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Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik


               Modulbeschreibung für den

                  Bachelorstudiengang



       Umwelt- und Energieprozesstechnik




Magdeburg, 29.06.2009
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Mathematik I


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Studenten erwerben grundlegende mathematische Fähigkeiten zur Modellierung und
Lösung ingenieurtechnischer Problemstellungen


Inhalt
• Mathematische Grundbegriffe
• Grundlagen der Linearen Algebra
• Endlich-dimensionale euklidische Räume
• Differenzialrechnung für Funktionen einer und mehrerer Variablen
• Koordinatentransformationen
• Integralrechnung für Funktionen einer reellen Variablen
• Kurvenintegrale
• Numerische Aspekte der Themen, mathematische Software


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 84 Stunden, Selbststudium: 156 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 8 CP


Modulverantwortlicher:
Prof. Dr. V. Kaibel
Prof. Dr. G. Christoph
Prof. Dr. N. Gaffke
Prof. Dr. E. Girlich
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                          Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                       Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Mathematik II


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Studenten erwerben, aufbauend auf den grundlegenden mathematischen Fähigkeiten zur
Modellierung und Lösung ingenieurtechnischer Problemstellungen, die Kompetenz zur
Beherrschung der für die fachwissenschaftlichen Module relevanten Konzepte und Methoden
aus Analysis und Linearer Algebra.


Inhalt
• Gewöhnliche Differenzialgleichungen
• Aspekte der Mathematischen Optimierung
• Weiterführende Inhalte der Linearen Algebra
• Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme
• Integralrechnung für Funktionen mehrerer reeller Veränderlicher
• Vektorfelder
• Oberflächenintegrale
• Integralsätze
• Grundlagen partieller Differenzialgleichungen
• Numerische Aspekte der Themen, mathematische Software


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 126 Stunden, Selbststudium: 204 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 180
- 11 CP


Modulverantwortlicher:
Prof. Dr. V. Kaibel, Prof. Dr. G. Christoph, Prof. Dr. N. Gaffke, Prof. Dr. E. Girlich
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung




Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Stochastik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Studenten erwerben die Fähigkeit zur Beherrschung der für die fachwissenschaftlichen
Module relevanten Konzepte und Methoden aus der Stochastik.


Inhalt
• Modellierung von Zufallsexperimenten
• Zufallsgrößen und ihre Kenngrößen
• Statistische Analysen


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 90
- 5 CP


Modulverantwortlicher:
Prof. Dr. G. Christoph
Prof. Dr. N. Gaffke
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Simulationstechnik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Studenten sind befähigt, die weit verbreitete Software MATLAB als ein grundlegendes
Ingenieur-Werkzeug zu nutzen. Sie erwerben die Fertigkeit, dieses Standard-
Simulationswerkzeug der Prozesstechnik für die mathematische Beschreibung industrieller
Prozesse zu nutzen.


Inhalt:
Teil I – Einführung in die Simulation verfahrenstechnischer Systeme
1) Grundlagen zur Simulationsmethodik und resultierende Gleichungsstruktur
2) Grundlagen zu den relevanten numerischen Methoden
Teil II – Einführung in MATLAB
3) Elementarmathematische Operationen, Matrizenmanipulation
4) Programmierung in MATLAB
5) Datenvisualisierung
6) Numerische Lösung nichtlinearer algebraischer Gleichungssysteme
7) Numerische Lösung nichtlinearer gewöhnlicher Differentialgleichungssysteme
8) Numerische Lösung von Differential-Algebra-Systemen
9) Symbolisches Rechnen innerhalb der (numerisch orientierten) MATLAB-Umgebung
Teil III – Vertiefung anhand ausgewählter Beispiele


Lehrformen:
- Vorlesung
- Programmierübung


Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I, II


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr. K. Sundmacher
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                           Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                       Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Physik



Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Studenten erwerben Sicherheit im Umgang mit den Grundlagen der Experimentalphysik
(Mechanik, Wärme, Elektromagnetismus, Optik, Atomphysik).
Sie erwerben die Fähigkeit, induktive und deduktive Methoden zur physikalischen
Erkenntnisgewinnung mittels experimenteller und mathematischer Herangehensweise zu
nutzen.

Im Praktikum wird das theoretische Wissen angewendet und auf das Messen von physikalischen
Größen, die Nutzung von Messmethoden und eine angemessene Fehlerbetrachtung übertragen.

Die Übungen dienen der Festigung der Vorlesungsinhalte und befähigen die Studenten,
Übungsaufgaben zur Experimentalphysik eigenständig zu bearbeiten.


Inhalt:

   −      Kinematik, Dynamik der Punktmasse und des starren Körpers, Erhaltungssätze,
          Mechanik deformierbarer Medien, Hydrostatik und Hydrodynamik, Thermodynamik,
          kinetische Gastheorie

   −      Felder, Gravitation, Elektrizität und Magnetismus, Elektrodynamik, Schwingungen und
          Wellen, Strahlen- und Wellenoptik, Atombau und Spektren, Struktur der Materie

   −      Hinweis: Lehrveranstaltung baut auf Physik I auf; fakultative Teilnahme an weiteren
          Übungen (2 SWS) möglich

Übungen zu den Vorlesungen
   − Bearbeitung von Übungsaufgaben zur Experimentalphysik

Physikalisches Praktikum
   − Durchführung von physikalischen Experimenten zur Mechanik, Wärme, Elektrik, Optik
   − Messung physikalischer Größen und Ermittlung quantitativer physikalischer
       Zusammenhänge

Hinweise und Literatur sind zu finden unter http://www.uni-magdeburg.de/iep/lehreiep.html oder
http://hydra.nat.uni-magdeburg.de/ing/v.html


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung
- Praktikum
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                     Modulbeschreibung

Voraussetzung für die Teilnahme:
Physik 1. Semester: keine; Physik 2. Semester: Lehrveranstaltungen aus dem 1. Semester


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 98 Stunden, Selbststudium: 202 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 180
- Praktikumsschein
- 10 CP


Modulverantwortlicher:
FNW/IEP – PD Dr. P. Streitenberger
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Anorganische Chemie


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Ausgehend von grundlegenden Gesetzmäßigkeiten des Atombaus und der Anordnung der
Elemente im Periodensystem werden die Studenten befähigt, Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten
der Allgemeinen und Anorganischen Chemie im Zusammenhang zu betrachten und auf die
Eigenschaften und das Reaktionsverhalten der Elemente und Verbindungen zu übertragen.

Die Übungen dienen der Festigung des Vorlesungsstoffes und führen zu einem sicheren
Umgang der Studenten mit mathematisch fassbaren Inhalten z. B. aus den Bereichen der
Stöchiometrie und der chemischen Gleichgewichte.

Im Praktikum erwerben die Studenten Fertigkeiten beim sicheren Umgang mit Gefahrstoffen und
übertragen ihr theoretisches Wissen zur Chemie wässriger Lösungen anhand einfacher
Nachweisreaktionen auf die Laborpraxis.

Inhalt

1. Aufbau der Materie, Atomaufbau, Kernreaktionen, Radioaktivität Bohrsches Atommodell,
Quantenzahlen, Orbitale (s, p, d), Pauli-Prinzip, Hund'sche Regel, Struktur der Elektronenhülle
Mehrelektronensysteme, Periodensystem der Elemente
Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Ionenbindung Atombindung (kovalente Bindung), Lewis-
Formeln, Oktettregel, dative Bindung, Valenzbindungstheorie (VB), Hybridisierung, σ-Bindung,
π-Bindung, Mesomerie

2. Molekülorbitaltheorie (MO-Theorie), Dipole, Elektronegativität, VSEPR-Modell, Van der
Waals-Kräfte, , Ideale Gase, Zustandsdiagramme
Thermodynamik chemischer Reaktionen, Reaktionsenthalpie, Standard-bildungsenthalpie, Satz
von Heß, Chemisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz, Entropie, Geschwindigkeit
chemischer Reaktionen (1. Ordnung), Arrhenius Gleichung, Katalyse (homogen, heterogen),
Ammoniaksynthese, Synthese von Schwefeltrioxid

3. Lösungen, Elektrolyte, Löslichkeitsprodukt, Säure-Base Theorie (Arrhenius) (Bron-sted), pH-
Wert, Oxidationszahlen, Oxidation, Reduktion, Redoxvorgänge
-Wasserstoff (Vorkommen, Eigenschaften, Darstellung) Wasserstoffverbindungen
- Edelgase (Vorkommen, Eigenschaften, Verwendung) Edelgasverbindungen
- Halogene (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Verbindungen der Halogene, Chalkogen
(Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Verbindungen der Chalkogene

4. Sauerstoffverbindungen, Oxide, Hyperoxide, Gewinnung von Schwefel (Frasch Verfahren)
Schwefelverbindungen, Schwefelsäureherstellung (techn.)

5. Elemente der 5. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Stickstoff-
Wasserstoffverbindungen, Ammoniaksynthese, Stickoxide, Salpetersäureherstellung Elemente
der 4. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Carbide, Kohlenmonoxid,
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                         Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung
Kohlendioxid, Carbonate, Siliziumdioxid, Herstellung von Reinstsilizium, Silikate, Gläser

6. Elemente der 3. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung)

7. Elemente der 2. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Elemente der 1.
Hauptgruppe (außer Wasserstoff) (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung)

Praktikum: Einführung in grundlegende Labortechnik anhand von Ionenreaktionen in wässriger
Lösung sowie der qualitativen und quantitativen Analyse.


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung
- Praktikum


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit 56 Stunden, Selbststudium: 124 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- Praktikumsschein
- 6 CP

Modulverantwortlicher:
Lehrstuhl für Anorganische Chemie, Prof. Dr. F. T. Edelmann
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                         Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung



Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Organische Chemie


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

         Ausgehend von der grundlegenden Einteilung organischer Verbindungen erwerben die
         Studenten die Fähigkeit, aus wichtigen Strukturmerkmalen (funktionelle Gruppen)
         Gesetzmäßigkeiten für das Reaktionsverhalten ableiten zu können.
         Sie entwickeln ein Basisverständnis für die Inhalte der aufbauenden Module.
         In der Übung werden die wichtigsten Gesetzmäßigkeiten organischer
         Reaktionsmechanismen an ausgewählten Beispielen trainiert.
         Das Praktikum dient der Entwicklung von Fertigkeiten im sicheren Umgang mit
         Gefahrstoffen sowie Labor- und Messgeräten sowie der Schulung des analytischen und
         logischen Denkens.


Inhalt

   •     Struktur und Bindung organischer Moleküle
   •     Radikalreaktionen
   •     Nucleophile Substitution und Eliminierung
   •     Additionsreaktionen
   •     Substitutionsreaktionen am Aromaten
   •     Oxidation und Dehydrierung
   •     Carbonylreaktionen
   •     bedeutende großtechnische Verfahren

   •     Reinigung und Charakterisierung von organischen Substanzen
   •     stoffgruppenspezifische Analytik


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung
- Praktikum


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenzzeiten: 56 Stunden; Selbststudium: 124 Stunden
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                   Modulbeschreibung

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: 6 CP
   • K 120
   • Praktikumsschein
   • 6 CP


Modulverantwortlicher:
Lehrstuhl für Organische Chemie, Prof. Dieter Schinzer
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Physikalische Chemie


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Ziel des Moduls ist, die Studierenden zu befähigen, mit Grundbegriffen, wichtigen
Gesetzmäßigkeiten und Messmethoden der Physikalischen Chemie sicher umgehen zu können.
Die Studierenden erwerben Basiskompetenzen in den Bereichen (chemische) Thermodynamik,
Kinetik und Elektrochemie, da vor allem makroskopische, weniger mikroskopische
Zusammenhänge betrachtet werden.

In der Übung wird das Lösen physikalisch-chemischer Probleme anhand ausgewählter
Rechenbeispiele trainiert.

Im Praktikum wird das theoretische Wissen angewendet und auf das Messen von
physikalischen-chemischen Größen übertragen. Trainiert werden sowohl die Beobachtungsgabe
und kritische Messwerterfassung als auch eine fundierte Darstellung der Ergebnisse im zu
erstellenden Protokoll.


Inhalt

Block 1:
Einführung
Abriss der Hauptgebiete der Physikalischen Chemie; Grundbegriffe, -größen und
Arbeitsmethoden der Physikalischen Chemie
Chemische Thermodynamik
System und Umgebung, Zustandsgrößen und Zustandsfunktionen, 0. Hauptsatz;
Gasgleichungen, thermische Zustandsgleichung; Reale Gase, kritische Größen, Prinzip der
korrespondierenden Zustände

Block 2:
1. Hauptsatz und kalorische Zustandsgleichung; Temperaturabhängigkeit von innerer Energie
und Enthalpie: molare und spezifische Wärmekapazitäten; Reaktionsenergie und -enthalpie,
Heßscher Satz; Isothermen und Adiabaten; Umsetzung von Wärme und Arbeit: Kreisprozesse;
2. Hauptsatz, Entropie, und 3. Hauptsatz

Block 3:
Konzentration auf das System: Freie Energie und Freie Enthalpie; Chemisches Potential und
seine Abhängigkeit von Druck, Volumen, Temperatur und Molenbruch; Mischphasen: wichtige
Beziehungen und Größen, partiell molare Größen; Mischungseffekte; Joule-Thomson-Effekt

Block 4:
Phasengleichgewichte in Ein- und Mehrkomponentensystemen; Gibbs'sche Phasenregel;
Clapeyron- und Clausius-Clapeyron-Beziehung; Raoultsches Gesetz, Dampfdruck- und
Siedediagramme binärer Systeme, Azeotrope; Kolligative Eigenschaften; Schmelzdiagramme
binärer Systeme
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                          Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                     Modulbeschreibung

Block 5:
Chemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante und ihre Druck-
und Temperaturabhängigkeit; Oberflächenenergie: Oberflächenspannung, Eötvös'sche Regel,
Kelvin-Gleichung
Kinetik homogener und heterogener Reaktionen
Grundbegriffe: allgemeiner Geschwindigkeitsansatz, Ordnung und Molekularität; einfache
Geschwindigkeitsgesetze; Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit:
Arrhenius-Ansatz

Block 6:
Komplexere Geschwindigkeitsgesetze: Folgereaktionen, Quasistationaritätsnäherung und
vorgelagerte Gleichgewichte; Kettenreaktionen und Explosionen; Katalyse allgemein;
Adsorption und heterogene Katalyse

Block 7:
Elektrochemie (Thermodynamik und Kinetik geladener Teilchen)
Grundbegriffe; Starke und schwache Elektrolyte; Elektrodenpotentiale und elektromotorische
Kraft; Spannungsreihe; Halbzellen und Batterien (galvanische Zellen); Korrosion;
Doppelschichten; Kinetik von Elektrodenprozessen

Parallel zur Vorlesung, die hier in 7 Blöcke á je 4 Unterrichtsstunden (2 Semesterwochen)
gegliedert ist, werden Rechenübungen, in denen die Studierenden die Lösung entsprechender
physikalisch-chemischer Probleme üben sollen, sowie ein Praktikum durchgeführt; in letzterem
werden verschiedene Versuche aus den in der Vorlesung behandelten Gebieten durchgeführt.


Lehrformen:
- Vorlesung
- Rechenübung,
- Praktikum mit Seminar


Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 70 Stunden, Selbststudium: 110 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
   • K 120
   • Praktikumsschein
   • 6 CP


Modulverantwortlicher:
Lehrstuhl für Physikalische Chemie, Prof. Helmut Weiß
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Technische Mechanik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Die Studenten erwerben Grundkenntnisse in der Statik, der Festigkeitslehre und der
Dynamik. Sie erhalten Basiskompetenzen für die Lösung einfacher technischer
Aufgabenstellungen anhand der grundlegenden Prinzipien der Technischen Mechanik.

Am Ende der Lehrveranstaltung sollen die Studenten auf der Basis einer methodischen
Vorgehensweise in der Lage sein, einfache technische Problemstellungen aus den oben
genannten Gebieten der Mechanik zu erkennen, richtig einzuordnen, daraus mechanische
Berechnungsmodelle zu erstellen und diese einer Lösung zuzuführen.

Die Übungen dienen der Festigung der vermittelten Grundlagen, wobei die Berechnung
einfacher technischer Systeme im Mittelpunkt steht.



Inhalt:

Technische Mechanik (Wintersemester)
  - Statik: Grundlagen der Statik; ebene und räumliche Kraftsysteme; ebene Tragwerke;
     Schnittgrößen an Stab- und Balkentragwerken; Schwerpunktberechnung;
     Flächenträgheitsmomente; Haftung und Reibung;
  - Festigkeitslehre: Grundlagen der Festigkeitslehre; Zug/Druck (Spannungen,
     Verformungen); Biegung (Spannungen, Verformungen - Differentialgleichung der
     Biegelinie)

Technische Mechanik (Sommersemester)
     Querkraftschub; Torsion kreiszylindrischer Wellen (Spannungen, Verformungen);
     zusammengesetzte Beanspruchungen, Stabilität;
  - Dynamik: Einführung in die Kinematik; Einführung in die Kinetik: Axiome, Prinzip von
     d´Alembert, Arbeit und Energie, Energiemethoden; Einführung in die
     Schwingungslehre: freie und erzwungene Schwingungen des einfachen Schwingers.


Lehrformen:
- Vorlesung,
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenszeit: 112 Stunden, Selbststudium: 188 Stunden
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                      Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                 Modulbeschreibung

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 180
- 10 CP


Modulverantwortlicher: FMB, Prof. Ulrich Gabbert
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Konstruktionselemente I


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Den Studierenden soll die Kompetenz vermittelt werden, Konstruktionszeichnungen
verstehen und kleine Konstruktionen durchführen zu können.


Inhalt:

1. Projektionslehre (Grundlagen, Normalprojektion, isometrische Projektion, Darstellung
   und Durchringung von Körpern, Schnittflächen)
2. Normgerechtes Darstellen (Schnittdarstellung und Bemaß8ng von Bauteilen)
3. Gestaltabweichungen (Baugruppenzeichnungen und Positionslisten, Darstellung und
   Bemaßung von Einzelteilen)
4. Gestaltungslehre, Grundlagen der Gestaltung (Projektions- und normgereichtes
   Darstellen, Toleranzen und Passungen von Baugruppen)
5. Fertigungsgerechtes Gestalten (Toleranz- und Oberflächenangaben, Passungen,
   Gestaltung eines Gussteiles)


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übungen und Belegarbeiten


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenszeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP


Modulverantwortlicher: FMB, Prof. Dr.-Ing. K.-H. Grote
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                   Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Verfahrenstechnik, Molekulare und Strukturelle Produktgestaltung, Umwelt- und
Energieprozesstechnik


Modul: Konstruktionselemente II /Apparateelemente


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Den Studierenden soll die Kompetenz vermittelt werden, die Funktionsweise von ausge-
wählten Konstruktions- und Apparateelementen zu verstehen und auslegen zu können.


Inhalt:
1. Teil: Vorlesung Konstruktionselemente II (11 Wochen)
1. Berechnungsgrundlagen (Beanspruchung und Festigkeit)
2. Verbindungselemente (Dauerfestigkeit, Formschlüssige Verbindungen, Schrauben-
   verbindungen, Schweißverbindungen)
3. Welle-Nabe-Verbindungen
4. Federn, Achsen und Wellen
5. Lager, Dichtungen
2. Teil: Vorlesung Maschinenelemente II – Kapitel Apparateelemente (3 Wochen)
6. Spannungen an Hohlkörpern und Böden (Allgemeines, Hohlzylinder, Hohlkugel,
   Gewölbte Behälterböden, Ebene Platten und Böden)
   Verbindungen und Abdichtungen (Unlösbare Verbindungen, Bedingt lösbare
   Verbindungen, Lösbare Verbindungen, Bewegliche Dichtungen)
   Berechnung von Flanschverbindungen (Kräfte an Flanschverbindungen,
   Flanschberechnung, Schraubenberechnung, Abmessungen für Flanschverbindungen)
7. Behälter
   Rohrleitungen (Rohrleitungsanlagen, Rohrleitungselemente, Berechnung der Leitungs-
   querschnitte, Berechnung der Rohrwanddicken, Zusatzkräfte und Dehnungsausgleich)
   Armaturen (Ventile, Schieber, Hähne, Klappen)


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übungen und Testate


Voraussetzung für die Teilnahme: Modul Konstruktionselemente I


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Modulverantwortliche: FMB, Dr.-Ing. D. Bartel, Prof. Dr.-Ing. L. Deters
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                          Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                     Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Werkstofftechnik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Lernziele und erworbene Kompetenzen der Studenten sind:
   o Grundlagenverständnis zum Aufbau, zur Struktur und zu den Eigenschaften von
       Werkstoffen
   o Methodisches Faktenwissen zu Prüfverfahren und Eigenschaften von Werkstoffen
   o Fähigkeit zur Analyse und Aufarbeitung belastungsrelevanter Daten sowie deren
       Verwendung zur anwendungsgerechten Auswahl von Werkstoffen

Inhalt:

Sommersemester
1. Struktur und Gefüge von Werkstoffen
   Aufbau der Werkstoffe, Atomarer Aufbau und Bindungskräfte, Bau des freien Atoms,
   chemische Bindung, Bindungsenergie und interatomarer Abstand
2. Atomanordnung im Festkörper
   Kristallstrukturen, Realstruktur, Nichtkristalline (amorphe) Strukturen
3. Gefüge
   Experimentelle Methoden, Röntgenfeinstruktur, Elektronenmikroskopie,
   Lichtmikroskopie, Quantitative Gefügeanalyse, Bewegung von Atomen – Diffusion
4. Übergänge in den festen Zustand
   Aggregatszustände, Keimbildung und Keimwachstum, Erstarrungswärme und
   Gefügeausbildung, Gussfehler
5. Zustandsdiagramme
   Phasenregel, Binäre Systeme, Doppeltangentenregel, Hebelgesetz, Verlauf
   der Erstarrung, Seigerung, Typische binäre Zustandsdiagramme
6. Realdiagramme
   Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Darstellung von Ungleichgewichtszuständen, ZTU-
   Diagramme, Wärmebehandlung
7. Mechanische Eigenschaften
   Quasistatische Beanspruchung, Zugversuch, Biegeversuch, Härtemessung,
   Kreisversuch, Dynamische Beanspruchung – Kerbschlagbiegeversuch, Zyklische
   Beanspruchung, Bruchmechanik

Wintersemester
1. Physikalische Eigenschaften
   Elektrische Eigenschaften, Ohm’sche Gesetz und elektrische Leitfähigkeit,
   Einflussfaktoren auf die elektrische Leitfähigkeit in Metallen, Thermoelektrizität,
   thermische Eigenschaften, Wärmekapazität und Spezifische Wärme, Thermische
   Ausdehnung, Wärmeleitfähigkeit, Magnetische Eigenschaften, Magnetische Momente
   und Dipole, Magentisches Feld und Induktion, Domänen und Hystereseschleife,
   Anwendungen der Hystereskurve, Die Curie-Temperatur
2. Zerstörungsfreie Prüfung
   Radiographie und Radioskopie, Ultraschallverfahren, Weitere Verfahren
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung
3. Chemische Eigenschaften – Korrosion
   Chemische Korrosion, Elektrodenpotential, Arten der elektrochemischen Korrosion,
   Korrosionsschutz, Oxidation
4. Stähle und Eisengrußwerkstoffe
   Herstellung, Nomenklatur, Einfluss der chemischen Zusammensetzung, Baustähle,
   Werkzeugstähle, Edelstähle
5. NE-Metalle und Legierungen
   Al, Mg, Ti, Cu, Ni
6. Polymere
   Einteilung der Polymere, Kettenbildung in Polymeren, Thermoplaste, Elastomere,
   Duroplaste
7. Glas und Keramik
   Glas, Keramik, Silikatkeramik, Konstruktionskeramik, Verbundwerkstoffe

Inhalt der Praktika
1. Struktur und Gefüge
   Anfertigung/Auswertung eines metallographischen Schliffs, Röntgenfeinstrukturanalyse:
   Aufnahme eines Röntgendiagramms
2. Thermische Analyse
   Aufnahme von Abkühlungskurven, Beurteilung des Gefüges + Zuordnung der
   Abkühlungskurven
3. Wärmebehandlung
   Wärmebehandlung/Härtemessung, Gefügeuntersuchungen und Einordnung in
   Behandlungsregime
4. Mechanische Werkstoffprüfung
   Schwingversuch/Zugversuch, Kerbschlagbiegeversuche incl. Bewertung mittels
   Rastelektronenmikroskopie
5. Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
   Durchstrahlungsprüfung, Ultraschallprüfung, Wirbelstromverfahren
6. Korrosionsprüfung


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übungen
- Praktikum


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenszeit: 98 Stunden, Selbststudium: 202 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 10 CP


Modulverantwortlicher: FMB, Prof. Dr.-Ing. M. Heilmaier
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Elektrotechnik/Elektronik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Den Studierenden soll die Kompetenz vermittelt werden, grundlegende elektrotechnische
Problemstellungen in der Verfahrenstechnik lösen zu können.

Die Übung dient dem Erwerb von Fertigkeiten bei der Übertragung der abstrakten
theoretischen Zusammenhänge auf Anwendungsbeispiele.

Im Praktikum geht es darum, Sicherheit beim Umgang mit hochwertigen Messgeräten zu
erlangen sowie die Grundprinzipien zur messtechnischen Erfassung insbesondere
elektrischer Größen zu trainieren.


Inhalt:

1. Grundbegriffe: Ladung, Strom, Spannung, Widerstand
    Elektrische Gleichstromkreise: Energie und Leistung im Gleichstromkreis,
   Kirchhoff’sche Gesetze, Grundstromkreis, Leistungsanpassung, Spannungsteiler,
   Stromteiler, Kirchhoff, Zweipoltheorie, Superpostion
2. Elektrisches Feld: Definitionen und Grundgrößen, stationäres Strömungfeld,
   Kondensator,Energie und Kräfte im elektrischen Feld
   Magnetisches Feld: Definitionen und Grundgrößen, Durchflutungsgesetz,
3. Magnetisches Feld: Ferromagnetismus, Induktionsgesetz, Selbst- und Gegeninduktion,
   Energie und Kräfte im Magnetfeld
   Wechselstromtechnik: Erzeugung von Wechselspannung, Kenngrößen
4. Wechselstromtechnik: Zeigerdarstellung von Wechselgrößen, Zeigerdiagramm
   Wechselstromleistung, Drehstromsysteme
5. Elektronik: pn-Übergang, elektronische Bauelemente, elektronische Grundschaltungen,
6. Elektrische Maschinen: Gleichstrommaschine, Transformator, Asynchronmaschine
7. Grundzüge der elektrischen Antriebstechnik: Bewegungsgleichung, Motorauswahl,
   Prinzip der Drehzahlregelung
   Messung elektrischer Größen: Strom-, Spannungs-, Leistungsmessung


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung
- Praktikum


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 84 Stunden, Selbststudium: 216 Stunden
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 10 CP


Modulverantwortliche: FEIT, Prof. Dr.-Ing. habil. F. Palis/Prof. Dr. Lindemann
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Technische Thermodynamik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Die Lehrveranstaltung verfolgt das Ziel, Basiskompetenzen zu den Grundlagen der
Energieübertragung und Energiewandlung sowie dem Zustandsverhalten von Systemen zu
entwickeln. Die Studenten erwerben Fertigkeiten zur energetischen Bilanzierung von
technischen Systemen sowie zur energetischen Bewertung von Prozessen. In der Übung
werden sie insbesondere befähigt, die Methodik der Thermodynamik für die Schulung des
analytischen Denkvermögens zu nutzen und erreichen eine Grundkompetenz zur
Identifizierung und Lösung energetischer Problemstellungen.

Im 2. Semester des Moduls erwerben die Studenten vertiefte Kenntnisse und eignen sich
Fertigkeiten zur energetischen Bilanzierung und Bewertung technisch wichtiger Prozesse
an. Außerdem sollen die Studenten die Fähigkeit zur wissenschaftlich fundierten Arbeit
sowie zu energie- und umweltbewusstem Handeln bei der beruflichen Tätigkeit erlangen.

Inhalt:

1. Systematik und Grundbegriffe, Wärme als Form des Energietransportes, Arten der
    Wärmeübertragung, Grundgesetze und Wärmedurchgang
2. Wärmeübergang durch freie und erzwungene Konvektion, Berechnung von
    Wärmeübergangskoeffizienten, Energietransport durch Strahlung
3. Wärme und innere Energie, Energieerhaltungsprinzip, äußere Arbeit und Systemarbeit,
    Volumenänderungs- und technische Arbeit, dissipative Arbeit, p,v-Diagramm
4. Der erste Hauptsatz, Formulierungen mit der inneren Energie und der Enthalpie,
    Anwendung auf abgeschlossene Systeme, Wärme bei reversiblen Zustandsänderungen
5. Entropie und zweiter Hauptsatz, Prinzip der Irreversibilität, Entropie als Zustandsgröße
    und T,s-Diagramm, Entropiebilanz und Entropieerzeugung, reversible und irreversible
    Prozesse in adiabaten Systemen, Prozessbewertung (Exergie)
6. Zustandsverhalten einfacher Stoffe, thermische und energetische Zustandsgleichungen,
    charakteristische Koeffizienten und Zusammenhänge, Berechnung von Zustandsgrößen,
    ideale Flüssigkeiten, reale und ideale Gase, Zustandsänderungen idealer Gase
7. Bilanzen für offene Systeme, Prozesse in Maschinen, Apparaturen und anlagen:
    Rohrleitungen, Düse und Diffusor, Armaturen, Verdichter (), Gasturbinen, Windräder,
    Pumpen, Wasserturbinen und Pumpspeicherkraftwerke, Wärmeübertrager, instationäre
    Prozesse
8. Thermodynamische Potentiale und Fundamentalgleichungen, freie Energie und freie
    Enthalpie, chemisches Potential, Maxwell-Relationen, Anwendung auf die energetische
    Zustandsgleichung (van der Waals-Gas)
9. Mischungen idealer Gase (Gesetze von Dalton und Arogadro, Zustandsgleichungen)
    und Grundlagen der Verbrennungsrechnungen, Heiz- und Brennwert, Luftbedarf und
    Abgaszusammensetzung, Abgastemperatur und theoretische Verbrennungstemperatur
    (Bilanzen und h,ϑ-Diagramm)
10. Grundlagen         der       Kreisprozesse,       Links-      und        Rechtsprozesse
    (Energiewandlungsprozesse:          Wärmekraftmaschine,        Kältemaschinen       und
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                     Modulbeschreibung
    Wärmepumpen), Möglichkeiten und Grenzen der Energiewandlung (2. Hauptsatz),
    Carnot-Prozess (Bedeutung als Vergleichsprozess für die Prozessbewertung)
11. Joule-Prozess    als    Vergleichsprozess     der   offenen     und  geschlossenen
    Gasturbinenanlagen,          Prozessverbesserung          durch       Regeneration,
    Verbrennungskraftmaschinen (Otto- und Dieselprozess) – Berechnung und Vergleich,
    Leistungserhöhung durch Abgasturbolader, weitere Kreisprozesse
12. Zustandsverhalten realer, reiner Stoffe mit Phasenänderung, Phasengleichgewicht und
    Gibbs’sche Phasenregel, Dampftafeln und Zustandsdiagramme, Trippelpunkt und
    kritischer Punkt, Clausius-Clapeyron’sche Gleichung, Zustandsänderungen mit
    Phasenumwandlung
13. Kreisprozesse mit Dämpfen, Clausius-Rankine-Prozess als Sattdampf- und
    Heißdampfprozesse, „Carnotisierung“ und Möglichkeiten der Wirkungsgradverbesserung
    (Vorwärmung, mehrstufige Prozesse, …)
14. Verluste beim Kraftwerksprozess, Kombiprozesse und Anlagen zur Kraft-Wärme-
    Kopplung, Gas-Dampf-Mischungen, absolute und relative Feuchte, thermische
    und energetische Zustandsgleichung, Taupunkt


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übungen


Voraussetzung für die Teilnahme: Lehrveranstaltung des Sommersemesters baut auf die
Lehrveranstaltung im Wintersemester auf


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 112 Stunden, Selbststudium: 188 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 180
- 10 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. J. Schmidt
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                  Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang:
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Strömungsmechanik I


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Auf der Basis der Vermittlung der Grundlagen der Strömungsmechanik und der
Strömungsdynamik erwerben die Studenten Fertigkeiten zur Untersuchung und Berechnung von
inkompressiblen Strömungen. Sie erhalten Basiskompetenzen zur Betrachtung kompressibler
Strömungen.

Ziel der Übung ist es, die abstrakten theoretischen Zusammenhänge in Anwendungsbeispiele zu
integrieren, wobei eine sichere Verwendung der Bernoulli.-Gleichung und des Impulssatzes in
allen Varianten angestrebt wird. Außerdem müssen Grundkonzepte wie Kontrollvolumen und
Erhaltungsprinzipien gemeistert werden.


Inhalt:

•   Einführung, Grundprinzipien der Strömungsdynamik
•   Wiederholung notwendiger Konzepte der Thermodynamik und der Mathematik
•   Kinematik
•   Kontrollvolumen und Erhaltungsgleichungen
•   Reibungslose Strömungen, Euler-Gleichungen
•   Ruhende Strömungen
•   Bernoulli-Gleichung, Berechnung von Rohrströmungen
•   Impulssatz, Kräfte und Momente
•   Reibungsbehaftete Strömungen, Navier-Stokes-Gleichungen
•   Ähnlichkeitstheorie, dimensionslose Kennzahlen
•   Grenzschichten
•   Grundlagen der turbulenten Strömungen
•   Experimentelle und numerische Untersuchungsmethoden



Lehrformen:
- Vorlesung
- Übungen, Demonstrationsversuche


Voraussetzung für die Teilnahme: Grundkenntnisse in Mathematik, Physik, Thermodynamik


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                  Modulbeschreibung

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 90
- 5CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Dominique Thévenin
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Messtechnik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
• Erwerb eines Grundverständnisses für die Basisbegriffe der Messtechnik
• Befähigung zur Arbeit mit konventionellen Messgeräten
• Vermittlung der Kompetenz, die für Stoff und Energie umwandelnde Prozesse
    relevanten Größen herauszuarbeiten, die geeignete Messtechnik auszuwählen und die
    erforderlichen Messungen erfolgreich durchführen und auswerten zu können.


Inhalt:
1. Grundbegriffe der Messtechnik, Messgenauigkeit, Messbereich, Kalibrierung...
2. Klassische Sondenmessverfahren für: Temperatur.
3. Klassische Sondenmessverfahren für : Geschwindigkeit, Massen-, Volumenstrom.
4. Klassische Sondenmessverfahren für : Druck, Füllstand, Dichte.
5. Konventionelle Messgeräte und ihre Einsatzgrenzen (Linearität, Messbereich,
    Kompensation - z.B. Temperatur- o. Richtungsempfindlichkeit): Teil 1
6. Konventionelle Messgeräte und ihre Einsatzgrenzen (Linearität, Messbereich,
    Kompensation - z.B. Temperatur, Richtungsempfindlichkeit): Teil 2
7. Datengewinnung : Methoden, Geräte
8. Datengewinnung : Theorie, insbesondere Shannon/Nyquist,
9. Signalverarbeitung : FFT, PSD
10. Signalverarbeitung : Filterung, Korrelationen
11. Optische Messverfahren : Schlieren, Interferometrie, Holographie, Absorption,
    Spektroskopie
12. Optische Messmethoden : Geschwindigkeit, Partikelgröße
13. Optische Messmethoden : Temperatur, Konzentration


Lehrform:
- Vorlesung
- Übung
- Praktikum


Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I und II


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 90
- Leistungsnachweis für das Praktikum
- 5 CP
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                  Modulbeschreibung

Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Dominique Thévenin
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung



Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Prozessdynamik I


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Erwerb der methodisch grundlagenorientierten Lösungskompetenz für Problemstellungen
bei der Regelung von dynamischen Prozessen.


Inhalt:

   Materialbilanzen in dynamischen, örtlich konzentrierten Systemen (2 LE)
   (Massenbilanzen, Mengenbilanzen, Abgeleitete Größen (Volumen, Molenbrüche,
   Konzentrationen))
   Energiebilanzen in dynamischen, örtlich konzentrierten Systemen (2 LE)
   (Gesamtenergie, Innere Energie, Enthalpie, Enthalpiebilanz in Temperaturform)
   Konstitutive Gleichungen (2 LE) (Kinetiken, Kennlinien, Thermodynamische
   Zusammenhänge)
   Modelle in Zustandsform (1 LE)
   Numerik (2 LE) (Eulerverfahren, Newtonverfahren, Linearisierung (Taylor))
   Stabilität (2 LE) (Phasendiagramm, Stabilitätskriterien, Stabilitätsformen in
   Zweigrößensystemen)
   Übertragungsfunktionen (2 LE) (Laplacetransformation, Übertragungsfunktionen 1., 2.
   und höherer Ordnung, Systeme mit mehreren Ein- und Ausgängen (MIMO))
   Blockschaltbilder (1 LE)


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. K. Sundmacher
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Regelungstechnik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Studierenden erwerben einen ersten Einblick in die Analyse und Synthese
kontinuierlicher Regelungssysteme. Über die mathematische Beschreibung durch
Differentialgleichungen werden sie befähigt, zunächst die wesentlichen Eigenschaften
linearer zeitinvarianter Systeme im Zeitbereich und anschließend im Frequenzbereich zu
untersuchen. Die erreichte Zielkompetenz besteht darin, diese Methoden erfolgreich zur
Analyse und dem Entwurf von Regelsystemen einzusetzen.


Inhalt:
1. Einführung: Ziele und Wege der Reglungstechnik
2. Mathematische Modellierung dynamischer Systeme
3. Verhalten linearer zeitinvarianter Systeme
4. Beschreibung im Frequenzbereich
5. Laplace-Transformation und Übertragungsfunktion
6. Regelverfahren
7. Analyse und Entwurf von Regelkreisen


Lehrform:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I-II


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 90
- 5 CP


Modulverantwortlicher: FEIT, Prof. Achim Kienle
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Wärme- und Stoffübertragung


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Die Studierenden erwerben ein Basisverständnis für Problemstellungen bei wärme-
technischen Prozessen und bei Stoffwandlungsprozessen sowie deren mathematische
Behandlung.
Ziel ist dass Erreichen einer methodisch-grundlagenorientierte Lösungskompetenz, die an
praxisrelevanten Beispielen in der Übung gefestigt wird.


Inhalt:

1. Arten der Wärmeübertragung (Grundgleichungen für Leitung, Konvektion und
   Strahlung), Erwärmung von thermisch dünnen Körpern und Fluiden bei konstanter und
   veränderlicher Umgebungstemperatur (Newtonsches Kapazitätsmodel),
   Temperaturschwingungen, Trägheit von Thermoelementen, elektrische Erwärmung
2. Rekuperatoren (Gleich-, Gegen- und Kreuzstrom), Regeneratoren, Wärmedurchgang
   durch mehrschichtige Wände, Wärmewiderstände
3. Wärmeleitung in Rippen, Temperaturprofil in Körpern mit Wärmequellen,
   thermophysikalische Stoffwerte, Isolierstoffe, Kontaktwiderstände
4. Konvektion, Herleitung Nusseltfunktion, laminare und turbulente Grenzschichten,
   überströmte Körper (Platte, Kugel, Rohre, Rohbündel), durchströmte Körper (Rohre,
   Kanäle, Festbetten), temperaturabhängige Stoffwerte, Prallströmungen (Einzeldüse,
   Düsensysteme)
5. Freie Konvektion (Grenzschichten, Nu-Funktionen für verschiedene Geometrien),
   Verdampfung (Mechanismus, Nu-Funktionen, Stabilität von Verdampfern,
   Kühlvorgänge), Kondensation (Filmtheorie, laminare und turbulente Nu-Funktionen)
6. Arten der Diffusion (gewöhnlich, nicht-äquimolar, Porendiffusion, Darcy, Knudsen),
   Stoffübergang
7. Stationäre Vorgänge, Diffusion durch mehrschichtige Wände, Katalysatoren,
   Stoffübergang zwischen Phasen (Henry), Kopplung von Wärme- und Stoffübertragung
   am Beispiel Verdampfung


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: Technische Thermodynamik, Strömungsmechanik I


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                               Modulbeschreibung
Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Eckehard Specht
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Mechanische Verfahrenstechnik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
• Erwerb eines Grundverständnisses für Problemstellungen bei Prozessen der
    mechanischen Verfahrenstechnik.
• Sicherer Umgang mit den spezifischen Parametern disperser Stoffsysteme
• Entwicklung und Festigung von Fertigkeiten bei der Betrachtung der dispersen
    Systemen innewohnenden Wechselwirkungen auch unter dem Aspekt der praktischen
    Umsetzung


Inhalt:

1. Einführung, Kennzeichnung disperser Stoffsysteme, Partikelcharakterisierung,
    Partikelgrößenverteilungen, Mengenarten, statistische Momente
2. Verteilungskennwerte, Oberfläche, physikalische Partikelmessmethoden, Partikelform,
    Packungszustände
3. Partikelherstellung durch Zerkleinerung, Festkörperbindungen, Materialverhalten und
    Bruchmechanik, Beanspruchungsarten, Mikroprozesse der Zerkleinerung
4. Bilanzmodelle der Mikro- und Makroprozesse, Partikelzerfallskinetik, Kenngrößen des
    Prozesserfolges, Einsatzgebiete von Brecher und Mühlen, Maschinenauslegung
5. Trennung von Partikeln, mechanische Trennprozesse, Kennzeichnung des
    Trennerfolges durch Trennfunktion
6. Siebklassierung, Partikeldynamik, Einsatzgebiete von Siebmaschinen,
    Maschinenauslegung
7. Stromklassierung, Partikelbewegung im Fluid, Strömungs- und Feldkräfte,
    Partikelsinkgeschwindigkeit, turbulente Strömungen, turbulente Partikeldiffusion
8. Bilanzierung mittels Fokker-Planck-Gleichung, turbulente Gegen- und Querstrom-
    klassierung von Partikeln in Wasser und Luft
9. Trennmodelle und Einsatzgebiete von Stromklassierapparaten, Hydrozyklonauslegung,
    Windsichter; Trennerfolg und Einsatzgebiete von Staubabscheidern
10. Wechselwirkungen, Transport, Lagerung von Partikelsystemen, molekulare Wechsel-
    wirkungspotentiale und Partikeladhäsionskräfte, Partikelbindungen durch Stoffbrücken
11. Spannungszustand, Fließkennwerte, Meßmethoden, Fließverhalten von kohäsiven
    Pulvern
12. Probleme bei Pulverhandhabung, Silotrichterauslegung
13. Partikelformulierung durch Agglomeration, Kompressibilität von Partikelpackungen,
    Produktgestaltung, Einsatzgebiete von Pelletiermaschinen, Brikett- und
    Tablettenpressen
14. Vermischen von Partikeln, stochastische Homogenität, Mischkinetik, Durchströmbarkeit
    von Partikelpackungen, Einsatzgebiete von Feststoffmischern
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                 Modulbeschreibung
Lehrformen:
- Vorlesung,
- Übungen und praktische Übungen (Partikelmesstechnik, Zerkleinerung, Feinstklassierung,
Pulverfließeigenschaften)


Voraussetzung für die Teilnahme: Stochastik, Physik, Technische Mechanik,
Strömungsmechanik I


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- mündliche Prüfung
- Leistungsnachweis
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Tomas
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                         Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Apparatetechnik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Vermittlung von grundlegendem Wissen über Prozesse und Apparate der stoffwandelnden
Industrie.
Ausgehend vom Prozess erwerben die Studenten Basiskompetenzen für dessen apparative
Umsetzung. Sie erarbeiten sich ein Grundverständnis für die Apparate sowie deren
Gestaltung von der Funktionserfüllung bis zur Apparatefestigkeit. Sie entwickeln zudem ein
Verständnis für den Betrieb derartiger Apparate und Anlagen.


Inhalt:

1. Einführung, Aufgaben des Chemischen Apparatebaus, Überblick über wesentliche
Grundlagen,
Die beschreibenden Gleichungen einer Prozesseinheit, Prinzipielle Methoden der
Berechnung von Prozessen und zugehörigen Apparaten, Triebkraftprozesse,
Wichtige Gesichtspunkte für den Apparateentwurf

2.    Gewährleistung     der     Apparatefestigkeit,    Grundlagen,     Beispiele  für
Festigkeitsberechnungen von Zylindrischen Mänteln unter innerem oder äußeren
Überdruck, Beispiele für Festigkeitsberechnungen für ebene Böden, Beispiele für
Flanschberechnung, Beispiele für Festigkeitsberechnungen für gewölbte Böden und andere
Apparateteile

3.    Wärmeübertragungsapparate, Berechnungsgrundlagen, Wärmeübertragung durch
Leitung, zwischen fluiden Medien und festen Wänden, durch Apparatewände, Verschiedene
Stromführungen bei Wärmeübertragern mit und ohne Phasenänderung im Gleich- und
Gegenstrom,       Berechnung       des      Temperaturverlaufes,    Bauarten      von
Wärmeübertragungsapparaten und wesentliche Leistungsdaten von Wärmeübertragern

4. Stoffübergangsapparate, Definition und Einsatzgebiete, Bezeichnungen, Grundgesetze,
Thermische      Gleichgewichte    zwischen    verschiedenen      Phasen,    Kontinuierliche
Blasendestillation,     Mehrstufige      Prozesse,       Rektifikation,     Kontinuierliche
Gegenstromrektifikation, Das Young-Diagramm eines Kolonnenbodens, Konstruktive
Stoffaustauschelemente,      Hydraulischer     Arbeitsbereich,     Standard-Erläuterungen,
Richtwertangaben,       Allgemeiner      Berechnungsablauf        für     Kolonnenböden,
Berechnungsgleichungen, Hydraulische Analyse eines Bodens, Konstruktive Details von
Kolonnen
5. Apparate für die Trocknung von Feststoffen, Berechnungsgrundlagen, Arten der
Trocknung, Bindung der Flüssigkeit an das Gut, Trocknungsarten, Kinetik der Trocknung,
Apparative Lösungen für die Trocknung, Trocknung körniger, flüssiger oder pastöser Güter,
Übersicht über technisch wichtige Trocknerbauformen

6. Apparate für die mechanische Trennung disperser Systeme, Sedimentationsapparate,
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                     Modulbeschreibung
Grundlagen,
Apparative Gestaltung von Sedimentationsapparaten, Filtrationsapparate, Apparative
Gestaltung von Filtern, Zentrifugen, Dekanter,
Apparative Gestaltung von Dekantern, Apparate für die mechanische Vereinigung
verschiedener Phasen, Grundlagen, Apparative Beispiele

7. Rohrleitungen und Armaturen, Rohrdurchmesser, Strömung durch Rohre, Berechnung
des Druckverlustes in Rohrleitungen, Apparative Ausführungen von Rohrleitungen und
Armaturen , Pumpen und Ventilatoren, Arten, Wirkungsweise und Wirkungsgrad
verschiedener Pumpen und Ventilatoren, Apparative Ausführung von Pumpen und
Ventilatoren und deren Betriebsweise


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung (Im Rahmen der Übung wird ein Apparat berechnet und konstruktiv entworfen)


Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik, Physik, Strömungsmechanik I


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 90
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Mörl
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                          Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                      Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Thermische Verfahrenstechnik


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

Die Studenten erwerben ein Basisverständnis für die Grundlagen thermischer Trennung am
Beispiel ausgewählter Grundoperationen (Destillation/Rektifikation, Absorption, Extraktion,
Konvektionstrocknung).
Aufbauend entwickeln sie Fertigkeiten, dieses Basiswissen auf die zahlreichen weiteren
thermischen Trennverfahren zu übertragen bzw. praxisrelevante Aufgabenstellungen zu
einer Lösung zu führen.


Inhalt:


    Gleichgewichtstrennverfahren:

-         Thermodynamik der Dampf-Flüssig-Gleichgewichte
-         Absatzweise und stetige Destillation
-         Theorie der Trennkaskaden, Rektifikation in Boden- und Füllkolonnen,
-         Trennung azeotroper Gemische
-         Praktische Ausführung und hydraulische Auslegung von Boden- und Füllkolonnen
-         Lösungsgleichgewichte von Gasen in Flüssigkeiten
-         Absorption in Boden- und Füllkörperkolonnen
-         Praktische Ausführung von Absorptionsapparaten
-         Thermodynamik der Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte
-         Trennung von Flüssigkeitsgemischen durch Extraktion
-         Praktische Ausführung von Extraktionsapparaten

    Kinetisch kontrollierte Trennverfahren:

-         Grundlagen der Konvektionstrocknung
-         Adsorptionsgleichgewichte und normierte Trocknungskurve der Einzelpartikel
-         Auslegung von Konvektionstrocknern
-         Verdunstung von Flüssigkeitsgemischen
-         Diffusionsdestillation und Beharrungsazeotrope


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: Technische Thermodynamik, Strömungsmechanik I
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                  Modulbeschreibung
Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Evangelos Tsotsas
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Wärmekraftanlagen


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Studenten erlangen die Kompetenz, die theoretischen Inhalte der Thermodynamik mit dem
Praxisfall Wärmekraftanlagen zu verbinden. Sie erwerben Grundlagenkenntnisse über die
Prozesse zur Erzeugung mechanischer Energie aus fossilen Brennstoffen und werden für
integrierte Umweltaspekte sensibilisiert.

In der Übung werden die Fertigkeiten zur mathematischen Betrachtung dieser komplexen
energetischen Prozesse trainiert und gefestigt.


Inhalt:

-   Die Energiewandlung als Basis für die Entwicklung der Menschheit und ihre Auswirkung auf
    die Umwelt, globale Energieverbräuche, Entwicklung des Energieverbrauchs in Deutschland,
    Prinzipielle Möglichkeiten der Energieeinsparung
-   Fossile Brennstoffe, Feuerungstechnische Wirkungsgrade, Emissionen
-   Motorische Energiewandlung, Vormischflammen, Diffusionsflammen, Motorenkonzepte,
    thermische Wirkungsgrade, Diesel-Motor
-   Otto-Motor, Zündung, Verbrennung, Gas-Motor, Turbine
-   Grundlagen der Kreisprozesse zur Erzeugung elektrischer Energie: Carnotisierung,
    Prozesscharakteristiken, Prinzip der Regeneration, Anwendung der Berechnungspro-
    gramme von Wagner zur Beschreibung des Zustandsverhaltens von Wasser nach IAPWS-I
    97 (Industriestandard)
-   Dampfturbinenprozesse: Kreisprozesscharakteristik, Möglichkeiten der Wirkungsgrad-
    verbesserung, Regenerative Speisewasservorwärmung, Zwischenüberhitzung, überkritische
    Arbeitsweise
-   Fossilgefeuerte Dampfkraftanlagen: Schaltbilder und Energieflussdiagramme, Dampf-
    erzeuger, Verluste, Abgasbehandlung und Umweltaspekte, Wirkungsgrade und technischer
    Stand
-   Kombiprozesse:
    Energetische Bewertung, Grundschaltungen, Leistungsverhältnis, Wirkungsgrade und
    technischer Stand
-   Kraft-Wärme-Kopplung:
    Getrennte und gekoppelte Erzeugung von Wärme und Elektroenergie, Bedarfsanalyse,
    Stromkennzahl, Grundschaltungen, wärme- und stromgeführte Fahrweise, Dampfturbinen für
    Wärmeauskopplung (Gegendruck- und Entnahme-Kondensationsanlage), BHKW’s mit
    Kolbenmotoren und Gasturbinen, thermodynamische Bewertung und Umweltaspekte


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Voraussetzung für die Teilnahme: Technische Thermodynamik, Strömungsmechanik I



Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP


Modulverantwortliche: Prof. Dr.-Ing. E. Specht; Prof. Dr.-Ing. J. Schmidt
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung

Bachelorstudiengang:
Umwelt- und Energieprozesstechnik
Modul:
Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik
Ziele:
Erwerb grundlegender Kenntnisse und Kompetenzen bei der Analyse und Lösung
klimatechnischer Problemstellungen in der beruflichen Praxis. Befähigung zur Realisierung
energieeffizienter und umweltbewusster Lösungen und zur Energieberatung bei der
Gebäudeversorgung.
Inhalt:
1. Physiologische und meteorologische Grundlagen, Außenklima, Wärmehaushalt Mensch,
    Raumklima, Luftbedarf
2. Thermodynamische Grundlagen, feuchte Luft, h,X-Diagramm, Randmaßstab,
    Verdunstung, adiabate Beharrungs- und Kühlgrenztemperatur, Prozesse in
    raumlufttechnischen Anlagenkomponenten
3. Heiz- und Kühllastberechnung, Umweltproblematik, Energieeinsparverordnung,
    bautechnische Anforderungen, Lastberechnung nach DIN und VDI Richtlinien
4. Lüftungssysteme, freie Lüftung, Auslegung für Warmlufthallen, mechanische
    Lüftungsanlagen
5. Klimasysteme, Einleitung und Überblick, Nur-Luft-Anlagen, Wasser-Luft-Anlagen,
    Induktionssysteme, Systemvergleich und Auswahl
6. Kanalnetzberechnung       für   Klima-    und    Lüftungssysteme,     Betriebsverhalten,
    Druckverlustberechnung, Luftaustrittsgestaltung
7. Einführung in die Heiztechnik, Einteilung von Heizungsanlagen, Vergleich und
    Auswahlkriterien, Brennstoffbedarf, Wärmepumpen insbesondere gasmotorbetrieben

Literaturhinweise:
siehe Infoblatt für die Studenten auf der homepage www.uni-mageburg.de/isut
Lehrform:
Vorlesung mit Übung
Vorkenntnisse: Technische Thermodynamik I + II
Arbeitsaufwand:
2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung,
5 CP (42 h Präsenszeit, 108 h Selbststudium)
Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
Klausur, 120 min
Modulverantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. J. Schmidt
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                   Modulbeschreibung


Studiengang:
Umwelt- und Energieprozesstechnik
Modul:
Verbrennungstechnik
Ziele:
Vermittlung der chemischen und physikalischen Mechanismen von
Verbrennungsvorgängen, um Flammen hinsichtlich Entstehung, Wärmeentwicklung,
Emissionen, Löschung, Brennstoffeinfluss, etc. verstehen und beurteilen zu können.
Inhalt
• Zusammensetzung gasförmiger, flüssiger und fester brennbarer Stoffe
• Luftbedarf, Zusammensetzung von Verbrennungsgasen
• Energiebilanzen, Wärmefreisetzung
• Temperatur von Verbrennungsgasen
• Reaktionsmechanismus
• Zünd- und Löschvorgänge, Löschabstand, Zündgrenzen, zündfähige Gemische
• Flammenausbildung
• Verbrennung flüssiger Stoffe
• Verbrennung fester Stoffe wie Kohlen, Metalle, Holz, etc.
• Bildung von Emissionen
• Brenner, Verbrennungssysteme
• Detonationen, Explosionen

Literaturhinweise:
Skript
Lehrformen:
Vorlesung mit Übungen

Voraussetzung für die Teilnahme:

Arbeitsaufwand:
3 SWS
4 CP
Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
Mündliche Prüfung
Verantwortliche:
Prof. Dr.-Ing. E. Specht
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik
Kernreaktoren


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Erwerb von Kenntnissen in Aufbau und Funktionsweise von Kernkraftwerken sowie der
Fähigkeit, eine überschlägige Kernberechnung mit analytischen Methoden durchzuführen
und einfache Aussagen zum Kurz- und Langzeitverhalten von Kernreaktoren zu treffen.
Erwerb der Befähigung, kompetent an Diskussionen über Kernenergie teilzunehmen.


Inhalt:
Strahlung und Gesundheit, Aufbau eines Reaktors, Charakteristika von Kernkraftwerken,
Kernbau und Kernreaktionen, Wechselwirkungen von Neutronen mit Materie, unendlich
ausgedehnter homogener Reaktor, Neutronenbremsung im unendlich ausgedehnten
Medium, Neutronen im thermischen Energiebereich, Alterstheorie von Fermi, Elementare
Methoden zur Reaktorberechnung, Einblick in die Reaktorkinetik, Langzeitverhalten von
Reaktoren, Grundprinzipien der Reaktorsicherheit



Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: gute mathematische Kenntnisse, partielle DGL,
Eigenwertprobleme


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- Klausur bzw. mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl)
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr. Ulrich Hauptmanns
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik
Brennstoffzellen


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Die Teilnehmer der Lehrveranstaltung sollen zur systematischen Auslegung und Analyse
von Brennstoffzellensystemen befähigt werden. Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse über
die grundlegende Funktionsweise von Brennstoffzellen, aktuelle technische Entwicklungen
und Anwendungsszenarien. Der theoretische Teil betrifft die mathematische
Prozessmodellierung. Im anwendungsbezogenen Teil der Vorlesung werden verschiedene
Typen von Brennstoffzellen behandelt, ein Laborversuch zur elektrochemischen Analytik
durchgeführt sowie eine industriellen Anlage im Betrieb vorgestellt.


Inhalt:
1) Funktionsprinzip, Geschichte und Typen von Brennstoffzellen
2) Grundlagen der Elektrochemie
    • Doppelschichtphänomene, Thermodynamik, Reaktionskinetik
3) Stofftransport
    • Stofftransport in Membranen und Poren
4) Modellierung
    • Konzentrierte und örtlich verteilte Beschreibung
5) Experimentelle Methoden
6) Brennstoffe
    • Herstellung, Handhabung, Reformierungskonzepte
7) Brennstoffzellensysteme
    • Hochtemperatur- und Niedertemperatursysteme


Lehrformen:
Vorlesung, Übung, Laborversuch, Demonstration einer industriellen Brennstoffzellen-Anlage


Voraussetzung für die Teilnahme:
Vorlesungen „Technische Thermodynamik“ und „Simulationstechnik“


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- Mündliche Prüfung
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. habil. K. Sundmacher
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung



Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik
Fluidenergiemaschinen


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Kennenlernen der grundlegenden Funktionsprinzipien und des konstruktiven Aufbaus der
Fluidenergiemaschinen, Kennenlernen des Betriebsverhaltens und des Betriebes dieser
Maschinen bei optimalen Energieumsetzung und Energienutzung


Inhalt:
1. Aufgabe, Einsatzgebiete, Bedeutung in der Energiewirtschaft, rationeller
    Energieverbrauch in Anlagen. Strömungstechnische Grundlagen.
2. Energiebilanz, Thermodynamische Grundlagen
3. Energieübertragung in Strömungsmaschinen
4. Kinematik der Laufraddurchströmung, Einfluss der endlichen Zahl der Laufschaufeln
5. Ähnlichkeitsbetrachtungen, Besonderheiten der Axialschaufeln
6. Leiteinrichtungen, Kennlinien, Kennfeld und Regelung von Strömungsarbeitsmaschinen
7. Besonderheiten im Betriebsverhalten bei Teillast und Überlast von Arbeitsmaschinen,
    Grenzleistung
8. Wasserturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft
9. Dampfturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft, Teil 1
10. Dampfturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft, Teil 2
11. Dampfturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft, Teil 3
12. Gasturbinen, Anwendung
13. Kombinierte GT-DT Anlage
14. Windturbinen


Lehrformen: Vorlesung mit integrierten Übungen


Voraussetzung für die Teilnahme: Strömungsmechanik I, Thermodynamik


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 90
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. D. Thévenin, Dr.-Ing. E. Pap
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung



Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik
Regenerative Energien


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Der Student erwirbt die Fähigkeit:
• die diversen Arten von regenerativen Energien voneinander zu unterscheiden,
• die möglichen Beiträge zum Energieversorgungsmarkt einzuschätzen,
• die Funktionsweise verschiedener solarer Anlagen zu verstehen,
• die Funktion und das Wirkprinzip von Wärmepumpen und Windkraftanlagen zu
    begreifen
Die Übung dient der Entwicklung von Fertigkeiten zur Auslegung der in der Vorlesung
vorgestellten Anlagen.


Inhalt:
   1. Energiebedarf der Bundesrepublik und der Welt, seine gesellschaftlichen und
        politischen Voraussetzungen, seine Struktur und Wachstumstendenz
   2. Arten von regenerativen Energien, Potential und möglicher Beitrag zur
        Energieversorgung
   3. Primärenergieträger Sonne: Physikalische Grundlagen
   4. Auslegung von Anlagen für die Bereitstellung von Niedertemperaturwärme,
        Raumheizung
   5. Sonnenkraftwerke, Photovoltaik
   6. Wärmepumpen
   7. Windkraftanlagen


Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: Wärme- und Stoffübertragung


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- Mündliche Prüfung
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Dr. M. Peglow, Prof. Dr. E. Tsotsas
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Umwelttechnik und Luftreinhaltung


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
   -      Quellen und Auswirkungen von Schadstoffemissionen in Luft, Probleme und
          Rahmenbedingungen der Umwelttechnik erkennen und analysieren
   -      Grundlagen und Prozesse der mechanischen, thermischen, chemischen und
          biologischen Gasreinigung verstehen, Prozesse und Apparate auslegen
   -      Problemlösungen durch effiziente Kombination mechanischer, thermischer,
          chemischer und biologischer Prozesse der Luftreinhaltung entwickeln


Inhalt:
   1. Begriffe, rechtliche und ökonomische Rahmenbedingungen, Begriffe der
      Umwelttechnik, Rechtliche und ökonomische Rahmenbedingungen
   2. Arten, Quellen, Mengen (Aufkommen) und Auswirkungen von Schadstoffen in
      Abluft und Abgasen
   3. Typische Trennprozesse und Prozessgruppen der Gasreinigung
   4. Grundlagen der Partikel- und Staubabscheidung, Bewertung der Prozessgüte
      und der Gasreinheit, Prozess- und Apparatebeispiele: Trägheitsabscheider,
      Nassabscheider, Partikel- und Staubfilter, elektrische Abscheider
   5. Schadgasabscheidung durch Kondensation, Absorption, chemische Wäsche
   6. Schadgasabscheidung durch Adsorption, Membranen, biologische Prozesse
   7. Thermische und katalytische Nachverbrennung



Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: Wärme- und Stoffübertragung
                                 Mechanische Verfahrenstechnik


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- K 120
- 5 CP


Modulverantwortliche: Prof. Dr.-Ing. habil. E. Tsotsas, Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Tomas
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung



Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Praktikum Umwelt/Energie


Ziele des Moduls (Kompetenzen):



Inhalt:

1. Charakterisierung von Nanopartikeln (MVT-A)
2. Herstellung von Nanopartikeln durch Feinstzerkleinerung (MVT-B)
3. Porosimetrie (MVT-C)
4. Bestimmung kinetischer Konstanten (CVT-A)
5. Betriebspunkt eines adiabatischen Rührkessels (CVT-B)
6. Verweilzeitmodellierung (TVT-A)
7. Rektifizierkolonne (TVT-B)
8. Lineare Systemanalyse mittels Impedanzspektroskopie (SVT)
9. Up-Stream Processing (BPT-A)
10. Down-Stream Processing (BPT-B)


Lehrformen:


Voraussetzung für die Teilnahme:


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 64 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- Leitungsnachweis
- 5 CP


Modulverantwortlicher: Dr. Woche
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Prozesstechnische Projektarbeit


Ziele des Moduls (Kompetenzen):

•   Frühzeitige Beschäftigung mit Prozessen der Umwelt- und Energietechnik ausgehend
    von eigenen experimentellen Untersuchungen über das Prozessverhalten und die
    Produkteigenschaften bis zu vollständigen Beschreibung der Herstellung,
•   Sammlung von Erfahrungen in der Gruppenarbeit und in der Präsentation,
•   Entwicklung von sozialen Beziehungen zwischen den Studierenden des Studienganges.


Inhalt:
Für gegebene Produkte soll die Prozesse zur Lösung beschrieben werden. Dazu sollen
jeweils Versuche durchgeführt werden, um das Verhalten des Produktes während der
Stoffumwandlung kennen zu lernen. In den Instituten stehen entsprechende
Versuchsanlagen und Laborgeräte zur Verfügung. Zu jedem Projekt ist ein Ansprechpartner
angegeben, der in die Versuche und Messungen einweist und für Diskussionen über die
Verfahren bereit steht. So sollen z. B. Kraftwerkstäube recycled, Abwassergranulate
beschichtet, Glycerinpech verwertet, Sondermüll verbrannt, Altautos wiederverwertet,
Stirlingmotore zur Nutzung von regenerativen Energien eingesetzt, Wärmeverluste an
Gebäuden dedektiert, Wertstoffe aus Müll separiert werden, usw.
Um Informationen über das Verfahren und den Prozess zu erhalten, soll vornehmlich das
Internet genutzt werden. Für Versuche und Recherchen ist der Zeitraum des 1. Semesters
vorgesehen. Mit dem Betreuer sind regelmäßig Treffen zu vereinbaren, bei dem über den
Stand der Arbeiten berichtet wird. Während des 2. Semesters werden Verfahren und
Prozess in einem Seminarvortrag allen Mitstudierenden vorgestellt. So weit möglich soll
Powerpoint verwendet werden.


Lehrformen:
- Übung mit Experimenten
- Seminar


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 28 Stunden, Selbststudium: 62 Stunden


Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- Präsentation
- 3 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. E. Specht, Dr.-Ing. H. Woche
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Nichttechnische Fächer


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Vergleiche Katalog „Nichttechnische Fächer“



Inhalt
Vergleiche Katalog „Nichttechnische Fächer“




Lehrformen:
- Vorlesung
- Übung


Voraussetzung für die Teilnahme: keine


Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- Leistungsnachweise
- 5 CP


Modulverantwortliche: Vergleiche Katalog „Nichttechnische Fächer“
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                        Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                    Modulbeschreibung


Studiengang: Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik


Modul: Industriepraktikum, Exkursionen, Seminar


Ziele des Moduls (Kompetenzen):
Im Industriepraktikum sammeln die Studenten Erfahrungen zu Arbeitsverfahren, Arbeitsmitteln
und Arbeitsprozessen. Sie lernen die organisatorischen und sozialen Verhältnisse der Praxis
kennen und trainieren ihre eigenen sozialen Kompetenzen. Außerdem dient das Praktikum dem
Ziel, die theoretischen Inhalte des Lehrangebots exemplarisch auf die Praktikumsaufgaben zu
übertragen und die Motivation für das Studium zu fördern.

Die Exkursionen dienen der Anschauung und Informationssammlung sowie dem Kontakt zur
Praxis vor Ort.

Das Seminar zielt auf den Erwerb der Befähigung zur wissenschaftlichen Aufarbeitung von
theoretischen und praxisbezogenen, insbesondere auch fachübergreifenden Fragestellungen
und deren Präsentation ab.

Inhalt
Das Industriepraktikum soll grundlegende Tätigkeiten und Kenntnisse zu
Produktionstechnologien sowie Apparaten und Anlagen umfassen.
Aus den nachfolgend genannten Gebieten müssen mindestens fünf im Praktikum, das auch in
mehreren Abschnitten und unterschiedlichen Praktikumsbetrieben stattfinden kann,
berücksichtigt werden.

   • Energieerzeugung
   • Behandlung von Feststoffen
   • Behandlung von Fluiden
   • Instandhaltung, Wartung und Reparatur
   • Messen, Analysen, Prüfen, Qualitätskontrolle
   • Entwicklung, Konstruktion, Arbeitsvorbereitung, Prozessanalyse
   • Montage und Inbetriebnahme
   • Bioprozess-, Pharma- und Umwelttechnik
   • Gestaltung von Produkten
   • Fertigungsplanung, Arbeitsvorbereitung, Auftragsabwicklung
   • Fachrichtungsbezogene praktische Tätigkeit nach Absprache mit dem Praktikantenamt

Für die Erarbeitung der Präsentation im Rahmen des Seminars werden fachübergreifende
Themen angeboten, die die Zusammenführung der theoretischen Kenntnisse aus den
Grundlagenmodulen und dem Wissen aus den fachspezifischen Gebieten fordert.
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

                       Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik

                                  Modulbeschreibung


Lehrformen:
- Industriepraktikum
- Exkursion
- Seminar


Voraussetzung für die Teilnahme: Das Industriepraktikum kann wahlweise im 5., 6. oder 7.
Semester durchgeführt werden.
Das Seminar und die Exkursionen finden studienbegleitend statt.


Arbeitsaufwand: 450 Stunden

Leistungsnachweise/Prüfung/Credits:
- Praktikumsbericht
- Nachweise über die Teilnahme an mindestens zwei Exkursionen
- Präsentation zum Seminar
- 15 CP


Modulverantwortlicher: Prof. Dr. E. Specht

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  • 1. Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung für den Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Magdeburg, 29.06.2009
  • 2. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Mathematik I Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten erwerben grundlegende mathematische Fähigkeiten zur Modellierung und Lösung ingenieurtechnischer Problemstellungen Inhalt • Mathematische Grundbegriffe • Grundlagen der Linearen Algebra • Endlich-dimensionale euklidische Räume • Differenzialrechnung für Funktionen einer und mehrerer Variablen • Koordinatentransformationen • Integralrechnung für Funktionen einer reellen Variablen • Kurvenintegrale • Numerische Aspekte der Themen, mathematische Software Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 84 Stunden, Selbststudium: 156 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 8 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr. V. Kaibel Prof. Dr. G. Christoph Prof. Dr. N. Gaffke Prof. Dr. E. Girlich
  • 3. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Mathematik II Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten erwerben, aufbauend auf den grundlegenden mathematischen Fähigkeiten zur Modellierung und Lösung ingenieurtechnischer Problemstellungen, die Kompetenz zur Beherrschung der für die fachwissenschaftlichen Module relevanten Konzepte und Methoden aus Analysis und Linearer Algebra. Inhalt • Gewöhnliche Differenzialgleichungen • Aspekte der Mathematischen Optimierung • Weiterführende Inhalte der Linearen Algebra • Lösungsverfahren für lineare Gleichungssysteme • Integralrechnung für Funktionen mehrerer reeller Veränderlicher • Vektorfelder • Oberflächenintegrale • Integralsätze • Grundlagen partieller Differenzialgleichungen • Numerische Aspekte der Themen, mathematische Software Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 126 Stunden, Selbststudium: 204 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 180 - 11 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr. V. Kaibel, Prof. Dr. G. Christoph, Prof. Dr. N. Gaffke, Prof. Dr. E. Girlich
  • 4. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Stochastik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten erwerben die Fähigkeit zur Beherrschung der für die fachwissenschaftlichen Module relevanten Konzepte und Methoden aus der Stochastik. Inhalt • Modellierung von Zufallsexperimenten • Zufallsgrößen und ihre Kenngrößen • Statistische Analysen Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 90 - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr. G. Christoph Prof. Dr. N. Gaffke
  • 5. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Simulationstechnik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten sind befähigt, die weit verbreitete Software MATLAB als ein grundlegendes Ingenieur-Werkzeug zu nutzen. Sie erwerben die Fertigkeit, dieses Standard- Simulationswerkzeug der Prozesstechnik für die mathematische Beschreibung industrieller Prozesse zu nutzen. Inhalt: Teil I – Einführung in die Simulation verfahrenstechnischer Systeme 1) Grundlagen zur Simulationsmethodik und resultierende Gleichungsstruktur 2) Grundlagen zu den relevanten numerischen Methoden Teil II – Einführung in MATLAB 3) Elementarmathematische Operationen, Matrizenmanipulation 4) Programmierung in MATLAB 5) Datenvisualisierung 6) Numerische Lösung nichtlinearer algebraischer Gleichungssysteme 7) Numerische Lösung nichtlinearer gewöhnlicher Differentialgleichungssysteme 8) Numerische Lösung von Differential-Algebra-Systemen 9) Symbolisches Rechnen innerhalb der (numerisch orientierten) MATLAB-Umgebung Teil III – Vertiefung anhand ausgewählter Beispiele Lehrformen: - Vorlesung - Programmierübung Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I, II Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr. K. Sundmacher
  • 6. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Physik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten erwerben Sicherheit im Umgang mit den Grundlagen der Experimentalphysik (Mechanik, Wärme, Elektromagnetismus, Optik, Atomphysik). Sie erwerben die Fähigkeit, induktive und deduktive Methoden zur physikalischen Erkenntnisgewinnung mittels experimenteller und mathematischer Herangehensweise zu nutzen. Im Praktikum wird das theoretische Wissen angewendet und auf das Messen von physikalischen Größen, die Nutzung von Messmethoden und eine angemessene Fehlerbetrachtung übertragen. Die Übungen dienen der Festigung der Vorlesungsinhalte und befähigen die Studenten, Übungsaufgaben zur Experimentalphysik eigenständig zu bearbeiten. Inhalt: − Kinematik, Dynamik der Punktmasse und des starren Körpers, Erhaltungssätze, Mechanik deformierbarer Medien, Hydrostatik und Hydrodynamik, Thermodynamik, kinetische Gastheorie − Felder, Gravitation, Elektrizität und Magnetismus, Elektrodynamik, Schwingungen und Wellen, Strahlen- und Wellenoptik, Atombau und Spektren, Struktur der Materie − Hinweis: Lehrveranstaltung baut auf Physik I auf; fakultative Teilnahme an weiteren Übungen (2 SWS) möglich Übungen zu den Vorlesungen − Bearbeitung von Übungsaufgaben zur Experimentalphysik Physikalisches Praktikum − Durchführung von physikalischen Experimenten zur Mechanik, Wärme, Elektrik, Optik − Messung physikalischer Größen und Ermittlung quantitativer physikalischer Zusammenhänge Hinweise und Literatur sind zu finden unter http://www.uni-magdeburg.de/iep/lehreiep.html oder http://hydra.nat.uni-magdeburg.de/ing/v.html Lehrformen: - Vorlesung - Übung - Praktikum
  • 7. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Voraussetzung für die Teilnahme: Physik 1. Semester: keine; Physik 2. Semester: Lehrveranstaltungen aus dem 1. Semester Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 98 Stunden, Selbststudium: 202 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 180 - Praktikumsschein - 10 CP Modulverantwortlicher: FNW/IEP – PD Dr. P. Streitenberger
  • 8. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Anorganische Chemie Ziele des Moduls (Kompetenzen): Ausgehend von grundlegenden Gesetzmäßigkeiten des Atombaus und der Anordnung der Elemente im Periodensystem werden die Studenten befähigt, Prinzipien und Gesetzmäßigkeiten der Allgemeinen und Anorganischen Chemie im Zusammenhang zu betrachten und auf die Eigenschaften und das Reaktionsverhalten der Elemente und Verbindungen zu übertragen. Die Übungen dienen der Festigung des Vorlesungsstoffes und führen zu einem sicheren Umgang der Studenten mit mathematisch fassbaren Inhalten z. B. aus den Bereichen der Stöchiometrie und der chemischen Gleichgewichte. Im Praktikum erwerben die Studenten Fertigkeiten beim sicheren Umgang mit Gefahrstoffen und übertragen ihr theoretisches Wissen zur Chemie wässriger Lösungen anhand einfacher Nachweisreaktionen auf die Laborpraxis. Inhalt 1. Aufbau der Materie, Atomaufbau, Kernreaktionen, Radioaktivität Bohrsches Atommodell, Quantenzahlen, Orbitale (s, p, d), Pauli-Prinzip, Hund'sche Regel, Struktur der Elektronenhülle Mehrelektronensysteme, Periodensystem der Elemente Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Ionenbindung Atombindung (kovalente Bindung), Lewis- Formeln, Oktettregel, dative Bindung, Valenzbindungstheorie (VB), Hybridisierung, σ-Bindung, π-Bindung, Mesomerie 2. Molekülorbitaltheorie (MO-Theorie), Dipole, Elektronegativität, VSEPR-Modell, Van der Waals-Kräfte, , Ideale Gase, Zustandsdiagramme Thermodynamik chemischer Reaktionen, Reaktionsenthalpie, Standard-bildungsenthalpie, Satz von Heß, Chemisches Gleichgewicht, Massenwirkungsgesetz, Entropie, Geschwindigkeit chemischer Reaktionen (1. Ordnung), Arrhenius Gleichung, Katalyse (homogen, heterogen), Ammoniaksynthese, Synthese von Schwefeltrioxid 3. Lösungen, Elektrolyte, Löslichkeitsprodukt, Säure-Base Theorie (Arrhenius) (Bron-sted), pH- Wert, Oxidationszahlen, Oxidation, Reduktion, Redoxvorgänge -Wasserstoff (Vorkommen, Eigenschaften, Darstellung) Wasserstoffverbindungen - Edelgase (Vorkommen, Eigenschaften, Verwendung) Edelgasverbindungen - Halogene (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Verbindungen der Halogene, Chalkogen (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Verbindungen der Chalkogene 4. Sauerstoffverbindungen, Oxide, Hyperoxide, Gewinnung von Schwefel (Frasch Verfahren) Schwefelverbindungen, Schwefelsäureherstellung (techn.) 5. Elemente der 5. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Stickstoff- Wasserstoffverbindungen, Ammoniaksynthese, Stickoxide, Salpetersäureherstellung Elemente der 4. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Carbide, Kohlenmonoxid,
  • 9. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Kohlendioxid, Carbonate, Siliziumdioxid, Herstellung von Reinstsilizium, Silikate, Gläser 6. Elemente der 3. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) 7. Elemente der 2. Hauptgruppe (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Elemente der 1. Hauptgruppe (außer Wasserstoff) (Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung) Praktikum: Einführung in grundlegende Labortechnik anhand von Ionenreaktionen in wässriger Lösung sowie der qualitativen und quantitativen Analyse. Lehrformen: - Vorlesung - Übung - Praktikum Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenzzeit 56 Stunden, Selbststudium: 124 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - Praktikumsschein - 6 CP Modulverantwortlicher: Lehrstuhl für Anorganische Chemie, Prof. Dr. F. T. Edelmann
  • 10. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Organische Chemie Ziele des Moduls (Kompetenzen): Ausgehend von der grundlegenden Einteilung organischer Verbindungen erwerben die Studenten die Fähigkeit, aus wichtigen Strukturmerkmalen (funktionelle Gruppen) Gesetzmäßigkeiten für das Reaktionsverhalten ableiten zu können. Sie entwickeln ein Basisverständnis für die Inhalte der aufbauenden Module. In der Übung werden die wichtigsten Gesetzmäßigkeiten organischer Reaktionsmechanismen an ausgewählten Beispielen trainiert. Das Praktikum dient der Entwicklung von Fertigkeiten im sicheren Umgang mit Gefahrstoffen sowie Labor- und Messgeräten sowie der Schulung des analytischen und logischen Denkens. Inhalt • Struktur und Bindung organischer Moleküle • Radikalreaktionen • Nucleophile Substitution und Eliminierung • Additionsreaktionen • Substitutionsreaktionen am Aromaten • Oxidation und Dehydrierung • Carbonylreaktionen • bedeutende großtechnische Verfahren • Reinigung und Charakterisierung von organischen Substanzen • stoffgruppenspezifische Analytik Lehrformen: - Vorlesung - Übung - Praktikum Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenzzeiten: 56 Stunden; Selbststudium: 124 Stunden
  • 11. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: 6 CP • K 120 • Praktikumsschein • 6 CP Modulverantwortlicher: Lehrstuhl für Organische Chemie, Prof. Dieter Schinzer
  • 12. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Physikalische Chemie Ziele des Moduls (Kompetenzen): Ziel des Moduls ist, die Studierenden zu befähigen, mit Grundbegriffen, wichtigen Gesetzmäßigkeiten und Messmethoden der Physikalischen Chemie sicher umgehen zu können. Die Studierenden erwerben Basiskompetenzen in den Bereichen (chemische) Thermodynamik, Kinetik und Elektrochemie, da vor allem makroskopische, weniger mikroskopische Zusammenhänge betrachtet werden. In der Übung wird das Lösen physikalisch-chemischer Probleme anhand ausgewählter Rechenbeispiele trainiert. Im Praktikum wird das theoretische Wissen angewendet und auf das Messen von physikalischen-chemischen Größen übertragen. Trainiert werden sowohl die Beobachtungsgabe und kritische Messwerterfassung als auch eine fundierte Darstellung der Ergebnisse im zu erstellenden Protokoll. Inhalt Block 1: Einführung Abriss der Hauptgebiete der Physikalischen Chemie; Grundbegriffe, -größen und Arbeitsmethoden der Physikalischen Chemie Chemische Thermodynamik System und Umgebung, Zustandsgrößen und Zustandsfunktionen, 0. Hauptsatz; Gasgleichungen, thermische Zustandsgleichung; Reale Gase, kritische Größen, Prinzip der korrespondierenden Zustände Block 2: 1. Hauptsatz und kalorische Zustandsgleichung; Temperaturabhängigkeit von innerer Energie und Enthalpie: molare und spezifische Wärmekapazitäten; Reaktionsenergie und -enthalpie, Heßscher Satz; Isothermen und Adiabaten; Umsetzung von Wärme und Arbeit: Kreisprozesse; 2. Hauptsatz, Entropie, und 3. Hauptsatz Block 3: Konzentration auf das System: Freie Energie und Freie Enthalpie; Chemisches Potential und seine Abhängigkeit von Druck, Volumen, Temperatur und Molenbruch; Mischphasen: wichtige Beziehungen und Größen, partiell molare Größen; Mischungseffekte; Joule-Thomson-Effekt Block 4: Phasengleichgewichte in Ein- und Mehrkomponentensystemen; Gibbs'sche Phasenregel; Clapeyron- und Clausius-Clapeyron-Beziehung; Raoultsches Gesetz, Dampfdruck- und Siedediagramme binärer Systeme, Azeotrope; Kolligative Eigenschaften; Schmelzdiagramme binärer Systeme
  • 13. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Block 5: Chemisches Gleichgewicht: Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante und ihre Druck- und Temperaturabhängigkeit; Oberflächenenergie: Oberflächenspannung, Eötvös'sche Regel, Kelvin-Gleichung Kinetik homogener und heterogener Reaktionen Grundbegriffe: allgemeiner Geschwindigkeitsansatz, Ordnung und Molekularität; einfache Geschwindigkeitsgesetze; Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit: Arrhenius-Ansatz Block 6: Komplexere Geschwindigkeitsgesetze: Folgereaktionen, Quasistationaritätsnäherung und vorgelagerte Gleichgewichte; Kettenreaktionen und Explosionen; Katalyse allgemein; Adsorption und heterogene Katalyse Block 7: Elektrochemie (Thermodynamik und Kinetik geladener Teilchen) Grundbegriffe; Starke und schwache Elektrolyte; Elektrodenpotentiale und elektromotorische Kraft; Spannungsreihe; Halbzellen und Batterien (galvanische Zellen); Korrosion; Doppelschichten; Kinetik von Elektrodenprozessen Parallel zur Vorlesung, die hier in 7 Blöcke á je 4 Unterrichtsstunden (2 Semesterwochen) gegliedert ist, werden Rechenübungen, in denen die Studierenden die Lösung entsprechender physikalisch-chemischer Probleme üben sollen, sowie ein Praktikum durchgeführt; in letzterem werden verschiedene Versuche aus den in der Vorlesung behandelten Gebieten durchgeführt. Lehrformen: - Vorlesung - Rechenübung, - Praktikum mit Seminar Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 70 Stunden, Selbststudium: 110 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: • K 120 • Praktikumsschein • 6 CP Modulverantwortlicher: Lehrstuhl für Physikalische Chemie, Prof. Helmut Weiß
  • 14. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Technische Mechanik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten erwerben Grundkenntnisse in der Statik, der Festigkeitslehre und der Dynamik. Sie erhalten Basiskompetenzen für die Lösung einfacher technischer Aufgabenstellungen anhand der grundlegenden Prinzipien der Technischen Mechanik. Am Ende der Lehrveranstaltung sollen die Studenten auf der Basis einer methodischen Vorgehensweise in der Lage sein, einfache technische Problemstellungen aus den oben genannten Gebieten der Mechanik zu erkennen, richtig einzuordnen, daraus mechanische Berechnungsmodelle zu erstellen und diese einer Lösung zuzuführen. Die Übungen dienen der Festigung der vermittelten Grundlagen, wobei die Berechnung einfacher technischer Systeme im Mittelpunkt steht. Inhalt: Technische Mechanik (Wintersemester) - Statik: Grundlagen der Statik; ebene und räumliche Kraftsysteme; ebene Tragwerke; Schnittgrößen an Stab- und Balkentragwerken; Schwerpunktberechnung; Flächenträgheitsmomente; Haftung und Reibung; - Festigkeitslehre: Grundlagen der Festigkeitslehre; Zug/Druck (Spannungen, Verformungen); Biegung (Spannungen, Verformungen - Differentialgleichung der Biegelinie) Technische Mechanik (Sommersemester) Querkraftschub; Torsion kreiszylindrischer Wellen (Spannungen, Verformungen); zusammengesetzte Beanspruchungen, Stabilität; - Dynamik: Einführung in die Kinematik; Einführung in die Kinetik: Axiome, Prinzip von d´Alembert, Arbeit und Energie, Energiemethoden; Einführung in die Schwingungslehre: freie und erzwungene Schwingungen des einfachen Schwingers. Lehrformen: - Vorlesung, - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenszeit: 112 Stunden, Selbststudium: 188 Stunden
  • 15. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 180 - 10 CP Modulverantwortlicher: FMB, Prof. Ulrich Gabbert
  • 16. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Konstruktionselemente I Ziele des Moduls (Kompetenzen): Den Studierenden soll die Kompetenz vermittelt werden, Konstruktionszeichnungen verstehen und kleine Konstruktionen durchführen zu können. Inhalt: 1. Projektionslehre (Grundlagen, Normalprojektion, isometrische Projektion, Darstellung und Durchringung von Körpern, Schnittflächen) 2. Normgerechtes Darstellen (Schnittdarstellung und Bemaß8ng von Bauteilen) 3. Gestaltabweichungen (Baugruppenzeichnungen und Positionslisten, Darstellung und Bemaßung von Einzelteilen) 4. Gestaltungslehre, Grundlagen der Gestaltung (Projektions- und normgereichtes Darstellen, Toleranzen und Passungen von Baugruppen) 5. Fertigungsgerechtes Gestalten (Toleranz- und Oberflächenangaben, Passungen, Gestaltung eines Gussteiles) Lehrformen: - Vorlesung - Übungen und Belegarbeiten Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenszeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP Modulverantwortlicher: FMB, Prof. Dr.-Ing. K.-H. Grote
  • 17. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Verfahrenstechnik, Molekulare und Strukturelle Produktgestaltung, Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Konstruktionselemente II /Apparateelemente Ziele des Moduls (Kompetenzen): Den Studierenden soll die Kompetenz vermittelt werden, die Funktionsweise von ausge- wählten Konstruktions- und Apparateelementen zu verstehen und auslegen zu können. Inhalt: 1. Teil: Vorlesung Konstruktionselemente II (11 Wochen) 1. Berechnungsgrundlagen (Beanspruchung und Festigkeit) 2. Verbindungselemente (Dauerfestigkeit, Formschlüssige Verbindungen, Schrauben- verbindungen, Schweißverbindungen) 3. Welle-Nabe-Verbindungen 4. Federn, Achsen und Wellen 5. Lager, Dichtungen 2. Teil: Vorlesung Maschinenelemente II – Kapitel Apparateelemente (3 Wochen) 6. Spannungen an Hohlkörpern und Böden (Allgemeines, Hohlzylinder, Hohlkugel, Gewölbte Behälterböden, Ebene Platten und Böden) Verbindungen und Abdichtungen (Unlösbare Verbindungen, Bedingt lösbare Verbindungen, Lösbare Verbindungen, Bewegliche Dichtungen) Berechnung von Flanschverbindungen (Kräfte an Flanschverbindungen, Flanschberechnung, Schraubenberechnung, Abmessungen für Flanschverbindungen) 7. Behälter Rohrleitungen (Rohrleitungsanlagen, Rohrleitungselemente, Berechnung der Leitungs- querschnitte, Berechnung der Rohrwanddicken, Zusatzkräfte und Dehnungsausgleich) Armaturen (Ventile, Schieber, Hähne, Klappen) Lehrformen: - Vorlesung - Übungen und Testate Voraussetzung für die Teilnahme: Modul Konstruktionselemente I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP
  • 18. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Modulverantwortliche: FMB, Dr.-Ing. D. Bartel, Prof. Dr.-Ing. L. Deters
  • 19. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Werkstofftechnik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Lernziele und erworbene Kompetenzen der Studenten sind: o Grundlagenverständnis zum Aufbau, zur Struktur und zu den Eigenschaften von Werkstoffen o Methodisches Faktenwissen zu Prüfverfahren und Eigenschaften von Werkstoffen o Fähigkeit zur Analyse und Aufarbeitung belastungsrelevanter Daten sowie deren Verwendung zur anwendungsgerechten Auswahl von Werkstoffen Inhalt: Sommersemester 1. Struktur und Gefüge von Werkstoffen Aufbau der Werkstoffe, Atomarer Aufbau und Bindungskräfte, Bau des freien Atoms, chemische Bindung, Bindungsenergie und interatomarer Abstand 2. Atomanordnung im Festkörper Kristallstrukturen, Realstruktur, Nichtkristalline (amorphe) Strukturen 3. Gefüge Experimentelle Methoden, Röntgenfeinstruktur, Elektronenmikroskopie, Lichtmikroskopie, Quantitative Gefügeanalyse, Bewegung von Atomen – Diffusion 4. Übergänge in den festen Zustand Aggregatszustände, Keimbildung und Keimwachstum, Erstarrungswärme und Gefügeausbildung, Gussfehler 5. Zustandsdiagramme Phasenregel, Binäre Systeme, Doppeltangentenregel, Hebelgesetz, Verlauf der Erstarrung, Seigerung, Typische binäre Zustandsdiagramme 6. Realdiagramme Eisen-Kohlenstoff-Diagramm, Darstellung von Ungleichgewichtszuständen, ZTU- Diagramme, Wärmebehandlung 7. Mechanische Eigenschaften Quasistatische Beanspruchung, Zugversuch, Biegeversuch, Härtemessung, Kreisversuch, Dynamische Beanspruchung – Kerbschlagbiegeversuch, Zyklische Beanspruchung, Bruchmechanik Wintersemester 1. Physikalische Eigenschaften Elektrische Eigenschaften, Ohm’sche Gesetz und elektrische Leitfähigkeit, Einflussfaktoren auf die elektrische Leitfähigkeit in Metallen, Thermoelektrizität, thermische Eigenschaften, Wärmekapazität und Spezifische Wärme, Thermische Ausdehnung, Wärmeleitfähigkeit, Magnetische Eigenschaften, Magnetische Momente und Dipole, Magentisches Feld und Induktion, Domänen und Hystereseschleife, Anwendungen der Hystereskurve, Die Curie-Temperatur 2. Zerstörungsfreie Prüfung Radiographie und Radioskopie, Ultraschallverfahren, Weitere Verfahren
  • 20. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung 3. Chemische Eigenschaften – Korrosion Chemische Korrosion, Elektrodenpotential, Arten der elektrochemischen Korrosion, Korrosionsschutz, Oxidation 4. Stähle und Eisengrußwerkstoffe Herstellung, Nomenklatur, Einfluss der chemischen Zusammensetzung, Baustähle, Werkzeugstähle, Edelstähle 5. NE-Metalle und Legierungen Al, Mg, Ti, Cu, Ni 6. Polymere Einteilung der Polymere, Kettenbildung in Polymeren, Thermoplaste, Elastomere, Duroplaste 7. Glas und Keramik Glas, Keramik, Silikatkeramik, Konstruktionskeramik, Verbundwerkstoffe Inhalt der Praktika 1. Struktur und Gefüge Anfertigung/Auswertung eines metallographischen Schliffs, Röntgenfeinstrukturanalyse: Aufnahme eines Röntgendiagramms 2. Thermische Analyse Aufnahme von Abkühlungskurven, Beurteilung des Gefüges + Zuordnung der Abkühlungskurven 3. Wärmebehandlung Wärmebehandlung/Härtemessung, Gefügeuntersuchungen und Einordnung in Behandlungsregime 4. Mechanische Werkstoffprüfung Schwingversuch/Zugversuch, Kerbschlagbiegeversuche incl. Bewertung mittels Rastelektronenmikroskopie 5. Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung Durchstrahlungsprüfung, Ultraschallprüfung, Wirbelstromverfahren 6. Korrosionsprüfung Lehrformen: - Vorlesung - Übungen - Praktikum Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenszeit: 98 Stunden, Selbststudium: 202 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 10 CP Modulverantwortlicher: FMB, Prof. Dr.-Ing. M. Heilmaier
  • 21. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Elektrotechnik/Elektronik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Den Studierenden soll die Kompetenz vermittelt werden, grundlegende elektrotechnische Problemstellungen in der Verfahrenstechnik lösen zu können. Die Übung dient dem Erwerb von Fertigkeiten bei der Übertragung der abstrakten theoretischen Zusammenhänge auf Anwendungsbeispiele. Im Praktikum geht es darum, Sicherheit beim Umgang mit hochwertigen Messgeräten zu erlangen sowie die Grundprinzipien zur messtechnischen Erfassung insbesondere elektrischer Größen zu trainieren. Inhalt: 1. Grundbegriffe: Ladung, Strom, Spannung, Widerstand Elektrische Gleichstromkreise: Energie und Leistung im Gleichstromkreis, Kirchhoff’sche Gesetze, Grundstromkreis, Leistungsanpassung, Spannungsteiler, Stromteiler, Kirchhoff, Zweipoltheorie, Superpostion 2. Elektrisches Feld: Definitionen und Grundgrößen, stationäres Strömungfeld, Kondensator,Energie und Kräfte im elektrischen Feld Magnetisches Feld: Definitionen und Grundgrößen, Durchflutungsgesetz, 3. Magnetisches Feld: Ferromagnetismus, Induktionsgesetz, Selbst- und Gegeninduktion, Energie und Kräfte im Magnetfeld Wechselstromtechnik: Erzeugung von Wechselspannung, Kenngrößen 4. Wechselstromtechnik: Zeigerdarstellung von Wechselgrößen, Zeigerdiagramm Wechselstromleistung, Drehstromsysteme 5. Elektronik: pn-Übergang, elektronische Bauelemente, elektronische Grundschaltungen, 6. Elektrische Maschinen: Gleichstrommaschine, Transformator, Asynchronmaschine 7. Grundzüge der elektrischen Antriebstechnik: Bewegungsgleichung, Motorauswahl, Prinzip der Drehzahlregelung Messung elektrischer Größen: Strom-, Spannungs-, Leistungsmessung Lehrformen: - Vorlesung - Übung - Praktikum Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 84 Stunden, Selbststudium: 216 Stunden
  • 22. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 10 CP Modulverantwortliche: FEIT, Prof. Dr.-Ing. habil. F. Palis/Prof. Dr. Lindemann
  • 23. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Technische Thermodynamik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Lehrveranstaltung verfolgt das Ziel, Basiskompetenzen zu den Grundlagen der Energieübertragung und Energiewandlung sowie dem Zustandsverhalten von Systemen zu entwickeln. Die Studenten erwerben Fertigkeiten zur energetischen Bilanzierung von technischen Systemen sowie zur energetischen Bewertung von Prozessen. In der Übung werden sie insbesondere befähigt, die Methodik der Thermodynamik für die Schulung des analytischen Denkvermögens zu nutzen und erreichen eine Grundkompetenz zur Identifizierung und Lösung energetischer Problemstellungen. Im 2. Semester des Moduls erwerben die Studenten vertiefte Kenntnisse und eignen sich Fertigkeiten zur energetischen Bilanzierung und Bewertung technisch wichtiger Prozesse an. Außerdem sollen die Studenten die Fähigkeit zur wissenschaftlich fundierten Arbeit sowie zu energie- und umweltbewusstem Handeln bei der beruflichen Tätigkeit erlangen. Inhalt: 1. Systematik und Grundbegriffe, Wärme als Form des Energietransportes, Arten der Wärmeübertragung, Grundgesetze und Wärmedurchgang 2. Wärmeübergang durch freie und erzwungene Konvektion, Berechnung von Wärmeübergangskoeffizienten, Energietransport durch Strahlung 3. Wärme und innere Energie, Energieerhaltungsprinzip, äußere Arbeit und Systemarbeit, Volumenänderungs- und technische Arbeit, dissipative Arbeit, p,v-Diagramm 4. Der erste Hauptsatz, Formulierungen mit der inneren Energie und der Enthalpie, Anwendung auf abgeschlossene Systeme, Wärme bei reversiblen Zustandsänderungen 5. Entropie und zweiter Hauptsatz, Prinzip der Irreversibilität, Entropie als Zustandsgröße und T,s-Diagramm, Entropiebilanz und Entropieerzeugung, reversible und irreversible Prozesse in adiabaten Systemen, Prozessbewertung (Exergie) 6. Zustandsverhalten einfacher Stoffe, thermische und energetische Zustandsgleichungen, charakteristische Koeffizienten und Zusammenhänge, Berechnung von Zustandsgrößen, ideale Flüssigkeiten, reale und ideale Gase, Zustandsänderungen idealer Gase 7. Bilanzen für offene Systeme, Prozesse in Maschinen, Apparaturen und anlagen: Rohrleitungen, Düse und Diffusor, Armaturen, Verdichter (), Gasturbinen, Windräder, Pumpen, Wasserturbinen und Pumpspeicherkraftwerke, Wärmeübertrager, instationäre Prozesse 8. Thermodynamische Potentiale und Fundamentalgleichungen, freie Energie und freie Enthalpie, chemisches Potential, Maxwell-Relationen, Anwendung auf die energetische Zustandsgleichung (van der Waals-Gas) 9. Mischungen idealer Gase (Gesetze von Dalton und Arogadro, Zustandsgleichungen) und Grundlagen der Verbrennungsrechnungen, Heiz- und Brennwert, Luftbedarf und Abgaszusammensetzung, Abgastemperatur und theoretische Verbrennungstemperatur (Bilanzen und h,ϑ-Diagramm) 10. Grundlagen der Kreisprozesse, Links- und Rechtsprozesse (Energiewandlungsprozesse: Wärmekraftmaschine, Kältemaschinen und
  • 24. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Wärmepumpen), Möglichkeiten und Grenzen der Energiewandlung (2. Hauptsatz), Carnot-Prozess (Bedeutung als Vergleichsprozess für die Prozessbewertung) 11. Joule-Prozess als Vergleichsprozess der offenen und geschlossenen Gasturbinenanlagen, Prozessverbesserung durch Regeneration, Verbrennungskraftmaschinen (Otto- und Dieselprozess) – Berechnung und Vergleich, Leistungserhöhung durch Abgasturbolader, weitere Kreisprozesse 12. Zustandsverhalten realer, reiner Stoffe mit Phasenänderung, Phasengleichgewicht und Gibbs’sche Phasenregel, Dampftafeln und Zustandsdiagramme, Trippelpunkt und kritischer Punkt, Clausius-Clapeyron’sche Gleichung, Zustandsänderungen mit Phasenumwandlung 13. Kreisprozesse mit Dämpfen, Clausius-Rankine-Prozess als Sattdampf- und Heißdampfprozesse, „Carnotisierung“ und Möglichkeiten der Wirkungsgradverbesserung (Vorwärmung, mehrstufige Prozesse, …) 14. Verluste beim Kraftwerksprozess, Kombiprozesse und Anlagen zur Kraft-Wärme- Kopplung, Gas-Dampf-Mischungen, absolute und relative Feuchte, thermische und energetische Zustandsgleichung, Taupunkt Lehrformen: - Vorlesung - Übungen Voraussetzung für die Teilnahme: Lehrveranstaltung des Sommersemesters baut auf die Lehrveranstaltung im Wintersemester auf Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 112 Stunden, Selbststudium: 188 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 180 - 10 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. J. Schmidt
  • 25. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang: Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Strömungsmechanik I Ziele des Moduls (Kompetenzen): Auf der Basis der Vermittlung der Grundlagen der Strömungsmechanik und der Strömungsdynamik erwerben die Studenten Fertigkeiten zur Untersuchung und Berechnung von inkompressiblen Strömungen. Sie erhalten Basiskompetenzen zur Betrachtung kompressibler Strömungen. Ziel der Übung ist es, die abstrakten theoretischen Zusammenhänge in Anwendungsbeispiele zu integrieren, wobei eine sichere Verwendung der Bernoulli.-Gleichung und des Impulssatzes in allen Varianten angestrebt wird. Außerdem müssen Grundkonzepte wie Kontrollvolumen und Erhaltungsprinzipien gemeistert werden. Inhalt: • Einführung, Grundprinzipien der Strömungsdynamik • Wiederholung notwendiger Konzepte der Thermodynamik und der Mathematik • Kinematik • Kontrollvolumen und Erhaltungsgleichungen • Reibungslose Strömungen, Euler-Gleichungen • Ruhende Strömungen • Bernoulli-Gleichung, Berechnung von Rohrströmungen • Impulssatz, Kräfte und Momente • Reibungsbehaftete Strömungen, Navier-Stokes-Gleichungen • Ähnlichkeitstheorie, dimensionslose Kennzahlen • Grenzschichten • Grundlagen der turbulenten Strömungen • Experimentelle und numerische Untersuchungsmethoden Lehrformen: - Vorlesung - Übungen, Demonstrationsversuche Voraussetzung für die Teilnahme: Grundkenntnisse in Mathematik, Physik, Thermodynamik Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden
  • 26. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 90 - 5CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Dominique Thévenin
  • 27. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Messtechnik Ziele des Moduls (Kompetenzen): • Erwerb eines Grundverständnisses für die Basisbegriffe der Messtechnik • Befähigung zur Arbeit mit konventionellen Messgeräten • Vermittlung der Kompetenz, die für Stoff und Energie umwandelnde Prozesse relevanten Größen herauszuarbeiten, die geeignete Messtechnik auszuwählen und die erforderlichen Messungen erfolgreich durchführen und auswerten zu können. Inhalt: 1. Grundbegriffe der Messtechnik, Messgenauigkeit, Messbereich, Kalibrierung... 2. Klassische Sondenmessverfahren für: Temperatur. 3. Klassische Sondenmessverfahren für : Geschwindigkeit, Massen-, Volumenstrom. 4. Klassische Sondenmessverfahren für : Druck, Füllstand, Dichte. 5. Konventionelle Messgeräte und ihre Einsatzgrenzen (Linearität, Messbereich, Kompensation - z.B. Temperatur- o. Richtungsempfindlichkeit): Teil 1 6. Konventionelle Messgeräte und ihre Einsatzgrenzen (Linearität, Messbereich, Kompensation - z.B. Temperatur, Richtungsempfindlichkeit): Teil 2 7. Datengewinnung : Methoden, Geräte 8. Datengewinnung : Theorie, insbesondere Shannon/Nyquist, 9. Signalverarbeitung : FFT, PSD 10. Signalverarbeitung : Filterung, Korrelationen 11. Optische Messverfahren : Schlieren, Interferometrie, Holographie, Absorption, Spektroskopie 12. Optische Messmethoden : Geschwindigkeit, Partikelgröße 13. Optische Messmethoden : Temperatur, Konzentration Lehrform: - Vorlesung - Übung - Praktikum Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I und II Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 90 - Leistungsnachweis für das Praktikum - 5 CP
  • 28. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Dominique Thévenin
  • 29. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Prozessdynamik I Ziele des Moduls (Kompetenzen): Erwerb der methodisch grundlagenorientierten Lösungskompetenz für Problemstellungen bei der Regelung von dynamischen Prozessen. Inhalt: Materialbilanzen in dynamischen, örtlich konzentrierten Systemen (2 LE) (Massenbilanzen, Mengenbilanzen, Abgeleitete Größen (Volumen, Molenbrüche, Konzentrationen)) Energiebilanzen in dynamischen, örtlich konzentrierten Systemen (2 LE) (Gesamtenergie, Innere Energie, Enthalpie, Enthalpiebilanz in Temperaturform) Konstitutive Gleichungen (2 LE) (Kinetiken, Kennlinien, Thermodynamische Zusammenhänge) Modelle in Zustandsform (1 LE) Numerik (2 LE) (Eulerverfahren, Newtonverfahren, Linearisierung (Taylor)) Stabilität (2 LE) (Phasendiagramm, Stabilitätskriterien, Stabilitätsformen in Zweigrößensystemen) Übertragungsfunktionen (2 LE) (Laplacetransformation, Übertragungsfunktionen 1., 2. und höherer Ordnung, Systeme mit mehreren Ein- und Ausgängen (MIMO)) Blockschaltbilder (1 LE) Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. K. Sundmacher
  • 30. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Regelungstechnik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studierenden erwerben einen ersten Einblick in die Analyse und Synthese kontinuierlicher Regelungssysteme. Über die mathematische Beschreibung durch Differentialgleichungen werden sie befähigt, zunächst die wesentlichen Eigenschaften linearer zeitinvarianter Systeme im Zeitbereich und anschließend im Frequenzbereich zu untersuchen. Die erreichte Zielkompetenz besteht darin, diese Methoden erfolgreich zur Analyse und dem Entwurf von Regelsystemen einzusetzen. Inhalt: 1. Einführung: Ziele und Wege der Reglungstechnik 2. Mathematische Modellierung dynamischer Systeme 3. Verhalten linearer zeitinvarianter Systeme 4. Beschreibung im Frequenzbereich 5. Laplace-Transformation und Übertragungsfunktion 6. Regelverfahren 7. Analyse und Entwurf von Regelkreisen Lehrform: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik I-II Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 90 - 5 CP Modulverantwortlicher: FEIT, Prof. Achim Kienle
  • 31. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Wärme- und Stoffübertragung Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studierenden erwerben ein Basisverständnis für Problemstellungen bei wärme- technischen Prozessen und bei Stoffwandlungsprozessen sowie deren mathematische Behandlung. Ziel ist dass Erreichen einer methodisch-grundlagenorientierte Lösungskompetenz, die an praxisrelevanten Beispielen in der Übung gefestigt wird. Inhalt: 1. Arten der Wärmeübertragung (Grundgleichungen für Leitung, Konvektion und Strahlung), Erwärmung von thermisch dünnen Körpern und Fluiden bei konstanter und veränderlicher Umgebungstemperatur (Newtonsches Kapazitätsmodel), Temperaturschwingungen, Trägheit von Thermoelementen, elektrische Erwärmung 2. Rekuperatoren (Gleich-, Gegen- und Kreuzstrom), Regeneratoren, Wärmedurchgang durch mehrschichtige Wände, Wärmewiderstände 3. Wärmeleitung in Rippen, Temperaturprofil in Körpern mit Wärmequellen, thermophysikalische Stoffwerte, Isolierstoffe, Kontaktwiderstände 4. Konvektion, Herleitung Nusseltfunktion, laminare und turbulente Grenzschichten, überströmte Körper (Platte, Kugel, Rohre, Rohbündel), durchströmte Körper (Rohre, Kanäle, Festbetten), temperaturabhängige Stoffwerte, Prallströmungen (Einzeldüse, Düsensysteme) 5. Freie Konvektion (Grenzschichten, Nu-Funktionen für verschiedene Geometrien), Verdampfung (Mechanismus, Nu-Funktionen, Stabilität von Verdampfern, Kühlvorgänge), Kondensation (Filmtheorie, laminare und turbulente Nu-Funktionen) 6. Arten der Diffusion (gewöhnlich, nicht-äquimolar, Porendiffusion, Darcy, Knudsen), Stoffübergang 7. Stationäre Vorgänge, Diffusion durch mehrschichtige Wände, Katalysatoren, Stoffübergang zwischen Phasen (Henry), Kopplung von Wärme- und Stoffübertragung am Beispiel Verdampfung Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: Technische Thermodynamik, Strömungsmechanik I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden
  • 32. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Eckehard Specht
  • 33. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Mechanische Verfahrenstechnik Ziele des Moduls (Kompetenzen): • Erwerb eines Grundverständnisses für Problemstellungen bei Prozessen der mechanischen Verfahrenstechnik. • Sicherer Umgang mit den spezifischen Parametern disperser Stoffsysteme • Entwicklung und Festigung von Fertigkeiten bei der Betrachtung der dispersen Systemen innewohnenden Wechselwirkungen auch unter dem Aspekt der praktischen Umsetzung Inhalt: 1. Einführung, Kennzeichnung disperser Stoffsysteme, Partikelcharakterisierung, Partikelgrößenverteilungen, Mengenarten, statistische Momente 2. Verteilungskennwerte, Oberfläche, physikalische Partikelmessmethoden, Partikelform, Packungszustände 3. Partikelherstellung durch Zerkleinerung, Festkörperbindungen, Materialverhalten und Bruchmechanik, Beanspruchungsarten, Mikroprozesse der Zerkleinerung 4. Bilanzmodelle der Mikro- und Makroprozesse, Partikelzerfallskinetik, Kenngrößen des Prozesserfolges, Einsatzgebiete von Brecher und Mühlen, Maschinenauslegung 5. Trennung von Partikeln, mechanische Trennprozesse, Kennzeichnung des Trennerfolges durch Trennfunktion 6. Siebklassierung, Partikeldynamik, Einsatzgebiete von Siebmaschinen, Maschinenauslegung 7. Stromklassierung, Partikelbewegung im Fluid, Strömungs- und Feldkräfte, Partikelsinkgeschwindigkeit, turbulente Strömungen, turbulente Partikeldiffusion 8. Bilanzierung mittels Fokker-Planck-Gleichung, turbulente Gegen- und Querstrom- klassierung von Partikeln in Wasser und Luft 9. Trennmodelle und Einsatzgebiete von Stromklassierapparaten, Hydrozyklonauslegung, Windsichter; Trennerfolg und Einsatzgebiete von Staubabscheidern 10. Wechselwirkungen, Transport, Lagerung von Partikelsystemen, molekulare Wechsel- wirkungspotentiale und Partikeladhäsionskräfte, Partikelbindungen durch Stoffbrücken 11. Spannungszustand, Fließkennwerte, Meßmethoden, Fließverhalten von kohäsiven Pulvern 12. Probleme bei Pulverhandhabung, Silotrichterauslegung 13. Partikelformulierung durch Agglomeration, Kompressibilität von Partikelpackungen, Produktgestaltung, Einsatzgebiete von Pelletiermaschinen, Brikett- und Tablettenpressen 14. Vermischen von Partikeln, stochastische Homogenität, Mischkinetik, Durchströmbarkeit von Partikelpackungen, Einsatzgebiete von Feststoffmischern
  • 34. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Lehrformen: - Vorlesung, - Übungen und praktische Übungen (Partikelmesstechnik, Zerkleinerung, Feinstklassierung, Pulverfließeigenschaften) Voraussetzung für die Teilnahme: Stochastik, Physik, Technische Mechanik, Strömungsmechanik I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - mündliche Prüfung - Leistungsnachweis - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Tomas
  • 35. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Apparatetechnik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Vermittlung von grundlegendem Wissen über Prozesse und Apparate der stoffwandelnden Industrie. Ausgehend vom Prozess erwerben die Studenten Basiskompetenzen für dessen apparative Umsetzung. Sie erarbeiten sich ein Grundverständnis für die Apparate sowie deren Gestaltung von der Funktionserfüllung bis zur Apparatefestigkeit. Sie entwickeln zudem ein Verständnis für den Betrieb derartiger Apparate und Anlagen. Inhalt: 1. Einführung, Aufgaben des Chemischen Apparatebaus, Überblick über wesentliche Grundlagen, Die beschreibenden Gleichungen einer Prozesseinheit, Prinzipielle Methoden der Berechnung von Prozessen und zugehörigen Apparaten, Triebkraftprozesse, Wichtige Gesichtspunkte für den Apparateentwurf 2. Gewährleistung der Apparatefestigkeit, Grundlagen, Beispiele für Festigkeitsberechnungen von Zylindrischen Mänteln unter innerem oder äußeren Überdruck, Beispiele für Festigkeitsberechnungen für ebene Böden, Beispiele für Flanschberechnung, Beispiele für Festigkeitsberechnungen für gewölbte Böden und andere Apparateteile 3. Wärmeübertragungsapparate, Berechnungsgrundlagen, Wärmeübertragung durch Leitung, zwischen fluiden Medien und festen Wänden, durch Apparatewände, Verschiedene Stromführungen bei Wärmeübertragern mit und ohne Phasenänderung im Gleich- und Gegenstrom, Berechnung des Temperaturverlaufes, Bauarten von Wärmeübertragungsapparaten und wesentliche Leistungsdaten von Wärmeübertragern 4. Stoffübergangsapparate, Definition und Einsatzgebiete, Bezeichnungen, Grundgesetze, Thermische Gleichgewichte zwischen verschiedenen Phasen, Kontinuierliche Blasendestillation, Mehrstufige Prozesse, Rektifikation, Kontinuierliche Gegenstromrektifikation, Das Young-Diagramm eines Kolonnenbodens, Konstruktive Stoffaustauschelemente, Hydraulischer Arbeitsbereich, Standard-Erläuterungen, Richtwertangaben, Allgemeiner Berechnungsablauf für Kolonnenböden, Berechnungsgleichungen, Hydraulische Analyse eines Bodens, Konstruktive Details von Kolonnen 5. Apparate für die Trocknung von Feststoffen, Berechnungsgrundlagen, Arten der Trocknung, Bindung der Flüssigkeit an das Gut, Trocknungsarten, Kinetik der Trocknung, Apparative Lösungen für die Trocknung, Trocknung körniger, flüssiger oder pastöser Güter, Übersicht über technisch wichtige Trocknerbauformen 6. Apparate für die mechanische Trennung disperser Systeme, Sedimentationsapparate,
  • 36. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Grundlagen, Apparative Gestaltung von Sedimentationsapparaten, Filtrationsapparate, Apparative Gestaltung von Filtern, Zentrifugen, Dekanter, Apparative Gestaltung von Dekantern, Apparate für die mechanische Vereinigung verschiedener Phasen, Grundlagen, Apparative Beispiele 7. Rohrleitungen und Armaturen, Rohrdurchmesser, Strömung durch Rohre, Berechnung des Druckverlustes in Rohrleitungen, Apparative Ausführungen von Rohrleitungen und Armaturen , Pumpen und Ventilatoren, Arten, Wirkungsweise und Wirkungsgrad verschiedener Pumpen und Ventilatoren, Apparative Ausführung von Pumpen und Ventilatoren und deren Betriebsweise Lehrformen: - Vorlesung - Übung (Im Rahmen der Übung wird ein Apparat berechnet und konstruktiv entworfen) Voraussetzung für die Teilnahme: Mathematik, Physik, Strömungsmechanik I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 90 - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. habil. Lothar Mörl
  • 37. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Thermische Verfahrenstechnik Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten erwerben ein Basisverständnis für die Grundlagen thermischer Trennung am Beispiel ausgewählter Grundoperationen (Destillation/Rektifikation, Absorption, Extraktion, Konvektionstrocknung). Aufbauend entwickeln sie Fertigkeiten, dieses Basiswissen auf die zahlreichen weiteren thermischen Trennverfahren zu übertragen bzw. praxisrelevante Aufgabenstellungen zu einer Lösung zu führen. Inhalt: Gleichgewichtstrennverfahren: - Thermodynamik der Dampf-Flüssig-Gleichgewichte - Absatzweise und stetige Destillation - Theorie der Trennkaskaden, Rektifikation in Boden- und Füllkolonnen, - Trennung azeotroper Gemische - Praktische Ausführung und hydraulische Auslegung von Boden- und Füllkolonnen - Lösungsgleichgewichte von Gasen in Flüssigkeiten - Absorption in Boden- und Füllkörperkolonnen - Praktische Ausführung von Absorptionsapparaten - Thermodynamik der Flüssig-Flüssig-Gleichgewichte - Trennung von Flüssigkeitsgemischen durch Extraktion - Praktische Ausführung von Extraktionsapparaten Kinetisch kontrollierte Trennverfahren: - Grundlagen der Konvektionstrocknung - Adsorptionsgleichgewichte und normierte Trocknungskurve der Einzelpartikel - Auslegung von Konvektionstrocknern - Verdunstung von Flüssigkeitsgemischen - Diffusionsdestillation und Beharrungsazeotrope Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: Technische Thermodynamik, Strömungsmechanik I
  • 38. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. Evangelos Tsotsas
  • 39. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Wärmekraftanlagen Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Studenten erlangen die Kompetenz, die theoretischen Inhalte der Thermodynamik mit dem Praxisfall Wärmekraftanlagen zu verbinden. Sie erwerben Grundlagenkenntnisse über die Prozesse zur Erzeugung mechanischer Energie aus fossilen Brennstoffen und werden für integrierte Umweltaspekte sensibilisiert. In der Übung werden die Fertigkeiten zur mathematischen Betrachtung dieser komplexen energetischen Prozesse trainiert und gefestigt. Inhalt: - Die Energiewandlung als Basis für die Entwicklung der Menschheit und ihre Auswirkung auf die Umwelt, globale Energieverbräuche, Entwicklung des Energieverbrauchs in Deutschland, Prinzipielle Möglichkeiten der Energieeinsparung - Fossile Brennstoffe, Feuerungstechnische Wirkungsgrade, Emissionen - Motorische Energiewandlung, Vormischflammen, Diffusionsflammen, Motorenkonzepte, thermische Wirkungsgrade, Diesel-Motor - Otto-Motor, Zündung, Verbrennung, Gas-Motor, Turbine - Grundlagen der Kreisprozesse zur Erzeugung elektrischer Energie: Carnotisierung, Prozesscharakteristiken, Prinzip der Regeneration, Anwendung der Berechnungspro- gramme von Wagner zur Beschreibung des Zustandsverhaltens von Wasser nach IAPWS-I 97 (Industriestandard) - Dampfturbinenprozesse: Kreisprozesscharakteristik, Möglichkeiten der Wirkungsgrad- verbesserung, Regenerative Speisewasservorwärmung, Zwischenüberhitzung, überkritische Arbeitsweise - Fossilgefeuerte Dampfkraftanlagen: Schaltbilder und Energieflussdiagramme, Dampf- erzeuger, Verluste, Abgasbehandlung und Umweltaspekte, Wirkungsgrade und technischer Stand - Kombiprozesse: Energetische Bewertung, Grundschaltungen, Leistungsverhältnis, Wirkungsgrade und technischer Stand - Kraft-Wärme-Kopplung: Getrennte und gekoppelte Erzeugung von Wärme und Elektroenergie, Bedarfsanalyse, Stromkennzahl, Grundschaltungen, wärme- und stromgeführte Fahrweise, Dampfturbinen für Wärmeauskopplung (Gegendruck- und Entnahme-Kondensationsanlage), BHKW’s mit Kolbenmotoren und Gasturbinen, thermodynamische Bewertung und Umweltaspekte Lehrformen: - Vorlesung - Übung
  • 40. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Voraussetzung für die Teilnahme: Technische Thermodynamik, Strömungsmechanik I Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP Modulverantwortliche: Prof. Dr.-Ing. E. Specht; Prof. Dr.-Ing. J. Schmidt
  • 41. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Bachelorstudiengang: Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik Ziele: Erwerb grundlegender Kenntnisse und Kompetenzen bei der Analyse und Lösung klimatechnischer Problemstellungen in der beruflichen Praxis. Befähigung zur Realisierung energieeffizienter und umweltbewusster Lösungen und zur Energieberatung bei der Gebäudeversorgung. Inhalt: 1. Physiologische und meteorologische Grundlagen, Außenklima, Wärmehaushalt Mensch, Raumklima, Luftbedarf 2. Thermodynamische Grundlagen, feuchte Luft, h,X-Diagramm, Randmaßstab, Verdunstung, adiabate Beharrungs- und Kühlgrenztemperatur, Prozesse in raumlufttechnischen Anlagenkomponenten 3. Heiz- und Kühllastberechnung, Umweltproblematik, Energieeinsparverordnung, bautechnische Anforderungen, Lastberechnung nach DIN und VDI Richtlinien 4. Lüftungssysteme, freie Lüftung, Auslegung für Warmlufthallen, mechanische Lüftungsanlagen 5. Klimasysteme, Einleitung und Überblick, Nur-Luft-Anlagen, Wasser-Luft-Anlagen, Induktionssysteme, Systemvergleich und Auswahl 6. Kanalnetzberechnung für Klima- und Lüftungssysteme, Betriebsverhalten, Druckverlustberechnung, Luftaustrittsgestaltung 7. Einführung in die Heiztechnik, Einteilung von Heizungsanlagen, Vergleich und Auswahlkriterien, Brennstoffbedarf, Wärmepumpen insbesondere gasmotorbetrieben Literaturhinweise: siehe Infoblatt für die Studenten auf der homepage www.uni-mageburg.de/isut Lehrform: Vorlesung mit Übung Vorkenntnisse: Technische Thermodynamik I + II Arbeitsaufwand: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Übung, 5 CP (42 h Präsenszeit, 108 h Selbststudium) Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: Klausur, 120 min Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. J. Schmidt
  • 42. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Verbrennungstechnik Ziele: Vermittlung der chemischen und physikalischen Mechanismen von Verbrennungsvorgängen, um Flammen hinsichtlich Entstehung, Wärmeentwicklung, Emissionen, Löschung, Brennstoffeinfluss, etc. verstehen und beurteilen zu können. Inhalt • Zusammensetzung gasförmiger, flüssiger und fester brennbarer Stoffe • Luftbedarf, Zusammensetzung von Verbrennungsgasen • Energiebilanzen, Wärmefreisetzung • Temperatur von Verbrennungsgasen • Reaktionsmechanismus • Zünd- und Löschvorgänge, Löschabstand, Zündgrenzen, zündfähige Gemische • Flammenausbildung • Verbrennung flüssiger Stoffe • Verbrennung fester Stoffe wie Kohlen, Metalle, Holz, etc. • Bildung von Emissionen • Brenner, Verbrennungssysteme • Detonationen, Explosionen Literaturhinweise: Skript Lehrformen: Vorlesung mit Übungen Voraussetzung für die Teilnahme: Arbeitsaufwand: 3 SWS 4 CP Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: Mündliche Prüfung Verantwortliche: Prof. Dr.-Ing. E. Specht
  • 43. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik Kernreaktoren Ziele des Moduls (Kompetenzen): Erwerb von Kenntnissen in Aufbau und Funktionsweise von Kernkraftwerken sowie der Fähigkeit, eine überschlägige Kernberechnung mit analytischen Methoden durchzuführen und einfache Aussagen zum Kurz- und Langzeitverhalten von Kernreaktoren zu treffen. Erwerb der Befähigung, kompetent an Diskussionen über Kernenergie teilzunehmen. Inhalt: Strahlung und Gesundheit, Aufbau eines Reaktors, Charakteristika von Kernkraftwerken, Kernbau und Kernreaktionen, Wechselwirkungen von Neutronen mit Materie, unendlich ausgedehnter homogener Reaktor, Neutronenbremsung im unendlich ausgedehnten Medium, Neutronen im thermischen Energiebereich, Alterstheorie von Fermi, Elementare Methoden zur Reaktorberechnung, Einblick in die Reaktorkinetik, Langzeitverhalten von Reaktoren, Grundprinzipien der Reaktorsicherheit Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: gute mathematische Kenntnisse, partielle DGL, Eigenwertprobleme Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - Klausur bzw. mündliche Prüfung (je nach Teilnehmerzahl) - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr. Ulrich Hauptmanns
  • 44. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik Brennstoffzellen Ziele des Moduls (Kompetenzen): Die Teilnehmer der Lehrveranstaltung sollen zur systematischen Auslegung und Analyse von Brennstoffzellensystemen befähigt werden. Die Vorlesung vermittelt Kenntnisse über die grundlegende Funktionsweise von Brennstoffzellen, aktuelle technische Entwicklungen und Anwendungsszenarien. Der theoretische Teil betrifft die mathematische Prozessmodellierung. Im anwendungsbezogenen Teil der Vorlesung werden verschiedene Typen von Brennstoffzellen behandelt, ein Laborversuch zur elektrochemischen Analytik durchgeführt sowie eine industriellen Anlage im Betrieb vorgestellt. Inhalt: 1) Funktionsprinzip, Geschichte und Typen von Brennstoffzellen 2) Grundlagen der Elektrochemie • Doppelschichtphänomene, Thermodynamik, Reaktionskinetik 3) Stofftransport • Stofftransport in Membranen und Poren 4) Modellierung • Konzentrierte und örtlich verteilte Beschreibung 5) Experimentelle Methoden 6) Brennstoffe • Herstellung, Handhabung, Reformierungskonzepte 7) Brennstoffzellensysteme • Hochtemperatur- und Niedertemperatursysteme Lehrformen: Vorlesung, Übung, Laborversuch, Demonstration einer industriellen Brennstoffzellen-Anlage Voraussetzung für die Teilnahme: Vorlesungen „Technische Thermodynamik“ und „Simulationstechnik“ Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - Mündliche Prüfung - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. habil. K. Sundmacher
  • 45. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik Fluidenergiemaschinen Ziele des Moduls (Kompetenzen): Kennenlernen der grundlegenden Funktionsprinzipien und des konstruktiven Aufbaus der Fluidenergiemaschinen, Kennenlernen des Betriebsverhaltens und des Betriebes dieser Maschinen bei optimalen Energieumsetzung und Energienutzung Inhalt: 1. Aufgabe, Einsatzgebiete, Bedeutung in der Energiewirtschaft, rationeller Energieverbrauch in Anlagen. Strömungstechnische Grundlagen. 2. Energiebilanz, Thermodynamische Grundlagen 3. Energieübertragung in Strömungsmaschinen 4. Kinematik der Laufraddurchströmung, Einfluss der endlichen Zahl der Laufschaufeln 5. Ähnlichkeitsbetrachtungen, Besonderheiten der Axialschaufeln 6. Leiteinrichtungen, Kennlinien, Kennfeld und Regelung von Strömungsarbeitsmaschinen 7. Besonderheiten im Betriebsverhalten bei Teillast und Überlast von Arbeitsmaschinen, Grenzleistung 8. Wasserturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft 9. Dampfturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft, Teil 1 10. Dampfturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft, Teil 2 11. Dampfturbinen, Bedeutung in der Energiewirtschaft, Teil 3 12. Gasturbinen, Anwendung 13. Kombinierte GT-DT Anlage 14. Windturbinen Lehrformen: Vorlesung mit integrierten Übungen Voraussetzung für die Teilnahme: Strömungsmechanik I, Thermodynamik Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 90 - 5 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. D. Thévenin, Dr.-Ing. E. Pap
  • 46. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Wahlpflichtfach zur Energietechnik Regenerative Energien Ziele des Moduls (Kompetenzen): Der Student erwirbt die Fähigkeit: • die diversen Arten von regenerativen Energien voneinander zu unterscheiden, • die möglichen Beiträge zum Energieversorgungsmarkt einzuschätzen, • die Funktionsweise verschiedener solarer Anlagen zu verstehen, • die Funktion und das Wirkprinzip von Wärmepumpen und Windkraftanlagen zu begreifen Die Übung dient der Entwicklung von Fertigkeiten zur Auslegung der in der Vorlesung vorgestellten Anlagen. Inhalt: 1. Energiebedarf der Bundesrepublik und der Welt, seine gesellschaftlichen und politischen Voraussetzungen, seine Struktur und Wachstumstendenz 2. Arten von regenerativen Energien, Potential und möglicher Beitrag zur Energieversorgung 3. Primärenergieträger Sonne: Physikalische Grundlagen 4. Auslegung von Anlagen für die Bereitstellung von Niedertemperaturwärme, Raumheizung 5. Sonnenkraftwerke, Photovoltaik 6. Wärmepumpen 7. Windkraftanlagen Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: Wärme- und Stoffübertragung Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - Mündliche Prüfung - 5 CP Modulverantwortlicher: Dr. M. Peglow, Prof. Dr. E. Tsotsas
  • 47. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Umwelttechnik und Luftreinhaltung Ziele des Moduls (Kompetenzen): - Quellen und Auswirkungen von Schadstoffemissionen in Luft, Probleme und Rahmenbedingungen der Umwelttechnik erkennen und analysieren - Grundlagen und Prozesse der mechanischen, thermischen, chemischen und biologischen Gasreinigung verstehen, Prozesse und Apparate auslegen - Problemlösungen durch effiziente Kombination mechanischer, thermischer, chemischer und biologischer Prozesse der Luftreinhaltung entwickeln Inhalt: 1. Begriffe, rechtliche und ökonomische Rahmenbedingungen, Begriffe der Umwelttechnik, Rechtliche und ökonomische Rahmenbedingungen 2. Arten, Quellen, Mengen (Aufkommen) und Auswirkungen von Schadstoffen in Abluft und Abgasen 3. Typische Trennprozesse und Prozessgruppen der Gasreinigung 4. Grundlagen der Partikel- und Staubabscheidung, Bewertung der Prozessgüte und der Gasreinheit, Prozess- und Apparatebeispiele: Trägheitsabscheider, Nassabscheider, Partikel- und Staubfilter, elektrische Abscheider 5. Schadgasabscheidung durch Kondensation, Absorption, chemische Wäsche 6. Schadgasabscheidung durch Adsorption, Membranen, biologische Prozesse 7. Thermische und katalytische Nachverbrennung Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: Wärme- und Stoffübertragung Mechanische Verfahrenstechnik Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 42 Stunden, Selbststudium: 108 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - K 120 - 5 CP Modulverantwortliche: Prof. Dr.-Ing. habil. E. Tsotsas, Prof. Dr.-Ing. habil. Jürgen Tomas
  • 48. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Praktikum Umwelt/Energie Ziele des Moduls (Kompetenzen): Inhalt: 1. Charakterisierung von Nanopartikeln (MVT-A) 2. Herstellung von Nanopartikeln durch Feinstzerkleinerung (MVT-B) 3. Porosimetrie (MVT-C) 4. Bestimmung kinetischer Konstanten (CVT-A) 5. Betriebspunkt eines adiabatischen Rührkessels (CVT-B) 6. Verweilzeitmodellierung (TVT-A) 7. Rektifizierkolonne (TVT-B) 8. Lineare Systemanalyse mittels Impedanzspektroskopie (SVT) 9. Up-Stream Processing (BPT-A) 10. Down-Stream Processing (BPT-B) Lehrformen: Voraussetzung für die Teilnahme: Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 64 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - Leitungsnachweis - 5 CP Modulverantwortlicher: Dr. Woche
  • 49. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Prozesstechnische Projektarbeit Ziele des Moduls (Kompetenzen): • Frühzeitige Beschäftigung mit Prozessen der Umwelt- und Energietechnik ausgehend von eigenen experimentellen Untersuchungen über das Prozessverhalten und die Produkteigenschaften bis zu vollständigen Beschreibung der Herstellung, • Sammlung von Erfahrungen in der Gruppenarbeit und in der Präsentation, • Entwicklung von sozialen Beziehungen zwischen den Studierenden des Studienganges. Inhalt: Für gegebene Produkte soll die Prozesse zur Lösung beschrieben werden. Dazu sollen jeweils Versuche durchgeführt werden, um das Verhalten des Produktes während der Stoffumwandlung kennen zu lernen. In den Instituten stehen entsprechende Versuchsanlagen und Laborgeräte zur Verfügung. Zu jedem Projekt ist ein Ansprechpartner angegeben, der in die Versuche und Messungen einweist und für Diskussionen über die Verfahren bereit steht. So sollen z. B. Kraftwerkstäube recycled, Abwassergranulate beschichtet, Glycerinpech verwertet, Sondermüll verbrannt, Altautos wiederverwertet, Stirlingmotore zur Nutzung von regenerativen Energien eingesetzt, Wärmeverluste an Gebäuden dedektiert, Wertstoffe aus Müll separiert werden, usw. Um Informationen über das Verfahren und den Prozess zu erhalten, soll vornehmlich das Internet genutzt werden. Für Versuche und Recherchen ist der Zeitraum des 1. Semesters vorgesehen. Mit dem Betreuer sind regelmäßig Treffen zu vereinbaren, bei dem über den Stand der Arbeiten berichtet wird. Während des 2. Semesters werden Verfahren und Prozess in einem Seminarvortrag allen Mitstudierenden vorgestellt. So weit möglich soll Powerpoint verwendet werden. Lehrformen: - Übung mit Experimenten - Seminar Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 28 Stunden, Selbststudium: 62 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - Präsentation - 3 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr.-Ing. E. Specht, Dr.-Ing. H. Woche
  • 50. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Nichttechnische Fächer Ziele des Moduls (Kompetenzen): Vergleiche Katalog „Nichttechnische Fächer“ Inhalt Vergleiche Katalog „Nichttechnische Fächer“ Lehrformen: - Vorlesung - Übung Voraussetzung für die Teilnahme: keine Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 56 Stunden, Selbststudium: 94 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - Leistungsnachweise - 5 CP Modulverantwortliche: Vergleiche Katalog „Nichttechnische Fächer“
  • 51. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Studiengang: Bachelorstudiengang Umwelt- und Energieprozesstechnik Modul: Industriepraktikum, Exkursionen, Seminar Ziele des Moduls (Kompetenzen): Im Industriepraktikum sammeln die Studenten Erfahrungen zu Arbeitsverfahren, Arbeitsmitteln und Arbeitsprozessen. Sie lernen die organisatorischen und sozialen Verhältnisse der Praxis kennen und trainieren ihre eigenen sozialen Kompetenzen. Außerdem dient das Praktikum dem Ziel, die theoretischen Inhalte des Lehrangebots exemplarisch auf die Praktikumsaufgaben zu übertragen und die Motivation für das Studium zu fördern. Die Exkursionen dienen der Anschauung und Informationssammlung sowie dem Kontakt zur Praxis vor Ort. Das Seminar zielt auf den Erwerb der Befähigung zur wissenschaftlichen Aufarbeitung von theoretischen und praxisbezogenen, insbesondere auch fachübergreifenden Fragestellungen und deren Präsentation ab. Inhalt Das Industriepraktikum soll grundlegende Tätigkeiten und Kenntnisse zu Produktionstechnologien sowie Apparaten und Anlagen umfassen. Aus den nachfolgend genannten Gebieten müssen mindestens fünf im Praktikum, das auch in mehreren Abschnitten und unterschiedlichen Praktikumsbetrieben stattfinden kann, berücksichtigt werden. • Energieerzeugung • Behandlung von Feststoffen • Behandlung von Fluiden • Instandhaltung, Wartung und Reparatur • Messen, Analysen, Prüfen, Qualitätskontrolle • Entwicklung, Konstruktion, Arbeitsvorbereitung, Prozessanalyse • Montage und Inbetriebnahme • Bioprozess-, Pharma- und Umwelttechnik • Gestaltung von Produkten • Fertigungsplanung, Arbeitsvorbereitung, Auftragsabwicklung • Fachrichtungsbezogene praktische Tätigkeit nach Absprache mit dem Praktikantenamt Für die Erarbeitung der Präsentation im Rahmen des Seminars werden fachübergreifende Themen angeboten, die die Zusammenführung der theoretischen Kenntnisse aus den Grundlagenmodulen und dem Wissen aus den fachspezifischen Gebieten fordert.
  • 52. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik Modulbeschreibung Lehrformen: - Industriepraktikum - Exkursion - Seminar Voraussetzung für die Teilnahme: Das Industriepraktikum kann wahlweise im 5., 6. oder 7. Semester durchgeführt werden. Das Seminar und die Exkursionen finden studienbegleitend statt. Arbeitsaufwand: 450 Stunden Leistungsnachweise/Prüfung/Credits: - Praktikumsbericht - Nachweise über die Teilnahme an mindestens zwei Exkursionen - Präsentation zum Seminar - 15 CP Modulverantwortlicher: Prof. Dr. E. Specht