Thermodynamics for Energy Conversion

Modul MW1419

Dieses Modul wird durch Lehrstuhl für Energiesysteme (Prof. Spliethoff) bereitgestellt.

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

MW1419 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Katalog der nichtphysikalischen Wahlfächer
GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 45 h 5 CP

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Kurze Einführung in die Grundlagen der Ingenieursthermodynamik: Erster Hauptsatz, Energiebilanzen, offene und geschlossene Systeme, Entropie und Irreversibilität Spezifische thermodynamische Parameter von Fluiden: Wasser - Dampf; Ideale Gase Erweiterte Definitionen von Exergie und Umwelt. Chemische Exergie, Exergie von Brennstoffen, Exergieeffizienz Wertediagramme: Anwendung for Wärmetauschgeräte und Verbrennungsprozesse Exergieverluste von grundlegenden Prozessen:Brennstoffkonversion, Wärmeübertragung; Turbinen; Kompressoren Exergieanalyse und Optimierung von konventionellen Kraftwerden (Dampferzeuger/ Dampfkreislauf) Dampferzeuger: Luftvorwärmung, Dampfparameter, Speisewassertemperatur Dampfkreislauf: Auswahl von Arbeitsmdien, Verluste im Kondensator und Verrohrung, Speisewasserpumpe, Anzapfspeisewasservorwärmung Gasturbinenprozesse: Verluste und Optimierung, Kreisläufe, Parameter Kombinprozesse: Paramter, Auslegung, Kreisläufe Brennstoffzellen: Parameter, Auslesung, Zellverhalten Kältekreisläufe und Wärmepumpen

Lernergebnisse

The student is able to evaluate the thermodynamic performance of various conversion processes and systems by applying the exergy concept and to identify ways to reduce overall exergy losses of frequently applied processes and systems.

Voraussetzungen

Grundlegendes Wissen über die Grundlagen der Thermodynamik (Hauptsätze, Energiebilanzen); Vertieftes Wissen in Mathematischen Zusammenhängen und Nomenklaturen; Differenzialgleichungen

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Thermodynamics in Energy Conversion Freitag, 14:00–18:00
Freitag, 14:00–18:00
UE 1 Thermodynamics in Energy Conversion (exercise) Freitag, 14:00–18:00
Freitag, 14:00–18:00

Lern- und Lehrmethoden

90min Vorlesung einschließlich Diskussion pro Woche. Studenten sind dazu angehalten, sich aktiv an der Diskussion zu beteiligen. Vor- und Nachbereitung nötig, um die Inhalte vollständig erfassen zu können

Medienformen

Powerpointpräsentationen, Tafelzeichnungen, Videos/Grafen, Bilder

Literatur

Handouts, Literaturempfehlungen

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Prüfung besteht aus einem theoretischen Teil (Kurzfragen; 30min) und einem Berechnungstel (60min). Für den Kurzfragenteil sind keine Hilfsmittel erlaubt, für den Berechnungsteil darf ein nicht programmierbarer Taschenrechner verwendet werden. Auf den Kurzfragenteil entfallen 1/3 der Gesamtpunktzahl, der Berechnungsteil wird mit 2/3 der Gesamtpunktzahl gewichtet. Zum Bestehen der Prüfung werden mindestens 50% der Punkte benötigt. Kurzfragen- und Berechnungsteil können nicht unabhängig voneinander bestanden werden.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.