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Energie- und Stofftransport in der Prozesstechnik

Modulbezeichnung: Energie- und Stofftransport in der Prozesstechnik
Modulbezeichnung (engl.): Energy and Mass Transfer in Process Technology
Studiengang: Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2004
Code: MAM-7.5
SWS/Lehrform: 6V+2U (8 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 9
Studiensemester: 7
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Erstellen von Protokollen u. Arbeitsblättern als Teilleistung, schriftl. Prüfung
Zuordnung zum Curriculum:
MAM-7.5 Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2004, 7. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
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 06.09.2004]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Horst Altgeld
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Horst Altgeld

[letzte Änderung 06.09.2004]
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 06.09.2004]
Inhalt:
- Thermodynamik Vertiefung
        - Einführung und Grundbegriffe
                - Zustandsgleichungen und Zustandsänderungen, Vollständiges Differential
                - Thermische Zustandsgleichung für ‘reale Gase’
                - Erster Hauptsatz für ein allgemeines instationäres System
                - Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, Exergie, Anergie und Exergieverlust
        - Kreisprozesse, Wirkungsgrade und Leistungsziffern
                - Exergetischer Wirkungsgrad und Gütegrad
                - Idealisierte Kreisprozesse mit idealen Gasen
                        - Vergleichsprozesse, Ericsson- bzw. Ackeret Keller, Stirling, Seiliger, Wärmepumpe
        - Reine reale Stoffe und deren Anwendung
                - Dampfkraftanlagen (Dampfturbinen)
                - Reale einstufige und mehrstufige 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 Stofftransports, 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 06.09.2004]
Lehrmethoden/Medien:
Leitfaden und Übungsaufgaben zur Vorlesung, Aufgaben für Arbeitsblätter und Präsentationen

[letzte Änderung 06.09.2004]
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

[letzte Änderung 06.09.2004]
[Mon Jun  1 10:49:00 CEST 2020, CKEY=meusidp, BKEY=mm0, CID=MAM-7.5, LANGUAGE=de, DATE=01.06.2020]