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