OVGU -

Technische Thermodynamik / Technische Wärmelehre

Termin:

Wintersemester (BSYT, MSPG), Sommersemester (MB), Link zum LSF

Studiengang:

Pflichtfach für die Bachelorstudiengänge

Biosystemtechnik
Molekulare und strukturelle Produktgestaltung
Maschinenbau
Sicherheit und Gefahrenabwehr

Modul:

Technische Thermodynamik

Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Vermittlung von Grundlagen zum Wärmetransport, zur Energieübertragung und Energiewandlung sowie zum Zustandsverhalten von Systemen. Erwerb von Fertigkeiten zur Lösung von Wärmeübertragungsproblemen, zur energetischen Bilanzierung von technischen Systemen sowie zur energetischen Bewertung von Prozessen. Durch die Vermittlung der Methodik der Thermodynamik sollen das analytische Denkvermögen geschult und die Kompetenz zur Identifizierung und Lösung energetischer Problemstellungen gestärkt werden.

Inhalt:

1. Systematik und Grundbegriffe, Wärme als Form des Energietransportes, Arten der Wärmeübertragung, Grundgesetze und Wärmedurchgang
2. Fourier’sche Differentialgleichung, stationäre Wärmeleitung mit Quelle, wirtschaftliche Isolierung, Biot-Zahl und Grenzfall Bi → 0, einfache analytische Lösungen für instationäre Wärmeleitprobleme, Superposition
3. Wärmeübergang durch freie und erzwungene Konvektion, Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten, Energietransport durch Strahlung
4. Wärme, innere Energie und Arbeit, Energieerhaltungsprinzip, erster Hauptsatz, Wärme bei reversiblen Zustandsänderungen
5. Entropie und zweiter Hauptsatz, reversible und irreversible Prozesse in adiabaten Systemen, Zustandsverhalten einfacher Stoffe, thermische und energetische Zustandsgleichungen, Berechnung von Zustandsgrößen, ideale Flüssigkeiten und ideale Gase, Zustandsänderungen idealer Gase
6. Bilanzen für offene Systeme, Prozesse in Maschinen, Apparaten und Anlagen: Rohrleitungen, Düse und Diffusor, Armaturen, Verdichter, Gasturbinen, Windräder, Pumpen, Wasserturbinen und Pumpspeicherkraftwerke, Wärmeübertrager und Reaktoren
7. Grundlagen der Kreisprozesse, Energiewandlung durch Links- und Rechtsprozesse, Carnot-Prozess, Vergleichsprozesse für Gasturbinen und Verbrennungsmotoren, wirtschaftlicher und umweltbewusster Energieeinsatz

Literaturhinweise:

siehe Infoblatt im Downloadbereich

Lehrformen:

Vorlesung (2SWS) mit Übung (2SWS)

Voraussetzung für die Teilnahme:

Mathematik, Physik

Arbeitsaufwand:

Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden

Prüfungsvorleistungen:

Bestehen der Testate

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:

- / Klausur (120min) / 5 CP

Modulverantwortlicher:

Prof. Dr.-Ing. F. Beyrau