Kraft- und Arbeitsmaschinen (Technologien und Energie)

Die Vorlesung vermittelt ein grundlegendes Verständnis für den unterschiedlichen Energieeinsatz im Rahmen thermodynamischer Prozesse. Es wird ein Überblick über die heutige Technologie der Kraft- und Arbeitsmaschinen vermittelt, inklusive einem vertieften Verständnis zum Betriebsverhalten von Turbomaschinen und Kreiselpumpen. Wichtige halbempirische Methoden zur Berechnung und Auslegungsabschätzung werden vermittelt. Die zukünftigen möglichen Einsatzbereiche von Stirlingmaschinen, Turbo- und Hydromaschinen im Energiemarkt werden dargestellt, besonders unter dem Potential des Einsatzes erneuerbarer Energieanteile.

Zu Beginn der Lehrveranstaltung wird ein Überblick über die wichtigsten Kreisprozesse (Otto, Diesel, Stirling, Joule), besonders im Hinblick auf die verwendbaren Energieformen und deren effizienten Einsatz, gegeben.

In der Hauptvorlesung werden die Wirkprinzipien von Kolben- und Strömungsmaschinen bewertet und die grundlegenden Auslegungsverfahren zur Berechnung von fluidischen Kraft- und Arbeitsmaschinen behandelt, wie z.B. Ventilatoren, Kreiselpumpen und Wasserturbinen. Es werden Inhalte zum Betriebsverhalten von Turbomaschinen und Kreiselpumpen (Kennfeld, NPSH Bestimmung), besonders unter dem Potential des Einsatzes erneuerbarer Energieanteile vermittelt.

1. Grundlagen der thermodyn. Kreisprozesse (Energie, Arbeit, Wirkungsgrad) für Otto-, Diesel-, Stirling- und Joule-Prozess
2. Kolben- und Strömungsmaschinen als Kraft- und Arbeitsmaschinen, Energieübertragung und Effizienz
3. Grundlagen der Anlagen und Maschinenberechnung
4. Ähnlichkeitsgesetze
5. Auslegung von fluidischen Kraft- und Arbeitsmaschinen nach Cordier
6. Verschaltung in Anlagensystem
7. Bauformen, mit Schwerpunkt auf Energieeffizienz