Module handbook

Energiesystemtechnik (ES)

Energie- und Stofftransport

Lehrform Vorlesung
Lernziele / Kompetenzen

Wärme- und Stofftransport

Die Studierenden sind mit der Formulierung von Erhaltungsgleichungen (Energie-, Massen-, Impulserhaltung) in geschlossenen und offenen Systemen vertraut und haben ein Verständnis für die zu Grunde liegenden mathematischen Formulierungen entwickelt.

Die Studierenden kennen weiterhin die physikalischen Grundlagen und Eigenschaften der Wärme- und Stofftransportmechanismen (Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung, Diffusion). Sie können die Relevanz der einzelnen Mechanismen für gegebene Anwendungen bewerten und Wärme- und Stoffflüsse quantitativ berechnen.

Die Studierenden sind mit Wärmeübergang und -durchgang sowie deren Berechnungen vertraut und können diese zur Auslegung von technischen Geräten wie Wärmeübertragern anwenden. Durch die vorlesungsbegleitenden Übungen können die Studierenden praxisnahe Fragestellungen erfolgreich bearbeiten.

Dauer 1
SWS 8.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 120
Selbststudium / Gruppenarbeit: 180
Workload 300
ECTS 10.0
Leistungspunkte Noten

Wärme- und Stofftransport: Klausurarbeit, 90 Min.

Strömungslehre: Klausurarbeit, 90 Min.

Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Jörg Ettrich M. Sc.

Empf. Semester 3
Haeufigkeit jedes 2. Semester
Verwendbarkeit

Bachelor ES - Hauptstudium

Veranstaltungen

Technische Strömungslehre

Art Vorlesung
Nr. M+V819
SWS 4.0
Lerninhalt
  • Grundlagen
    Eigenschaften von Fluiden, Molekularer Aufbau, Stoffdaten, Newtonsche und nicht-newtonsche Medien
  • Hydro-und Aerostatik
    Druckverteilung im Schwere-und Zentifugalfeld, Kraftwirkungen auf Behälterwände, Archimedischer Auftrieb,
  • Reibungsfreie Strömungen
    Stromfadentheorie, Bernoulli-Gleichung, Wirbelströmungen, Druckbegriffe und deren Messung, Ausströmen aus Behältern, ebene Strömungen, Potentialströmungen und Tragflügeltheorie
  • Reibungsbehaftete Strömungen
    Reibungseinfluss, Kennzahlen, laminare und turbulente Strömungen, Navier-Stokessche Gleichungen, Druckabfall in durchströmten Leitungen, Impulssatz, Grenzschichttheorie,
  • Druckverlust und Strömungswiderstand
    Energiegleichung, Druckverlust in durchströmten Bauteilen, Krümmer, Düsen, Diffusoren, Widerstand umströmter Körper, Fahrzeuge, Tragflügel, Gebäude
  • Gasdynamik
    Strömungen kompressibler Medien, Laval-Düse
Literatur
  • Grundzüge der Strömungslehre, J. Zierep, K.Bühler (Vieweg+Teubner Verlag, 2010)
  • Strömungslehre und Strömungsmaschinen, E. Käppeli (Harry, 1987)
  • Strömungsmechanik, J.Zierep, K.Bühler (Springer Verlag, 1991)
  • Technische Strömungslehre, Bohl, W. (Vogel, 2000)

Wärme- und Stofftransport

Art Vorlesung
Nr. M+V437
SWS 4.0
Lerninhalt

Wärme- und Stofftransport findet in praktisch allen Energiewandlern statt und ist damit wichtige Grundlage für die Energiesystemtechnik. In der Veranstaltung werden die grundlegenden Transportmechanismen sowie deren mathematische und anschauliche Beschreibungen eingeführt.Die Vertiefung erfolgt in vorlesungsbegleitenden Übungen anhand Beispielen aus der Energiesystemtechnik.

Inhalt:

  • Einleitung und Grundlagen: Erhaltungsgrößen und Erhaltungsgleichungen, mathematische Werkzeuge, dimensionslose Kennzahlen
  • Wärmetransport: Erhaltungsgleichungen, Wärmeleitung, Wärmekonvektion, Wärmestrahlung, Wärmequellen
  • Stofftransport: Diffusion, Konvektion, Navier-Stokes-Gleichungen
  • Wärme- und Stoffübertragung: Konvektiver Wärmeübergang, Wärmedurchgang, Wärmeübertrager
  • Ausblick: computergestützter Wärme- und Stofftransport
  • Übungen
Literatur
  • Skript zur Vorlesung