, Körperwirbel und Potentialwirbel, Impulssatz.
D) Fluidkinetik: Ähnlichkeitsbetrachtungen, Reynolds-Zahl,laminare und turbulente Strömungen, Grenzschichttheorie.
E) verlustbehaftete Strömungen
F) Einführung in die Gasdynamik: Euler-Gleichung, Lavaldüse, Schallgeschwindigkeit.

Literatur

- Grundzüge der Strömungslehre, Zierep J., Bühler K., Teubner Verlag, Wiesbaden, 2008 

- Strömungsmechanik, J.Zierep, K.Bühler, Springer Verlag, 1991.