Applied Thermo- and Fluiddynamics - Interactive curriculae of TU Ilmenau
The interactive curriculae provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.
Please refer to the respective study and examination rules and regulations for the legally binding curricula (Annex Curriculum).
You can find all details on planned lectures and classes in the course catalogue.
Please note that this page is no longer updated. All modules and study plans from PO version 2021 onwards (Bachelor and Master study programs) are now available on the Campus Portal.
| module properties Applied Thermo- and Fluiddynamics in degree program Master Maschinenbau 2017 | |
|---|---|
| module number | 200281 |
| examination number | 2300736 |
| department | Department of Mechanical Engineering |
| ID of group | 2346 (Engineering Thermodynamics) |
| module leader | Prof. Dr. Christian Cierpka |
| term | winter term only |
| language | Deutsch |
| credit points | 5 |
| on-campus program (h) | 45 |
| self-study (h) | 105 |
| obligation | elective module |
| exam | written examination performance, 90 minutes |
| details of the certificate | |
| link to Moodle course | |
| teacher | Prof. Karcher, PD Dr. Boeck |
| signup details for alternative examinations | |
| maximum number of participants | |
| previous knowledge and experience | Strömungsmechanikhöhere Ingenieursmathematik |
| learning outcome | Nach erfolgreichem Abschluss der Lehrveranstaltung Angewandte Thermofluiddynamik haben die Studierenden einen tieferen Einblick in zwei Spezialgebiet der Thermofluiddynamik, nämlich den Strömungen mit freier Grenzfläche (Teil 1) und den Zweiphasenströmung (Teil 2). Sie erkennen die Wichtigkeit dieser beiden Spezialgebiete für die Analyse von natürlichen und industriellen Strömungstransportprozessen. Sie verstehen die physikalische Bedeutung der neuen Begriffe und der neu auftretenden Kennzahlen. Nach erfolgreiche Teilnahme sind die Studierenden in der Lage, in der Natur auftretende und technisch relevante Problemstellungen in diesen beiden Fachbereichen ingenieursmäßig zu analysieren und beherrschen die physikalische und mathematische Modellbildung. Sie können die problemspezifischen Kennzahlen bilden und physikalisch interpretieren. Sie verwenden die mathematische Beschreibung sicher und wählen analytische Lösungsansätze gezielt aus. Sie sind ferner in der Lage die erzielten Lösungen zu diskutieren und auf ihre Plausibilität prüfen zu können. In der Vorlesung werden zudem Fachkompetenzen im Bezug zu aktuellen Forschungsprojekte des Instituts für Thermo- und Fluiddynamik vermittelt. In der wöchentlichen Übung lösen die Studierenden eigenständig und in der Gruppe komplexe anwendungsorientierte Aufgaben. Sie sind nach Abschluss in der Lage die erzielten Ergebnisse zu interpretieren und diese auf physikalische Plausibilität durch methodische Entwicklung von geeigneten Lösungsansätzen und Bewertung der den Lösungsansätzen zugrunde liegenden physikalischen Annahmen zu überprüfen. Die Studierenden haben vertiefte Kenntnisse in den theoretischen und mathematischen Grundlagen und werden bei erfolgreicher Teilnahme an die Anforderungen an ein eventuelles anschließendes Promotionsstudium vorbereitet. Hierdurch entwickeln die Studierenden nicht nur Fachkompetenz, sondern auch Kompetenzen in den Feldern wissenschaftliches Arbeiten, wissenschaftliche Dokumentation und wissenschaftliche Präsentation. |
| content | Inhalt Teil 1: Blöcke 0 – 3 (Prof. Dr. Karcher) Block 0: Thermodynamische Grundlagen- Hauptsätze der Thermodynamik mit Anwendungen - Entropie und Exergie mit Anwendungen - Gibbssche Energie und thermodynamische Potentiale mit Anwendungen
Block 1: Geothermische Anwendungen der Thermofluiddynamik - Grundlagen der Geothermie - Anwendung Wärmepumpenprozess - Anwendung Auslegung von Erdwärmekollektoren - Anwendung Stirling-Prozess
Block 2: Thermofluiddynamische Anwendungen zur Meerwasserentsalzung - Grundlagen zum Thema Wasser - Thermofluiddynamik von Verdunstungs- und Verdampfungsprozessen - Beispiele zu Verdunstungs- und Verdampfungsverfahren - Beispiele zu Membranverfahren (Umkehrosmose, Destillation, Ionenkraft) - Anwendung Trink- und Brauchwassergewinnung auf Passagierschiffen
Block 3: Thermofluiddynamik von Freien Grenzflächen - Oberflächenspannung und Kapillarität - Messmethoden zur Bestimmung der Oberflächenspannung - Steighöhen in Kapillaren und Tropfen- und Blasenbildung - Einführung in die Differenzial-Geometrie - Anwendungen der Young-Laplace-Gleichung - Begriff der Kapillarlänge und Kapillarzeit und Kennzahlenbildung - Einführung in die lineare Stabilitätsanalyse dynamischer Systeme - Begriffe der Wellenmechanik - Elektromagnetische Kontrolle von Flüssigmetallströmungen mit freier Grenzfläche
Teil 2: Zweiphasenströmungen (PD. Dr. Boeck) - Charakterisierung von Zweiphasenströmungen - Strömungsformen und Strömungskarten von Flüssigkeits-Gas-Strömungen - Druckverluste in ein- und zweiphasiger Rohrströmung - Kelvin-Helmholtz-Instabilität - Rayleigh-Taylor-Instabilität - Blasenoszillation und Kavitationserscheinungen |
| media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation | Tafelanschrift, Beamer für Farbbilder und Präsentationen, E-learning über Moodle |
| literature / references | Teil 1
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| evaluation of teaching | |