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Energie- und Stofftransport in der Prozesstechnik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Energie- und Stofftransport in der Prozesstechnik
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).
Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2013
Code: MAM.1.5.P-ESP
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..
P241-0030, P241-0031
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.
6V+2U (8 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).
9
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Studienleistungen (lt. Studienordnung/ASPO-Anlage):
Unbenotete Studienleistung: studentische Vorträge mit Hand-Out
Prüfungsart:
Klausur (180 Minuten) oder Mündliche Prüfung.

[letzte Änderung 25.12.2010]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAM.1.5.P-ESP (P241-0030, P241-0031) Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2013 , 1. 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 120 Veranstaltungsstunden (= 90 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 9 Creditpoints 270 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 180 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Sonstige Vorkenntnisse:
Bachelor

[letzte Änderung 11.02.2011]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MAM.3.9.PV-BUP Bioverfahrens-, Umwelt- und Prozesstechnik


[letzte Änderung 28.02.2011]
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Klaus Kimmerle
Dozent/innen:
Prof. Dr.-Ing. Klaus Kimmerle
Dr.-Ing. M. Schütz


[letzte Änderung 27.02.2011]
Lernziele:
Thermodynamik Vertiefung: Unterschied zwischen idealen und realen Prozessen erklären können, Energiebilanzen realer Prozesse aufstellen und berechnen können, Exergie, Anergie berechnen können, reale Gasprozesse erläutern und berechnen können, realen Dampf- Kraft- Prozess erläutern und berechnen können, Zustände von idealen und realen Gemischen berechnen können
 
Wärmetransport: Bearbeiten von komplexen Aufgabenstellungen der Wärmeübertragung, Wärmebilanzen aufstellen und berechnen können, Wärmetransportmechanismen kennen, verstehen, erläutern und berechnen können, einfache Wärmeübertrager berechnen können
 
Stofftransport: Stoffbilanzen aufstellen und berechnen können, Stofftransportmechanismen kennen, verstehen, erläutern und berechnen können, Zusammenwirken von Stofftransport und Reaktionen kennen, verstehen und erläutern
 
Anwendungen in der Energie- und Verfahrenstechnik: Grundoperationen und Apparate der Energietechnik und der thermischen Verfahrenstechnik kennen, verstehen, erläutern und berechnen können

[letzte Änderung 25.12.2010]
Inhalt:
Thermodynamik Vertiefung
        Einführung und Grundbegriffe
        Zustandsgleichungen, Zustandsänderungen, Vollständiges Differential
        Thermische Zustandsgleichung für ‘reale Gase’
        Erster Hauptsatz für ein allgemeines instationäres System
        Der zweite Hauptsatz, Exergie, Anergie und Exergieverlust
        Kreisprozesse, Wirkungsgrade und Leistungsziffern
        Exergetischer Wirkungsgrad und Gütegrad
        Idealisierte Kreisprozesse mit idealen Gasen
        Vergleichsprozesse, z.B. Ericsson- bzw. Ackeret Keller, Stirling, Seiliger, Wärmepumpe,
        Reine reale Stoffe und deren Anwendung
        Dampfkraftanlagen, Organic Rankine Cycle
        einstufige und mehrstufige, reale Dampfkraftprozesse mit Irreversibilitäten
        Wirkungsgradkette vom Brennstoff zur Endenergie
        Thermische und energetische Eigenschaften von Gemischen
        Allgemeine Eigenschaften der Gemische
        ideale Gemische
        Zustandsgrößen
        Entropieerzeugung bei der Mischung idealer Gase
        reale Gemische
        Luft, Dampf, Wasser und Eis
        Zustandsänderungen im h-x Diagramm
 
Wärmetransport
Instationäre Wärmeleitung, Analytische Lösungen eindimensionaler Probleme, Differenzenverfahren, Mehrdimensionale, instationäre Wärmeleitung, Zellenmethode, Berechnung einfacher Wärmeübertrager, Wärmeübertragung mit Phasenwechsel (Verdampfung und Kondensation) bei freier und erzwungener Konvektion
 
Stofftransport
Grundlagen des Stofftransport, Stationäre Diffusion und Konvektion, Diffusionskoeffizienten in Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen, Stoffübergangskoeffizienten, Stoffübergang, Stoffdurchgang, Thermo- Diffusion, Druck- Diffusion, Kraft- Diffusion, instationäre Diffusion, Diffusion und Reaktion
 
Anwendungen in der Energietechnik
Komplexe Wärmeübertragung, Dreistrom- Wärmeübertragung, Dampferzeugung, Kondensation, Kühlung (Feuchtluftkühlung, Rückkühlung, Turmkühlung)
 
Anwendungen in der thermische Verfahrenstechnik
Einführung und Grundbegriffe, Energietransport und Energiebilanzen, Phasendiagramme, Trocknung (Eigenschaften von Trocknungsgütern, Konvektionstrocknung, Kontakttrocknung), Eindampfung, Kristallisation (Löslichkeit, Keimbildung, Kristallwachstum), Sublimation, Destillation, Rektifikation

[letzte Änderung 25.12.2010]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung mit Übungen, Studentenvorträge, Leitfaden zur Vorlesung, Formelsammlung, Übungsaufgaben zur Vorlesung, Aufgaben für Arbeitsblätter und Präsentationen

[letzte Änderung 25.12.2010]
Literatur:
Cerbe&Hoffmann: Einführung in die Thermodynamik; Schmidt&Stephan&Mayinger: Thermodynamik, Hahne, Lüdecke&Lüdecke: Thermodynamik; Elsner: Technische Thermodynamik, v. Böckh, P.: Wärmeübertragung, Stephan: Wärmeübergang beim Kondensieren und beim Sieden; Mersmann, A.: Stoffübertragung, Gnielinski, V., et al.: Verdampfung, Kristallisation, Trocknung; Elsner, N, A. Dittmann, Grundlagen der Technischen Thermodynamik II, Wärmeübertragung, VDI Wärmeatlas, Energietechn. Arbeitsmappe, Rohsenow, W.P., et al.: Handbook of Heat Transfer Vol. I u. II, Vauk, Müller: Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, Hemming: Verfahrenstechnik, Baehr, Stephan: Wärme- und Stoffübertragung, Cussler: Diffusion, mass transfer in fluid systems, Jakubith: Grundoperationen und chemische Reaktionstechnik, Mulder: Basic Principles of Membrane Technology, Bockhardt, Güntzschel, Poetschukat: Grundlagen der Verfahrenstechnik für Ingenieure, Sattler: Thermische Trennverfahren; Incropera,F.P. und De Witt, D.P.: Fundamentals of Heat and Mass Transfer

[letzte Änderung 25.12.2010]
 
[Sat Nov 23 10:58:56 CET 2024, CKEY=meusidpa, BKEY=mm, CID=MAM.1.5.P-ESP, LANGUAGE=de, DATE=23.11.2024]