STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

AACHENER
VERFAHRENS-
TECHNIK 35
zusammengefasst und deren Zusammenwirken in
ein– und mehrstufigen Turbomaschinen untersucht.
Ferner werden unterschiedlich ausgeführte Maschinen
und Anlagen betrachtet, und Kriterien für die
Auswahl der geeigneten Ausführung bei einem gegebenen
Problem entwickelt.
Die Vorlesung behandelt sowohl die Charakteristiken,
als auch die Betriebsbereichsgrenzen der Maschinen
und Anlagen. Sie werden mit Hilfe der im
Turbomaschinenbau üblichen Kennfelder und Diagramme
verdeutlicht. Sie dienen auch zur Erläuterung
der verschiedenen Regelungsstrategien für Verdichter,
Pumpen und Turbinen. Schließlich werden
die unterschiedlichen, auf die Turbomaschinen und
ihre Komponenten einwirkenden Betriebseinflüsse
beschrieben und Möglichkeiten zur Reduzierung ihres
schädigenden Einflusses gesucht. Abschließend
befasst sich dieser Vorlesungsteil mit den Auswirkungen
von Energieumwandlungsanlagen auf die
Umwelt.
Energiewandlungstechnik
(V2/Ü1,SS) (Bohn)
Einführung in Energiewandlungssysteme: Energiequellen
und Nutzenergie; Energiewandlungsverfahren
Maschinen und Apparate: Funktionsprinzip und
Bauarten; Klassifikation; Auswahl und Anwendung
(Pumpen, Ventilatoren, Gebläse, Verdichter, Turbinen,
Expander, Regel– und Schnellschlussorgane,
Rohrleitungssysteme); Kennlinien; Betriebsbereiche
und Betriebsverhalten
Anwendung und Betrieb von Energiewandlungssystemen:
Zusammenschalten der Maschinen und Apparate
zu Energiewandlungssystemen; Zusammenwirken
der Komponenten; Kennfelder; Regelung
und Teillastbetrieb; transientes Verhalten; Energiebedarf
Anlagenplanung: Prozessintegration an Beispielen;
rechtliche Rahmenbedingungen; Genehmigungsfragen;
Entscheidungskriterien; Kostenrechnung
Umweltverträglichkeit: Rechtliche Grundlagen;
Schadstoffe aus Energiewandlungsanlagen (Mechanismen
der Entstehung, Möglichkeiten der
Vermeidung bzw. Reduzierung); Geräuschentstehung
und –minderung; Strahlungsemission (lokale
und globale Auswirkungen)
Energiewirtschaft
(V2/Ü1,SS) (Müller, Allelein)
Inhalt der Vorlesung ist eine umfassende Einführung
in energiesystemtechnische und energiewirtschaftli-
che Zusammenhänge. Insbesondere werden behandelt:
Teil I:
• Einführung in die globale und nationale Energiewirtschaft
• Fossile Energieträger und fossil gefeuerte
Kraftwerke
• Nutzung von Kernenergie
• Nutzung regenerativer Energiequellen
• Energietransport und -speicherung
Teil II:
• Technische Energiedienstleistungen
• Energiebedarf technischer Energiesysteme
• Thermodynamische Bewertung von Energieumwandlungen
• Thermodynamische Optimierung von Wärmeund
Krafterzeugung
• Wirtschaftliche Analyse von Energiesystemen
Feuerungstechnik
(V2/Ü2,WS) (Kneer)
Diese Vorlesung vertieft die in der Veranstaltung
„Technische Verbrennung” erläuterten Grundlagen
der Verbrennung am Beispiel der Feuerungstechnik.
Anwendungsgebiete sind die Heizungstechnik,
die Verfahrenstechnik oder die Kraftwerkstechnik.
Nach einer kurzen zusammenfassenden Wiederholung
und teilweisen Erweiterung der Grundlagen
der Verbrennung (Bilanzgleichungen, chemisches
Gleichgewicht und Reaktionskinetik) sowie
der Wärme- und Stoffübertragung werden diese Ansätze
angewandt auf die stationäre Verbrennung der
üblichen fossilen Brennstoffe Gas, Öl und Kohle in
technischen Verbrennungssystemen. Angesprochen
werden dabei zunächst die in der Industrie üblichen
Auslegungsmethoden. Eine Erläuterung der in derartigen
Verbrennungssystemen eingesetzten Mess–
und Leittechnik ergänzt diesen Abschnitt. Im zweiten
Teil erfolgt eine Einführung in die in den letzten
Jahren in der Industrie zur Feuerungsauslegung immer
häufiger eingesetzten numerischen Strömungsrechenverfahren.
Dazu gehört die Einführung eines
CFD-Finite-Volumen-Verfahrens, mit dem die dreidimensionalen
Erhaltungsgleichungen für den Impuls,
die Energie und die Spezies für turbulente, reagierende
Strömungen gelöst und die Strömungs–,