Flight Propulsions 1 and Gas Turbines
Module MW0510
This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.
Module version of WS 2012/3
There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.
Whether the module’s courses are offered during a specific semester is listed in the section Courses, Learning and Teaching Methods and Literature below.
available module versions | ||
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WS 2013/4 | SS 2013 | WS 2012/3 |
Basic Information
MW0510 is a semester module in German language at Master’s level which is offered in winter semester.
This module description is valid from WS 2004/5 to SS 2019.
Total workload | Contact hours | Credits (ECTS) |
---|---|---|
150 h | 45 h | 5 CP |
Content, Learning Outcome and Preconditions
Content
Einführung [Klassifizierung und Anwendungsbereiche von Wärmekraftmaschinen; Prinzip der kontinuierlichen und diskontinuierlichen Arbeitsumsetzung; Aufbau einer Gasturbine;
Einblick in die Marktsituation];
Der thermodynamische Kreisprozess [Gaseigenschaften: Thermische und energetische Zustände, Stoffeigenschaften; Hauptsatz der Thermodynamik; Enthalpie- und Entropiebilanz; Isentrope und polytrope Zustandsänderung; h-s-Diagramme, Divergenz der Isobaren, totale und statische Zustände; Joule-Brayton Prozess: Berechung, Optimierung hinsichtlich thermischen Wirkungsgrades und Nutzarbeit, Prozessparameter, Limitationen];
Prozessführung bei Flugtriebwerken [Randbedingungen von Fluggasturbinen; Ebenenbezeichnung; Kreisprozessführung bei unterschiedlichen Triebwerkskonfigurationen; Schubgleichung; Leistungen und Wirkungsgrade; Triebwerksauslegung und Optimierung];
Verdichter [Gasdynamische Grundlagen; Anforderungen und Aufgaben; thermodynamischer Prozess der Verdichtung; aerodynamische Verhältnisse im Mittelschnitt - Verständnis von Absolut- und Relativsystem; Geschwindigkeitsdreiecke; Eulersche Hauptgleichung für Turbomaschinen, ideale Stufencharakteristik; aerodynamische Instabilitäten (Rotating Stall, Pumpen); stabilitätssteigernde Maßnahmen];
Turbine [Aufgaben und Anforderungen; Bedeutung der Turbineneinitrittstemperatur (TET) für die Prozessführung und Notwendigkeit der Schaufelkühlung; Arten der Kühlung und konstruktive Umsetzung; mechanische und thermische Belastbarkeit in Abhängigkeit vom eingesetzten Material; thermo- und aerodynamische Verhältnisse];
Brennkammer [Anforderungen an die Brennkammer und Bedeutung für den Kreisprozess; thermodynamische Grundlagen der Verbrennung; Brennkammerbauweisen sowie deren Vor- und Nachteile; Konzepte der schadstoffarmen Verbrennung; Brennkammerkühlung sowie Bedeutung des Temperaturprofils am Brennkammeraustritt];
Schub- und Leistungsabgabe [Turbojet, Turboshaft, Turbofan, Schubvariation, Schub- und Verbrauchslinine].
Einblick in die Marktsituation];
Der thermodynamische Kreisprozess [Gaseigenschaften: Thermische und energetische Zustände, Stoffeigenschaften; Hauptsatz der Thermodynamik; Enthalpie- und Entropiebilanz; Isentrope und polytrope Zustandsänderung; h-s-Diagramme, Divergenz der Isobaren, totale und statische Zustände; Joule-Brayton Prozess: Berechung, Optimierung hinsichtlich thermischen Wirkungsgrades und Nutzarbeit, Prozessparameter, Limitationen];
Prozessführung bei Flugtriebwerken [Randbedingungen von Fluggasturbinen; Ebenenbezeichnung; Kreisprozessführung bei unterschiedlichen Triebwerkskonfigurationen; Schubgleichung; Leistungen und Wirkungsgrade; Triebwerksauslegung und Optimierung];
Verdichter [Gasdynamische Grundlagen; Anforderungen und Aufgaben; thermodynamischer Prozess der Verdichtung; aerodynamische Verhältnisse im Mittelschnitt - Verständnis von Absolut- und Relativsystem; Geschwindigkeitsdreiecke; Eulersche Hauptgleichung für Turbomaschinen, ideale Stufencharakteristik; aerodynamische Instabilitäten (Rotating Stall, Pumpen); stabilitätssteigernde Maßnahmen];
Turbine [Aufgaben und Anforderungen; Bedeutung der Turbineneinitrittstemperatur (TET) für die Prozessführung und Notwendigkeit der Schaufelkühlung; Arten der Kühlung und konstruktive Umsetzung; mechanische und thermische Belastbarkeit in Abhängigkeit vom eingesetzten Material; thermo- und aerodynamische Verhältnisse];
Brennkammer [Anforderungen an die Brennkammer und Bedeutung für den Kreisprozess; thermodynamische Grundlagen der Verbrennung; Brennkammerbauweisen sowie deren Vor- und Nachteile; Konzepte der schadstoffarmen Verbrennung; Brennkammerkühlung sowie Bedeutung des Temperaturprofils am Brennkammeraustritt];
Schub- und Leistungsabgabe [Turbojet, Turboshaft, Turbofan, Schubvariation, Schub- und Verbrauchslinine].
Learning Outcome
Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung Flugantriebe 1 und Gasturbinen sind die Studierenden in der Lage:
- Den Aufbau von Fluggasturbinen inklusive aller systemrelevanten Komponenten zu verstehen und Unterschiede hinsichtlich verschiedener Konfigurationen zu charakterisieren
- Den thermodynamischen Kreisprozess einer Gasturbine zu berechnen sowie wichtige daraus resultierende Kennzahlen zu bewerten
- Die Funktionsweise der wichtigsten Komponenten von Gasturbinen (Verdichter, Turbine, Brennkammer) zu verstehen und ihr Betriebsverhalten einzuschätzen.
- Den Aufbau von Fluggasturbinen inklusive aller systemrelevanten Komponenten zu verstehen und Unterschiede hinsichtlich verschiedener Konfigurationen zu charakterisieren
- Den thermodynamischen Kreisprozess einer Gasturbine zu berechnen sowie wichtige daraus resultierende Kennzahlen zu bewerten
- Die Funktionsweise der wichtigsten Komponenten von Gasturbinen (Verdichter, Turbine, Brennkammer) zu verstehen und ihr Betriebsverhalten einzuschätzen.
Preconditions
Thermodynamik 1 (empfohlen)
Courses, Learning and Teaching Methods and Literature
Courses and Schedule
Type | SWS | Title | Lecturer(s) | Dates | Links |
---|---|---|---|---|---|
VO | 2 | Flight Propulsion 1 and Gas Turbines - Lecture |
Gümmer, V.
Assistants: Köhler, C.Kuen, N. |
Mon, 10:00–11:45, virtuell |
eLearning documents |
UE | 1 | Flight Propulsion 1 and Gas Turbines - Exercise |
Köhler, C.
Kuen, N.
Responsible/Coordination: Gümmer, V. |
Mon, 12:00–13:00, virtuell |
eLearning documents |
Learning and Teaching Methods
In der Vorlesung werden die Lehrinhalte anhand von Vortrag, Präsentation mit Tablet-PC und Tafelanschrieb vermittelt. Den Studenten wird dabei das Themengebiet an Hand von vielen Beispielen aus der Praxis nähergebracht. Den Studierenden wird die Foliensammlung zur Vorlesung, die Aufgabensammlung zur Übung sowie wöchentlich die Lösungen zu den Übungsaufgaben zugänglich gemacht. In der Übung werden die Aufgaben aus der Aufgabensammlung behandelt. Alle Lehrmaterialien werden den Studenten online in PDF-Form zur Verfügung gestellt. In den Assistentensprechstunden wird individuelle Hilfe gegeben.
Media
Vortrag, Präsentation, Tafelanschrieb, Tablet-PC mit Beamer,
PDF-Dateien von Vorlesung und Übung
PDF-Dateien von Vorlesung und Übung
Literature
Bräunling, W. J. G.: "Flugzeugtriebwerke - Grundlagen, Aero-
Thermodynamik, Kreisprozesse, Thermische Turbomaschinen,
Komponenten und Emissionen", 3. Auflage,
Springer-Verlag, Berlin, 2009
Thermodynamik, Kreisprozesse, Thermische Turbomaschinen,
Komponenten und Emissionen", 3. Auflage,
Springer-Verlag, Berlin, 2009
Module Exam
Description of exams and course work
Die schriftliche Prüfung (90 min) umfasst einen Kurzfragenteil, in dem die Inhalte der Vorlesung wiederzugeben sind, sowie Berechnungsaufgaben zur Auslegung und Thermodynamik (Kreisprozesse und Komponenten) von Fluggasturbinen.
Als Hilfsmittel sind zugelassen: Zeichen- und Schreibutensilien, nicht-programmierbarer Taschenrechner, Sprachlexika (im Falle nicht deutschsprachiger Studierender).
Aktueller Hinweis angesichts des eingeschränkten Präsenzbetriebs auf Grund der CoViD19-Pandemie: Sofern die Rahmenbedingungen (Hygiene-, Abstandsregeln etc.) für eine Präsenzprüfung nicht vorliegen, kann gemäß §13a APSO die geplante Prüfungsform auf eine online-gestützte schriftliche oder mündliche Fernprüfung umgestellt werden. Die Entscheidung über diesen Wechsel wird möglichst zeitnah, spätestens jedoch 14 Tage vor dem Prüfungstermin durch die Prüfungsperson nach Abstimmung mit dem zuständigen Prüfungsausschuss bekannt gegeben.
Als Hilfsmittel sind zugelassen: Zeichen- und Schreibutensilien, nicht-programmierbarer Taschenrechner, Sprachlexika (im Falle nicht deutschsprachiger Studierender).
Aktueller Hinweis angesichts des eingeschränkten Präsenzbetriebs auf Grund der CoViD19-Pandemie: Sofern die Rahmenbedingungen (Hygiene-, Abstandsregeln etc.) für eine Präsenzprüfung nicht vorliegen, kann gemäß §13a APSO die geplante Prüfungsform auf eine online-gestützte schriftliche oder mündliche Fernprüfung umgestellt werden. Die Entscheidung über diesen Wechsel wird möglichst zeitnah, spätestens jedoch 14 Tage vor dem Prüfungstermin durch die Prüfungsperson nach Abstimmung mit dem zuständigen Prüfungsausschuss bekannt gegeben.
Exam Repetition
There is a possibility to take the exam in the following semester.