Thermodynamik 2
Thermodynamics 2

1. Exergie
2. Wärmekraftprozesse mit Gasen
3. Mischungen
4. Thermodynamische Zusammenhänge
5. Thermodynamik reagierender Stoffe
6. Das chemische Gleichgewicht
7. Wärmeübertragung, eine Einführung
7.1. Die Grundformen der Wärmeübertragung
7.2. Der Wärmedurchgang
7.3. Wärmeübertrager

Die Studierenden sollen das Konzept der Exergie zur Beurteilung des Wertes unterschiedlicher Energieformen beherrschen. Die wichtigen Prozessparameter für thermodynamische Modellprozesse für Gaskraftmaschinen sollen bekannt und verstanden sein. Die Anwendungen thermodynamischer Gesetzmäßigkeiten auf ideale Mischungen (insbesondere von Gasen, und feuchter Luft) soll leicht gelingen, ebenso wie die Anwendung der Hauptsätze auf reagierende Systeme, mit dem Hauptaugenmerk auf der Verbrennung und technisch relavanter Gas-phasenumwandlungen (Reforming etc.). Die thermodynamischen Zusammenhänge für Reinstoffe (z.B. Maxwell-Relationen) wie auch für Mehrkomponenten-Gemische werden beherrscht, das chemische Poten-tial wird verstanden. Die einfachen (maximal eindimensionalen) Gesetzmäßígkeiten der Wärmeübertragung wie das Newtonsche Abküh-lungsgesetz, das Stefan-Boltzmann-Gesetz und das Fouriersche Gesetz werden sicher beherrscht und auch im Rahmen des Wärmewider-standskonzeptes angewandt.
Im Rahmen des Praktikums werden vertiefte praktische Kenntnisse der in der Vorlesung vermittelten Gebiete erworben. Im Rahmen der Literaturrecherche zu aktuellen Themen aus der Thermodynamik werden elektronische Datenbanken benutzt und der Aufbau wissenschaftlicher Artikel kennen gelernt.

Sonntag, Borgnakke, Van Wylen
Fundamentals of Thermodynamics
5.Aufl., John Wiley & Sons .

Moran, Shapiro
Fundamentals of Engineering Thermodynamics
3. Aufl., John Wiley & Sons .

Baehr
Thermodynamik. Grundlagen und technische Anwendungen.
10.Aufl. Springer, Berlin

Stephan, Mayinger
Thermodynamik II. Mehrstoffsysteme. Grundlagen und technische Anwendungen
Springer, Berlin .

Polifke, Kopitz
Wärmeübertragung
Pearson Studium, München 2005

The fundamentals of thermodynamics, introduced in the first part of this lecture, will be applied more extensively to idealized technical systems and an introduction to chemical thermodynamics and heat transfer will be given.
Contents:
Recapitulation of the first course
Availability (Exergy)
Gas power cycles
The properties of simple mixtures
Mixtures of ideal gases and vapors (humid air)
Thermodynamics of chemical reactions and the third law (Combustion)
Chemical Equilibrium
Basic heat transfer

Upon successful completion of this course, students will have gained working knowledge of:
The second law of thermodynamics and be capable of using the law to design systems and machines to perform thermodynamic operations for control volumes.
The students should have a good understanding of the differences between vapor and gas cycles and should also have a sense of the most influential parameters for each type of cycle. The concepts to improve cycles using e.g. regenerative heaters or intercoolers should be understood and be rationalized using thermodynamic diagrams.
The student should now be familiar with the availability concept, to quantify the quality of an energy source.
The correlation between thermodynamics and the reduction of environmental pollution should be clear.
The student should be able to calculate changes of state of systems with humid air and should be able to use the Mollier diagram to describe such processes.
The thermodynamics of combustion processes should be well understood, so that adiabatic flame temperatures, enthalpies of combustion etc. for simple molecular fuels can be calculated.
The fundamental modes of heat transfer should be understood. The students should be able to solve simple one dimensional steady state conduction problems, simple transient heat conduction problems as well as simple convection problems.
With this knowledge the students should be able to follow the advanced lectures is process engineering, energy technology and combustion engines.

Sonntag, Borgnakke, Van Wylen
Fundamentals of Thermodynamics
5.Aufl., John Wiley & Sons .

Moran, Shapiro
Fundamentals of Engineering Thermodynamics
3. Aufl., John Wiley & Sons .

Baehr
Thermodynamik. Grundlagen und technische Anwendungen.
10.Aufl. Springer, Berlin

Stephan, Mayinger
Thermodynamik II. Mehrstoffsysteme. Grundlagen und technische Anwendungen
Springer, Berlin .

Polifke, Kopitz
Wärmeübertragung
Pearson Studium, München 2005