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Fluidmechanik, Wärme- u. Stoffübertragung

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Fluidmechanik, Wärme- u. Stoffübertragung
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.04.2015
Code: EE307
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P212-0030
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
5V+1U (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
7
Studiensemester: 3
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
keine
Prüfungsart:
Klausur

[letzte Änderung 11.04.2011]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

EE307 (P212-0030) Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2012 , 3. Semester, Pflichtfach
EE307 (P212-0030) Erneuerbare Energien/Energiesystemtechnik, Bachelor, ASPO 01.04.2015 , 3. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 90 Veranstaltungsstunden (= 67.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 7 Creditpoints 210 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 142.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
EE101 Ingenieurmathematik I
EE201 Ingenieurmathematik II
EE206 Thermodynamik


[letzte Änderung 16.07.2015]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
EE-K2-510 Einführung in die Simulation von Windturbinen und deren Komponenten
EE-K2-512 Einführung in CFD
EE-K2-514 Einführung in die Vernetzung mit ICEM I
EE-K2-547 Experimentelle Leistungscharakterisierung solarthermischer Anlagen
EE-K2-549 Grundlagen der numerischen Strömungsmechanik (CFD)
EE405 Prozesstechnik
EE406 Thermische Energiesysteme
EE503 Energiespeicher
EE506 Windenergie und Photovoltaik
EE507 Kraftwerkstechnik
EE604 Projektarbeit
EE605 Planung und Betrieb dezentraler Energiesysteme
EE608 Energieeffizienz und Nachhaltigkeit


[letzte Änderung 17.01.2020]
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Marco Günther
Dozent/innen:
Prof. Dr.-Ing. Christian Gierend
Prof. Dr. Marco Günther


[letzte Änderung 16.07.2015]
Lernziele:
Die Studierenden sind in der Lage:
- den Unterschied zwischen der technischen Mechanik fester Körper zur Mechanik der Fluide zu erklären
- die Grundgleichungen der Strömungsmechanik zu benennen
- fluiddynamische Vorgänge und deren Auswirkungen unter Berücksichtigung der Einflussgrößen einzuordnen und zu berechnen
   
Wärmeübertragung:
- Mechanismen des Wärmetransports zu beschreiben
- stationäre und quasi-stationäre Wärmetransportprobleme zu erläutern und zu berechnen
- Analogie von Wärmetransport einzuordnen
 
 
 
Fluidmechanik:
Im Rahmen dieser Vorlesung wird der Übergang von der technischen Mechanik der festen Körper zur Mechanik der Fluide erklärt. Als Lernziel wird das Verstehen von  fluiddynamischen Methoden, wie sie u. a. in Verbindung mit thermofluiddynamischen Aufgabenstellungen in den technischen Lehrveranstaltungen und in der Ingenieur-Praxis benutzt werden, verfolgt. Durch Übungen werden die Studenten in die Lage versetzt, fluiddynamische Vorgänge und deren Auswirkungen unter Berücksichtigung der Einflußgrößen einzuordnen und ingenieurmäßig zu berechnen.
 


[letzte Änderung 16.07.2015]
Inhalt:
Fluidmechanik
Fluidstatik:
Grundbegriffe: Dichte, Druck, Temperatur
Hydrostatik: Statischer und thermischer Auftrieb
Grundlagen der Fluiddynamik:
Grundbegriffe, Viskosität, Stromlinie, Stromröhre, Stromfaden, Strömungsmechanische Ähnlichkeit und Kennzahlen, Bewegungsgleichungen für Fluidelemente, Erhaltungssätze der stationären Stromfadentheorie: Massenerhaltung, Impulssatz, Energiesatz, reibungsfreie Strömungsprozesse
Reibungsbehaftete Strömungsprozesse: stationäre Rohrströmung(inkompressible Fluide), laminare Rohrströmung (Hagen-Poiseuille-Gesetz), turbulente Rohrströmung
Grundlagen der Thermofluiddynamik: Kennzahlen (Reynolds-,Prandtl-, Pécletzahl), Bilanzgleichungen für Masse, Impuls und Energie, Differentialgleichungen, Begriffe der Grenzschichtströmung
 
Wärmetransport
Fouriersche Gesetze der Wärmeleitung, Wärmeleitfähigkeit von Fluiden und Feststoffen, Wärmeübergangskoeffizient.
 
Stationäre Aufgabenstellungen:
   Wärmedurchgang durch ebene, zylindrische und
kugelförmige Wände (PÈCLET-Gin.)
Quasi-eindimensionale und quasi-stationäre Problemstellungen:
   Abkühlung von strömenden Fluiden in Rohrleitungen
   Abkühlung eines Fluids in einem kugelförmigen Speicher
   Abkühlung eines durchlaufenden Drahts in einem
Flüssigkeitsbad
   Rippen (berippte Wände, Rippenrohre)
Ähnlichkeitstheorie: Dimensionslose Kennzahlen (Nu, Re, Pr, Gr etc.)
Wärmeübergang in einphasigen Medien
   erzwungene Konvektion: Kanalströmungen, Körper im Querstrom, Rohrbündel
   freie Konvekiton: Ebene Wand, horizontaler Zylinder
Einfache Wärmeübertrager
   Rekuperatoren, Regeneratoren: Gleichstrom, Gegenstrom, Kreuzstrom
Wärmetransport durch Strahlung
PLANCKsches Strahlungsgesetz, LAMBERTsches Cosinusgesetz, STEFAN-BOLTZMANN-Gesetz, KIRCHHOFFsches Gesetz, Strahlungsaustausch zwischen parallelen Wänden, Strahlungsschirme, Strahlungsaustausch von sich umschließenden Flächen.


[letzte Änderung 24.07.2013]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Fluidmechanik:
Vorlesung 2 SWS, Übungen 0,5 SWS;
Handouts, Beispiele mit Diskussion, Übungsaufgaben
 
Wärmetranssport:
Vorlesung 2 SWS, Übungen 0,5 SWS;
Leitfaden zur Vorlesung, Übungsaufgaben zur Vorlesung
Formelsammlung

[letzte Änderung 11.04.2011]
Literatur:
Fluidmechanik:
Bohl W.: Tech. Strömungslehre; v. Böckh P.: Fluidmechanik; Kümmel W.: Technische Strömungsmechanik; Polifke W., Kopitz J.: Wärmeübertragung
 
Wärmetransport:
v. Böckh, P.: Wärmeübertragung; Baehr, H.D., Stephan K.: Wärme- und Stoffübertragung; Elsner, N.; Dittmann A.: Grundlagen der Technischen Thermodynamik II, Wärmeübertragung, VDI Wärmeatlas; Energietechn. Arbeitsmappe; Rohsenow, W.M. et al.: Handbook of Heat Transfer Vol. I u. II

[letzte Änderung 24.07.2013]
 
[Thu Nov 21 14:54:50 CET 2024, CKEY=efa, BKEY=ee2, CID=EE307, LANGUAGE=de, DATE=21.11.2024]