893123 Wärme- und Stoffübertragung

Art
Vorlesung
Semesterstunden
4
Vortragende/r (Mitwirkende/r)
Organisation
Angeboten im Semester
Wintersemester 2022/23
Unterrichts-/ Lehrsprachen
Deutsch
Lehrinhalt

A) Thermodynamik der Gemische

1) Phänomenologie der Phasengleichgewichte

2) Berechnung von Phasengleichgewichten

B) Wärmeübertragung

1) Die verschiedenen Arten der Wärmeübertragung

2) Wärmedurchgang

3) Wärmeübertrager

C) Stofftransport

1) Diffusion

2) Stoffübergang

Das wesentliche Ziel der Vorlesung ist es, die Gesetzmäßigkeiten des Energie-, Impuls- und Stofftransports unter Berücksichtigung der thermodynamischen Grundlagen zu vermitteln. Da Transportvorgänge dann auftreten, wenn Abweichungen vom thermodynamischen Gleichgewicht vorliegen, werden zuerst die thermodynamischen Phasengleichgewichte von Gemischen unter Einführung des chemischen Potentials behandelt. Für den Fall der Wärmeübertragung werden auch einzelne Apparate wie der stationäre betriebene Gegenströmer und der chargenweise betriebene Rührkessel mathematisch modelliert. Apparate zur Stoffübertragung werden in der Vorlesung "Mechanische und thermische Verfahrenstechnik I" behandelt.
Inhaltliche Voraussetzungen (erwartete Kenntnisse)

LVA Thermodynamik
Lehrziel

Nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung können Studierende…
….thermodynamische Phasengleichgewichte charakterisieren, aus graphischen Darstellungen (pxy- und Txy-Diagrammen) Phasenübergänge lesen und Freiheitsgrade von Systemen bestimmen.
… Gesetze zur Berechnung von Zuständen und Phasengleichgewichten anwenden und die Zusammensetzung realer Gemische mit Hilfen von Modellen berechnen.
… Wärmeübertragungsarten definieren und unterscheiden, sowie Gesetze der Wärmeübertragung anwenden und dadurch Wärmeströme bzw. Temperaturen, Wärmedurchgang (ebene Wand, Zylinder und Kugel), stationären und quasistationären Wärmedurchgang (Beispiel Rührkessels) berechnen.
… Prinzip und Anwendung von Wärmeüberträgern erklären und Wärmeströme sowie Wärmeaustauschflächen berechnen.
… dimensionslose Kennzahlen den Wärme- und Stoffübertragungsarten definieren/zuordnen und damit Transportvorgänge berechnen.
… Analogie zwischen Wärme und Stoffübertragung erklären, die Fick’schen Gesetze anwenden und Stoffdurchgang berechnen.
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