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Modulbeschreibung

Thermodynamik und Wärmeübertragung

Inhalt

  • Beschreibung von Mischungen, thermodynamische Eigenschaften von Mischungen

  • Mischung idealer Gase (Gesetz von Dalton)

  • Mischung eines Dampfes mit idealen Gasen - System feuchte Luft

  • Fluiddynamische und chemische Grundbegriffe der Verbrennung

  • Berechnung von Luftbedarf, Verbrennungstemperatur und feuerungstechnischem Wirkungsgrad bei festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen

  • Einsatz von Biomasse in feuerungstechnischen Systemen

  • Einteilung und Begriffe der stationären Wärmeübertragung, Wärmeleitung ebene Wand, Zylinderwand, Wärmeleitfähigkeit, Kontakttemperatur

  • Konvektion (Wärmeübergang), Erzwungene Flüssigkeits- oder Gasströmung im Rohr, Kanal und Platten. Freie Strömung an Platten, Rohren und in geschlossenen Fluidschichten, Wasser in Behältern und Kesseln, Verdampfung und Kondensation

  • Wärmestrahlung, Stefan Boltzmann Gesetz, Kirchhoffsches Gesetz, Lambertsches Kosinus Gesetz, Strahlungsaustausch, Gasstrahlung, Einstrahlzahl, Strahlungsaustausch zwischen Oberflächen geschlossener Räume, Wärmeübergangskoeffizient beim Strahlungswärmeaustausch, Strahlungstemperatur der Umgebung

  • Wärmedurchgang, Wärmedurchgangskoeffizient, Mittlere Temperaturdifferenz, Gleichstrom-, Gegenstrom-, Kreuzstrom-Wärmeübertrager, Wärmeabgabe von Rohren

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

Fachkompetenz:

  • thermodynamische Eigenschaften von Mischungen berechnen und die Zusammensetzung von Mischungen mit verschiedenen Methoden (Massenbruch, Molenbruch, Beladung) darstellen

  • die Mischung Wasserdampf/Luft (feuchte Luft) unter besonderer Berücksichtigung der Eigenschaften dieses Systems in der Klima- und Kältetechnik sowie in der Wärmerückgewinnung verstehen

  • Berechnung von Luftbedarf, Verbrennungstemperatur und feuerungstechnischem Wirkungsgrad bei festen, flüssigen und gasförmigen Brennstoffen

  • Beurteilung von technischen Flammen und Verbrennungsvorgängen hinsichtlich Sicherheit, Funktion und Wirkung , sowie auch die Beurteilung des Einsatzes von Biomasse in feuerungs- und energietechnischen Systemen.

  • Fähigkeit zur Berechnung von Wärmestrom und Temperaturverteilung in Bauteilen und Systemen bei stationärer Wärmeleitung sowie die Berechnung von Wärmestrom und Temperaturverteilung in einfachen Systemen mit instationärer Wärmeleitung für ausgewählte Fälle.

  • Kompetenz zur Berechnung des Wärmeübergang bei freier und erzwungener Konvektion und zur Berechnung des Wärmeübergang bei Wärmestrahlung. Auslegung und Bewertung von Wärmeübertragern.

Methodenkompetenz:

  • Auslegung von Prozessen und Dimensionierung der Anlagenkomponenten

Sozial- und Selbstkompetenz:

  • Durchführung von komplexen Berechnungen im Team und Vorstellung der Ergebnisse

  • Berechnungen selbst durchführen

ECTS

10 Punkte

Studien- und Prüfungsleistungen

Prüfungsleistungen:
  • Thermodynamik und Wärmeübertragung (120 min, Klausur)
Studienleistungen:
  • Labor Thermodynamik und Wärmeübertragung (Laborarbeit)
  • Labor Thermodynamik und Wärmeübertragung (Bericht)

Lehr- und Lernformen

  • Thermodynamik II (4 SWS, Vorlesung)
  • Wärmeübertragung (3 SWS, Vorlesung)
  • Labor Thermodynamik und Wärmeübertragung (2 SWS, Labor)

Studiengänge

  • Energiesystemtechnik(EST) - Pflichtmodul
  • Internationale Energiewirtschaft(IEW) - Wahlpflichtmodul

Literatur

Baehr, H., Stephan, K.. Wärme- und Stoffübertragung. Springer, Heidelberg, Berlin, 1700.
Recknagel, Sprenger, Schramek. Taschenbuch für Heizung + Klimatechnik. Oldenbourg Verlag, München, 1700.
VDI-Wärmeatlas. Springer, Heidelberg, Berlin, 1700.
E. Hahne. Technische Thermodynamik. Oldenbourg Verlag, 1700.
Peter Stephan, Karlheinz Schaber, Karl Stephan, Franz Mayinger. Thermodynamik. Springer, Heidelberg, Berlin, 1700.
Peter Stephan, Karlheinz Schaber, Karl Stephan, Franz Mayinger. Thermodynamik. Springer, Heidelberg, Berlin, 1700.

Quicklinks