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Course Type (SWS)
Lecture: 3 │ Exercise: 2 │ Lab: 0 │ Seminar: 0
Exam Number: ZKB 42069
Type of Lecture:

Lecture with presentation slides, illustrations on the blackboard, means of further illustrating the material: films and presentation objects (models, components), provision of presentation slides and exercises partly as podcasts, presentation of exercises.

Language: German
Cycle: SS
ECTS: 5
Exam Type Written Exam (120 min.)
assigned Study Courses
assigned People
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Information
Beschreibung:

Das Fach behandelt die Fluidenergiemaschinen, auch Wärmekraftmaschinen bzw. Arbeitsmaschinen genannt. Unterteilt in (A) Strömungsmaschinen und (B) Kolbenmaschinen werden jeweils Funktion und Einsatzgebiet vermittelt. Als Grundlage dienen Thermodynamik und Strömungslehre, die in den Maschinen ihre Anwendung finden. Beispiele sind die Energiewandler in Windkraftanlagen und Kraftwerken (Solar, Geothermie, Gezeiten, Gas-und-Dampf), die Medienförderung in verfahrenstechnischen Anlagen, Brennstoffzellen, mechanischen und thermischen Speicherkraftwerken (Pumpspeicherkraftwerke, Carnot-Batterie), mobile Antriebe, Druck- und Unterdruckbereitstellung in Hydraulik, Pneumatik und Vakuumtechnik, die Förderung von Wasserstoff und Methan in Pipelines, und die Wasser- und Abwasserförderung.

Teil A (Strömungsmaschinen, Dozent: Brillert): Die eindimensionale Theorie der hydraulischen und thermischen Maschinen wird erläutert. Die wichtigste Gleichung der Strömungsmaschinen, die Euler’sche Turbinenhauptgleichung, und der Zusammenhang mit den Geschwindigkeitsdreiecken wird behandelt. Für die Anwendungen in den oben genannten Systemen werden die Maschinenkennfelder und das Betriebsverhalten diskutiert.

Teil B (Kolbenmaschinen, Dozent: Kaiser): Die relevanten Grundlagen der Thermodynamik werden zusammenfassend wiederholt und auf die Maschinenarten Kolbenpumpe, Kolbenverdichter und Hubkolbenmotor angewendet. Reale Prozesse und entsprechende vereinfachte Modelle werden insbesondere im Druck-Volumen-Diagramm diskutiert. Die Bauformen, Kennfelder, Maschinenelemente und Maschinendynamik werden für verschiedenen Einsatzbereiche erläutert.

Lernziele:

Studierende verstehen die thermodynamischen und strömungsmechanischen Vorgänge in den Maschinen und wie sie in Systemen eingesetzt werden können und sich in diesen verhalten. Sie sind in der Lage für die Maschinen die thermodynamischen Kreisprozesse zu interpretieren und kennen die Grundlagen der technischen Realisierung.

Literatur:

see webpage of Chair of Turbomachine: https://www.uni-due.de/tm/lehrveranstaltungen

Vorleistung:

Empfohlene Voraussetzung für diese Lehrveranstaltung sind die bestandenen Prüfungen in Thermodynamik und Strömungsmechanik. Das Praktikum „Wärmekraft- und Arbeitsmaschinen“ vertieft die Inhalte der Vorlesung und ist mit eigenen CPs versehen.

Infolink: www.uni-due.de/tm/lehrveranstaltungen
Bemerkung:
Description:

This subject deals with fluid energy machines, also called heat engines. For (A) turbo machines and (B) piston machines, the working principle and area of application are taught. These machines applications of the fundamentals learned in engineering thermodynamics and fluid mechanics. Examples are energy converters in wind turbines and power plants (solar, geothermal, tidal, gas-and-steam), media delivery in process engineering, fuel cells, mechanical and thermal storage power plants (pumped storage power plants, Carnot battery), mobile propulsion, pressure and vacuum supply in hydraulics, pneumatics, and vacuum technology, the delivery of hydrogen and methane via pipelines, and water and waste water delivery.

Part A (turbo machinery, lecturer: Brillert): The one-dimensional theory of hydraulic and thermal machines is explained. The most important equation of fluid machines, Euler's turbine main equation, and the connection with the velocity triangles is treated. For the applications in the above-mentioned systems, the operating maps and the operating behavior are discussed.

Part B (piston machines, lecturer: Kaiser): The relevant basics of thermodynamics are summarized and applied to the basic types of machines: piston pump, piston compressor, and reciprocating engine. Real processes and corresponding simplified models are discussed, in particular in the pressure-volume diagram. The designs, characteristic diagrams, machine elements and machine dynamics are explained for different areas of application.

Learning Targets:

Students understand the thermodynamic and fluid mechanical processes in the machines and how they can be used and behave in systems. They are able to interpret the thermodynamic cycles for the machines and know the basics of the technical realization.

Literature:

see webpage of Chair of Turbomachine: https://www.uni-due.de/tm/lehrveranstaltungen

Pre-Qualifications:

Recommended prerequisite for this course is having passed the exams in thermodynamics and fluid mechanics. The practical course "Heat-Power and Working Machines" deepens the contents of the lecture and has its own CPs.

Info Link: www.uni-due.de/tm/lehrveranstaltungen
Notice: