STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

AACHENER
VERFAHRENS-
TECHNIK 47
Rechnergestützte Prozessentwicklung
(Dipl: V1/Ü3; B.Sc.: V1/Ü2,SS) (Marquardt)
Der Entwurf von chemischen Prozessen und Anlagen
findet heute größtenteils am Rechner statt. Dabei
spielt Simulationssoftware eine zentrale Rolle.
Mit Hilfe eines Simulators kann ein mathematisches
Modell der geplanten Anlage erstellt und ihr Verhalten
simuliert werden. Derartige Simulationsexperimente
sind Grundlage für die Auslegung der Apparate
und Maschinen sowie die Spezifikation von
Stoffströmen, Temperaturen und Drücken.
Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse über die Funktionsweise
von Simulatoren und die ihnen zugrunde
liegenden numerischen Verfahren. Darüber hinaus
werden weitere industriell relevante Softwarewerkzeuge
vorgestellt und fortgeschrittene Methoden zur
Entwicklung von Trennsequenzen behandelt.
Im Übungsteil entwerfen die Kursteilnehmer mit
Hilfe des kommerziellen Simulators Aspen Plus
selbstständig einen Prozess zur Herstellung von
Ethylenglykol. Da dieses Fallbeispiel sehr komplex
ist, wird der Kurs in Gruppen aufgeteilt, die jeweils
einen Prozessabschnitt genauer untersuchen. Jede
Gruppe dokumentiert ihre Ergebnisse in einem kurzen
Projektbericht und stellt sie in einem abschließenden
Kolloquium vor.
Der Kurs baut auf der Vorlesung Prozessentwicklung
in der Verfahrenstechnik auf. Kenntnis der Vorlesungen
Thermodynamik der Gemische, Thermische
Verfahrenstechnik I und Chemische Verfahrenstechnik
I ist von Vorteil.
Rheologie (I)
(V2/Ü2,SS) (Modigell)
Rheologie ist die Lehre vom Fließen der Stoffe. Viele
Fluide, die im Ingenieurwesen relevant sind, besitzen
nicht-Newtonsche Fließeigenschaften (z.B. Polymere,
Suspensionen), bei denen die Viskosität von
der Art und der Vorgeschichte der Beanspruchung
abhängt. In der Vorlesungsreihe werden Apparaturen
und experimentelle Methoden dieser Eigenschaften
behandelt und mathematische Modelle zur Beschreibung
dieses Sachverhaltes vorgestellt und diskutiert.
Ferner werden die Grundlagen zur Berechnung von
Strömungsfeldern nicht-Newtonscher Flüssigkeiten
gelehrt.
Simulationstechnik I (B.Sc. CES)
(V1/Ü1,WS) (Marquardt,Behr)
Die Veranstaltung ist zweigeteilt: im Wintersemester
soll die Anwendung von Simulationstechniken
zur Lösung aktueller Forschungsaufgaben anhand
von Vorträgen aus den Instituten vorgestellt werden.
Dies umfasst Themen aus der Robotik, der Strukturund
Kontinuumsmechanik, der Strömungs- und Verbrennungsmechanik,
der Verfahrens- und Energietechnik
und der Visualisierung (Virtual Reality). Im
Sommersemester soll in praktischen Übungen die
Lösung einfacher Simulationsaufgaben erläutert und
durchgeführt werden. Die Simulationen werden in
Matlab/Simulink durchgeführt.
Simulationstechnik II (B.Sc. CES)
(V2/L2,WS) (Marquardt)
Die Vorlesung Simulationstechnik II vermittelt die
grundlegenden Fähigkeiten zum selbständigen Lösen
von Simulationsproblemen. Die Lösung von Simulationsproblemen
wird anhand eines Ablaufschemas
diskutiert, von dem einzelne Schritte im Detail
betrachtet werden. Hierbei stellt sich beispielsweise
die Frage, wie ein technisches System abstrahiert
und mit Hilfe von mathematischen Gleichungen
repräsentiert werden kann. Im Verlauf der Vorlesung
werden verschiedene kommerziell verfügbare
Simulationswerkzeuge vorgestellt und aus Nutzersicht
diskutiert.
In der Übung Simulationstechnik II werden von den
Studenten Beispiele aus verschiedenen technischen
Bereichen mit den in der Vorlesung vermittelten Fähigkeiten
simuliert. Dabei werden zuerst die jeweiligen
Modellgleichungen aufgestellt, die dann mit
verschiedenen kommerziellen Simulationswerkzeugen
gelöst werden.
Solartechnik
(V2/Ü2,WS) (Pitz-Paal)
Die Vorlesung gibt einen Einstieg in das Thema Solartechnik.
Dabei vermittelt sie zunächst die notwendigen
physikalischen Grundlagen und Begriffe
bezüglich Sonnenstand, Helligkeitsverteilung, Spektrum,
Energie, Strahlungstransport in der Atmosphäre
etc... Sie geht dann auf die unterschiedlichen
Möglichkeiten von photothermischer, photoelektrischer
und photochemischer Umwandlung der solaren
Strahlung ein. Der Schwerpunkt der Vorlesung
liegt auf der photothermischen Umwandlung.
Dabei werden die Umwandlungs- und Verlustmechanismen
von Strahlung bis zum Wärmeträger erläutert.
Darüber hinaus werden die Grundlagen zur
Konzentration von Solarstrahlung vermittelt und auf
die Bauweise unterschiedlicher Konzentratoren und
Kollektoren eingegangen. Ausführlich werden die
unterschiedlichen Nutzungsmöglichkeiten der Wärmeenergie
auf unterschiedlichen Temperaturniveaus