Thermo- und Fluiddynamik 1,

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basic

Die Grundlagen der Thermodynamik liefern die Basis zur Beurteilung und Optimierung von energetischen Prozessen. Von Wind- und Wasserkraftwerken bis zur Klimatisierung von Gebäuden – überall werden Kenntnisse der Fluiddynamik benötigt. In diesem Modul werden Grundlagen vermittelt, Bilanzgleichungen erstellt, Begriffe definiert und die Eigenschaften von Stoffen beschrieben (Luft, Wasser, ideale Gase). Diese Grundlagen werden in praktischen Rechenaufgaben angewendet.

• Systembegriff, mögliche Energietransfers zwischen System und seiner Umgebung, Zustandsgrössen
• Grundbegriffe und Phänomene: Fluid (Definition, Kontinuum), turbulente und laminare / stationäre und instationäre / kompressible und inkompressible Strömung, Schubspannung und Viskosität.
• Methodik zur Problemlösung in der Thermo- und Fluiddynamik
• Energiebilanzen in offenen und geschlossenen Systemen
• Thermodynamische Eigenschaften von Luft, Dampf, idealen Gasen
• Reversible und irreversible Prozesse und ihre Leistungsgrenzen
• Entropie, Entropiebilanz und Energiequalität
• Beschreibung der Fluidbewegung in integraler Form: Massenbilanz, Energiebilanz, Bernoulli-Gleichung.
• Ähnlichkeit und Dimensionsanalyse: Kennzahlen, Anwendungen auf Modellstudien.
• Inkompressible Innenströmungen: Rohreinläufe, Rohrströmungen, Bernoulli-Gleichung mit Verlusttermen, Verluste in Rohren und Krümmern.

• Die Studierenden verstehen die wichtigen Begriffe der Thermo- und Fluiddynamik: Zustandsgrössen (inklusiv Enthalpie und Entropie), ideales Gas, System, Arbeit, Wärme, laminare und turbulente Strömungen.
• Sie kennen die thermodynamischen Grundlagen (1. und 2. Hauptsatz in Form von Energie- und Entropiebilanzen).
• Die Studierenden können diese Grundlagen auf thermodynamische Systeme anwenden.
• Sie kennen die fluidmechanischen Grundlagen und Phänomene und können Strömungssysteme auf diese hin analysieren und dies für geeigneten Lösungsmethoden berücksichtigen.
• Sie verstehen die Beschreibung der Fluidbewegungen und können die Gleichungen in ausgesuchten Fällen auf praxisrelevante Aufgaben anwenden.
• Sie verstehen das Konzept der Ähnlichkeit und können damit Fragestellungen zu Innenströmungen beantworten mit dem Ziel, einzelne fluiddynamische Systemkomponenten auslegen zu können.
• Sie wissen, wie Strömungsverluste in Leitungssystemen berechnet werden.

Erfahrungsnote und MSP schriftlich