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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
Modulbezeichnung (engl.): Energy and Mass Transfer in Process Technology
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 01.10.2004
Code: MAM-7.5
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: 7
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Erstellen von Protokollen u. Arbeitsblättern als Teilleistung, schriftl. Prüfung

[letzte Änderung 06.09.2004]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAM-7.5 Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2004 , 7. 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 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]
Weitere Lehrmethoden und 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]
[Sun Dec  4 16:41:35 CET 2022, CKEY=meusidp, BKEY=mm0, CID=MAM-7.5, LANGUAGE=de, DATE=04.12.2022]