Energiesystemtechnik bis SoSe 2021

Fakultät EMI

Modulhandbuch

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Modulhandbuch Version 20172 als PDF

Modulhandbuch Energiesystemtechnik 20172 Teil 1

Modulhandbuch Energiesystemtechnik 20172 Teil 1

Energieumwandlung in Maschinen

Empfohlene Vorkenntnisse

Für die Veranstaltung werden Kenntnisse der Thermodynamik und der Strömungslehre vorausgesetzt. Außerdem sind zum Verständnis des Aufbaus der Maschinen Kenntnisse der Maschinenelemente erforderlich.

Vorlesungen: Energieumwandlung in Maschinen, Maschinenelemente, Thermodynamik, Strömungslehre und
Technische Mechanik.

Für die Veranstaltung werden Kenntnisse der Thermodynamik und der Strömungslehre vorausgesetzt. Außerdem sind zum Verständnis des Aufbaus der Maschinen Kenntnisse der Maschinenelemente erforderlich.
Lernziele / Kompetenzen

Die Studenten kennen die wichtigsten Typen der Fluidenergiemaschinen sowie elektrische Antriebe und elektrische Energiespeicher. Die Studenten sind in der Lage geeignete Maschinen bz. Speicher für eine spezifische Aufgabe auszuwählen.

Die Studierenden sollen einen Überblick über die Kraft- und Arbeitsmaschinen gewinnen und deren wesentlichen Unterscheidungsmerkmale und Einsatzfelder verstehen lernen. Im Bereich der Arbeitsmaschinen sollen die Studierenden das Zusammenwirken von Arbeitsmaschine und Anlage verstehen und die Anforderungen einer Anlage in die Spezifikation einer Maschine umsetzen können.

Vermittlung der Emissionsprobleme heutiger Antriebe, der gesetzlichen Limitierungen und der möglichen Ansätze zur schadstoffmäßigen Optimierung von Fahrzeugantrieben.

Im Bereich der Arbeitsmaschinen sollen die Studierenden das Zusammenwirken von Arbeitsmaschine und Anlage verstehen und die Anforderungen einer Anlage in die Spezifikation einer Maschine umsetzen können.
SWS 6.0
Aufwand
Lehrveranstaltung 90
Selbststudium / Gruppenarbeit: 90
Workload 180
ECTS 7.0
Voraussetzungen für die Vergabe von LP

Die Modulnote ergibt sich aus den Noten für den Noten für die K90 Klausur Energieumwandlung in Maschinen und die K60 Klausur Neue Antriebe und Speicher mit folgender Gewichtung:
> K90 mit 2/3 Gewichtung
> K60 mit 1/3 Gewichtung.
Die Arbeit LA im Labor Energieumwandlung in Maschinen wird je nach Erfolg mit "mit Erfolg" oder "ohne Erfolg" bewertet.
Leistungspunkte Noten

gemäß Studien- und Prüfungsordnung
Modulverantwortlicher

Prof. Dr.-Ing. Richard Zahoransky
Haeufigkeit -
Veranstaltungen

Energieumwandlung in Maschinen

Art Vorlesung
Nr. M+V647
SWS 4.0
Lerninhalt

In der Vorlesung wird dargestellt, wie die Wandlung von Fluidenergie in mechanische Energie bzw. umgekehrt mit Hilfe der Grundlagen aus Thermodynamik und Strömungslehre beschrieben werden kann. Anhand von beispielhaften Anwendungen wird die apparative Umsetzung aufgezeigt, wobei insbesondere herausgearbeitet wird, welche Verlustmechanismen gegenüber idealen Prozessen wirksam werden.

A) Einteilung der Kraft- und Arbeitsmaschinen
B) Grundlagen der Strömungsmaschinen
- Grundlegender Aufbau und Einteilung
- Energiebilanzen und Geschwindigkeitspläne
- Eulersche Hauptgleichung
- Kennzahlen und Ähnlichkeitsgesetze
C) Hydraulische Strömungsmaschinen
- Wasserkraftanlagen und Pumpenanlagen
- Bauarten und Charakteristiken von Wasser-Turbinen
- Laufradformen und Kennlinienformen von Kreiselpumpen - Zusammenwirken von Pumpe und Anlage
- Kavitation
D) Thermische Strömungsmaschinen
- Dampfkraftprozess, Turbinenbauarten
- Gasturbinenprozess, Bauarten Verdichter, Turbine
E) Verdrängermaschinen
- Verdränger-Verdichter (Thermodynamik, Bauarten, Kenngrößen)
- Verbrennungsmotoren (Thermodynamik, Bauarten, Kenngrößen)
Literatur

- Energieumwandlung in Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wolfgang Kalide, Carl Hanser Verlag München, 1995
- Strömungsmaschinen 1. 9. Auflage, Bohl, W., Elmendorf, W., Vogel-Verlag, 2004
- Strömungsmaschinen, 5. Auflage, Menny, Kl., Teubner-Verlag, 2006

Energieumwandlung in Maschinen-Labor

Art Labor
Nr. M+V683
SWS 1.0
Lerninhalt

Es wird der Umgang mit den Maschinen sowie Messungen an den Maschinen in Gruppenarbeit geübt.

- Kreiselpumpen
- Rotationsverdichter
- Verbrennungsmotoren
- Gasturbinen
- Wasserturbinen
- Windkanal
Literatur

- Energieumwandlung in Kraft- und Arbeitsmaschinen, Wolfgang Kalide, Carl Hanser Verlag München, 1995
- Strömungsmaschinen 1. 9. Auflage, Bohl, W., Elmendorf, W., Vogel-Verlag, 2004
- Strömungsmaschinen, 5. Auflage, Menny, Kl., Teubner-Verlag, 2006

Neue Antriebe und Speicher

Art Vorlesung
Nr. M+V648
SWS 2.0
Lerninhalt

 

 

Die Veranstaltung „Neue Antriebe und Speicher“ behandelt das Themengebiet Elektromobilität. Die Technologien, Funktionsweisen und Probleme von Elektrofahrzeugen werden ebenso eingeführt wie die Bewertung aus Systemsicht hinsichtlich Effizienz und Schadstoffemissionen sowie der benötigten Infrastruktur. Es werden Elektrofahrzeuge, Hybridfahrzeuge und Brennstoffzellenfahrzeuge behandelt.

Inhalt der Vorlesung:

 

  • A. Einleitung und Geschichte
  • B. Verbrennungsfahrzeuge: Potenziale und Probleme, Effiziente Antriebe, Emissionsminderung
  • C. Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge: Elektromotoren („E-Maschine“), Bordnetz und Leistungselektronik, Batteriefahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge
  • D. Hybridfahrzeuge: Einteilung, Anforderungen an die Komponenten, Beispiele, Betriebsstrategie und Kraftstoffverbrauch
  • E. Energiesystemtechnik: Infrastruktur für Elektrofahrzeuge, Infrastruktur für Brennstoffzellenfahrzeuge, CO2-Emissionen, Sicherheit

 
Literatur

 

  • Skript zur Vorlesung
  • H.-H. Braess, U. Seifert, „Vieweg Handbuch Kraftfahrzeugtechnik“, Vieweg und Teubner (2011)
  • D. Stolten (ed.), „Hydrogen and Fuel Cells,“ Wiley-VCH (2010).

 
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