Wärmekraftanlagen
Bachelorstudiengang
Umwelt- und Energieprozesstechnik, Wirtschaftsingenieur für Verfahrens- und Energietechnik
Modul
Wärmekraftanlagen
Ziele des Moduls (Kompetenzen)
Die Studierenden können wesentliche Leistungs- und Bewertungsgrößen einschließlich der thermischen Wirkungsgrade der verschiedenen Verfahren zur Erzeugung von mechanischer Energie aus Wärme berechnen. Die Vor- und Nachteile der Verfahren sowie deren wirtschaftliche Rahmenbedingungen sind bekannt. Die Verfahren können ökologisch bewertet werden hinsichtlich Energieverbrauch und CO2-Emissionen.
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, Gasturbine
- Grundlagen der Kreisprozesse zur Erzeugung elektrischer Energie: Carnotisierung, Prozesscharakteristiken, Prinzip der Regeneration, Anwendung der Berechnungsprogramme von Wagner zur Beschreibung des Zustandsverhaltens von Wasser nach IAPWS-I 97 (Industriestandard)
- Dampfturbinenprozesse: Kreisprozesscharakteristik, Möglichkeiten der Wirkungsgradverbesserung, Regenerative Speisewasservorwärmung, Zwischenüberhitzung, überkritische Arbeitsweise
- 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
- Wirtschaftlichkeit der Stromerzeugung
Lehrformen
Vorlesung mit Übung
Voraussetzungen für die Teilnahme
Thermodynamik, Physikalische Chemie, Strömungsmechanik
Leistungsnachweis/Prüfung/Credits
Klausur 120 min / 5 CP
Arbeitsaufwand
- 4 SWS
- Präsenzzeit: 56 Stunden
- Selbststudium: 94 Stunden
Modulverantwortlicher
Dr.-Ing. J. Sauerhering (Lehrende: Dr.-Ing. J. Sauerhering)
Literaturhinweise
Skript zum downloaden
