Thermodynamik & Kraft- und Arbeitsmaschinen

Die Vorlesung vermittelt ein grundlegendes Verständnis für den unterschiedlichen Energieeinsatz im Rahmen thermodynamischer Prozesse. Es wird ein Überblick über die heutige Technologie der Energiewandlungsprozesse vermittelt, inklusive der Kälteerzeugung. Insbesondere die Entropie-Bilanzierung zur Berechnung und Auslegung von Kreisprozessen wird vermittelt. Die möglichen Einsatzbereiche von rechts und linkslaufenden thermodynamischen Prozessen im Energiemarkt werden dargestellt, ebenso die Energiewandlung gekoppelt mit Stoffwandlungsprozessen.

Zu Beginn der Lehrveranstaltung wird ein Überblick über die Energiebewertung mittels des Entropieprinzips gegeben, ebenso das Verhalten von realen Stoffen mit Phasenwechseln dargestellt. Darauf aufbauend werden Kreisprozesse (Carnot, Stirling, Joule, Otto, Diesel, Rankine, usw.), besonders im Hinblick deren effizienten Einsatz, behandelt. Diese Prinzipien werden dann auf Wärmepumpen und andere linkslaufende Kreisprozesse erweitert.

Es werden Inhalte zur Betriebsoptimierung von Energiewandlungsprozessen, besonders unter dem Potential des Einsatzes erneuerbarer Energieanteile vermittelt.

1. Effizienzbewertung mittels Entropie-Bilanzierung
2. Thermodynamisches Verhalten der Arbeitsmedien in unterschiedlichen Aggregatzuständen.
3. Grundlagen der rechtslaufenden Kreisprozesse (Energie, Arbeit, Wärme, Wirkungsgrad) für Carnot-, Stirling-, Joule-, Otto-, Diesel-Prozess
4. Linkslaufende Kreisprozesse (Wärmepumpen, Kälteanlagen)
5. Gekoppelte Energie und Stoffwandlungsprozesse