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«Master Maschinenbau Wintersemester 2009 / 2010 1 Kernmodule (30 LP - davon müssen mindestens 18 LP aus der gewählten Studienrichtung (1.1 - 1.7) ...»

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- prinzipielle Befähigung zur Auswahl, Beurteilung und Auslegung strömungstechnischer Komponenten

- Übertragungsfähigkeit der Auslegungsmethodik auf andere technische Problemstellungen Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte

Vorlesung:

Bauteile der hydraulischen Strömungsmaschinen, Bauarten der hydraulischen Strömungsmaschinen, Baukastenprinzip, Life Cycle Costs (LCC), Werkstoffe und Korrosion, Dichtungen, Lager, Diagnose, Anforderungen an Strömungsmaschinen für Öl-Industrie (API 610), Abnahmeregeln (DIN 9906), Föttinger

- Maschinen

Übung:

- Wiederholung signifikanter Themenblöcke

- Berechnung ausgewählter Anwendung

- Durchführung klassischer Experimente

- Vorbereitung auf Prüfung

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Modulkatalog Master Maschinenbau 37

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Vorlesung als Frontalunterricht vermittelt die theoretischen Grundlagen und geht auf zahlreiche Beispiele aus der Praxis ein.BRIn den begleitenden analytischen Übungen wird der Lehrinhalt durch praxisbezogene Rechenübungen und praktische Übungen in der Versuchshalle vertieft, hierzu werden u.

a. auch eine Demontage und Montage einer Kreiselpumpe sowie Messungen an den verfügbaren Versuchsständen durchgeführt.BRBRAufgabenstellungen werden teilweise im Rahmen von Gruppenarbeit gelöst. Ergänzend finden Exkursionen zu einem Hersteller oder Anwender von Strömungsmaschinen statt.BRInhalte der Lehrveranstaltung können als Projekt zusätzlich vertieft werden.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch: Strömungslehre - Grundlagen, Strömungslehre - Technik und BeispieleBRb) wünschenswert: Grundlagen Konstruktionslehre, Analysis III, Differentialgleichungen, Thermodynamik I, Strömungsmaschinen - Auslegung

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Maschinenbau, Verkehrswesen, Energie- und Verfahrenstechnik, Physikalische Ingenieurwissenschaft, ITM, u.a.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Je Vorlesungseinheit:BR15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in der Vorlesung: 30 StundenBR15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung: 30 StundenBR15 Wochen x 2 Stunden Präsenz in den

Übungen: 30 StundenBRVorbereitung auf die Prüfung: 1,5 Wochen = 60 StundenBRSumme:

Strömungsmaschinen - Maschinenelemente = 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung nach Strömungsmaschinen - Maschinenelemente (6LP) oder zusammen mit Strömungsmaschinen - Auslegung(6LP) als (12 LP)

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl keine Beschränkung

11. Anmeldeformalitäten Für die Teilnahme an der mündlichen Prüfung ist die vorherige Anmeldung im Prüfungsamt erforderlich.

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Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 15% Systemkompetenz: 15% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Meteorologie des Windes und Standortbeurteilung mit Ertragsabschätzung, Historischer Überblick, Auslegung von Windenergieanlagen, Typologie und konstruktiver Aufbau von Windenergieanlagen, Kennlinien und Kennfelder, Flügelbau, Windgeschwindigkeitsdreiecke, Kräfte am Flügelprofil, Windkanal-Versuche in Kleingruppen zur experimentellen Untersuchung verschiedener Rotoren, Windkraftanlagen zur Stromerzeugung, Generatorkonzepte und Netzanschluss Ähnlichkeitstheorie, Statik und Dynamik, Regelungstechnische Konzepte, Besonderheiten von OffshoreWindparks, Wirtschaftlichkeit

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung über die theoretischen Aspekte mit analytischen Hausaufgaben und experimentellen Untersuchungen im Windkanal.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme Wichtige Voraussetzungen: Mathematik, Mechanik, Energie-, Impuls- und Stofftransport oder Strömungslehre wünschenswert: Konstruktionslehre, Physik Erläuterung: Die benötigten Grundlagen zu den Themengebieten (z.B. Meteorologie, Elektrotechnik, Mechanik,...) werden jeweils wiederholt.

6. Verwendbarkeit geeignet für die Studiengänge Verkehrswesen, Maschinenbau, Physikalische Ingenieurwissenschaft, Energietechnik, Verfahrenstechnik, Technischer Umweltschutz, Wirtschaftsingenieurwesen, Master Regenerative Energiesysteme, u.a.

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte 15 Wochen x 4 Stunden Präsenzzeit: 60 Stunden 15 Wochen x 2 Stunden Vor- und Nachbereitung 30 Stunden Hausaufgaben und Bericht zur Modelluntersuchung im Windkanal 60 Stunden Vorbereitung auf die Prüfung 30 Stunden Summe: 180 Stunden = 6 Leistungspunkte

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9. Dauer des Moduls Das Modul kann in einem Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl 40 Teilnehmer

11. Anmeldeformalitäten Die Teilnahme an der Prüfung ist nur bei erfolgreicher Bearbeitung der Hausaufgaben und Teilnahme am Windkanalversuch möglich, zuvor ist außerdem eine Anmeldung im Prüfungsamt erforderlich.

12. Literaturhinweise Skript in Papierform vorhanden: ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden: Im Fachgebiet (kostenlos) Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Wenn ja, Internetseite angeben: https://www.isis.tu-berlin.de/





Literatur:

siehe VL-Skript

13. Sonstiges Modulkatalog Master Maschinenbau 40

Titel des Moduls: Leistungspunkte nach ECTS:

Auslegung von Turbomaschinen 6

Verantwortliche/-r des Moduls: Sekreteriat: E-Mail:

F1 dieter.peitsch@tu-berlin.de Prof. Dr.-Ing. Dieter Peitsch Modulbeschreibung

1. Qualifikation Die Studierenden verfügen nach erfolgreichem Bestehen des Moduls über

Kenntnisse in:

- Unterschiede zwischen axialen und radialen Turbomaschinen

- Eigenschaften der radialen Bauarten bei verschiedenen Profilierungen

- Einfluss von Überschallströmung in Turbomaschinen und resultierende Anforderungen an die Profile

- Ein-, zwei und dreidimensionale Berechnungsmethoden in Turbomaschinen

- Numerische Methoden (CFD)

Fertigkeiten:

- Anwendung aerodynamischer Methoden auf die Kanalgestaltung und Profilierung einer Turbomaschine

- Auslegung einer Maschine aus aerodynamischer Sicht mit den Zielen der Optimierung der Gesamtmaschine

- Erstellung von Geschwindigkeitsplänen und Anwendung typischer Auslegungsmethoden

Kompetenzen:

- Befähigung zur detaillierten Auslegung von Turbomaschinenkanälen und -profilierungen

- Beurteilungsfähigkeit der Eignung von numerischen Verfahren für spezifische Strömungsprobleme

- Beurteilungsfähigkeit der Charakteristika allerTurbomaschinenkomponenten mit Hilfe von Kennfeldern Fachkompetenz: 60% Methodenkompetenz: 20% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte

Vorlesungen:

- Für Turbomaschinen relevante Aerodynamik

- Ein-, zwei- und dreidimensionale Auslegung von Turbomaschinenprofilen

- Radiales Gleichgewicht

- Diskussion der Unterschiede von Axial- und Radialprofilen

- Minderumlenkung und Berücksichtigung bei der Auslegung

- Profilfamilien und Überschallprofile

- Profil- und Kanalverluste

Übungen:

- Vorgehensweise bei der Auslegung von Profilen

- Berechnung einer dreidimensionalen profilierung mit Hilfe des radialen Gleichgewichts

- Gewinnung der Schaufelwinkel mit Hilfe der Winkelübertreibung

- Darstellung des Einflusses der Minderauslenkung

- Anwendung gasdynamischer Methoden auf die Überschallströmung in Turbomaschinen

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Modulkatalog Master Maschinenbau 41

4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Es kommen Vorlesungen, Übungen sowie selbstständige Gruppenarbeit zum Einsatz.

Vorlesungen:

- Frontalunterricht mit Darstellung der Inhalte und zahlreichen Beispielen aus der Praxis, z.T. in englischer Sprache

- Fachvorträge aus der Industrie

Übungen:

- Präsentation der Anwendung thermo- und aerdynamischer Methoden auf die jeweiligen Themenkomplexe

- Rechnungen

- Hausaufgaben

- Betreuung der Gruppenarbeit

Gruppenarbeit:

- Durchführung von praxisnahen Hausaufgaben in kleinen Teams

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorische Voraussetzungen: Thermische Turbomaschinen - Grundlagen, Luftfahrtantriebe Vertiefung

b) wünschenswerte Voraussetzungen: Kenntnisse der Thermodynamik und Aerodynamik

6. Verwendbarkeit

Geeignete Studiengänge:

- Luft- und Raumfahrt

- Maschinenbau

- Physikalische Ingenieurwissenschaften

7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Präsenzstudium:

Vorlesung: 15 Wochen x 2 Stunden: 30 Stunden Übung: 15 Wochen x 2 Stunden: 30 Stunden

Eigenstudium:

Vor- und Nachbereitung von Vorlesung und Übung 15x2 Stunden: 30 Stunden Hausaufgaben: 5x10 Stunden Bearbeitungszeit: 50 Stunden Prüfungsvorbereitung: 40 Stunden Summe: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 LP (1 LP entspricht 30 Arbeitsstunden)

8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung

9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden.

10. Teilnehmer(innen)zahl Prinzipiell unbegrenzt / nach Maßgabe der Betreuungskapazität der wissenschaftlichen Mitarbeiter.

11. Anmeldeformalitäten

Anmeldung zur Lehrveranstaltung:

- In der ersten Vorlesung

Einteilung in Arbeitsgruppen für die Hausaufgaben:

- In der ersten Übung

Anmeldung zur Prüfung:

- Im Prüfungsamt

- Die jeweiligen Anmeldefristen sind der Studienordnung zu entnehmen

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Literatur:

Bräunling, Willy: Flugzeugtriebwerke. Springer, Berlin et.al., 2001. ISBN 3-540-67585-x Cumpsty, Nicholas: Jet Propulsion. Cambridge University Press, Cambridge et.al., 2003. ISBN 978-0-521Lechner, Christof; Seume, Jörg (Hrsg.): Stationäre Gasturbinen, Springer, Berlin et.al., 2006, ISBN 3-540Fachkompetenz: 50% Methodenkompetenz: 30% Systemkompetenz: 10% Sozialkompetenz: 10%

2. Inhalte Vorlesungen und Übungen beschäftigen sich in enger Abstimmung miteinander mit den folgenden

Themenbereichen:

Abriss der erforderlichen thermodynamischen, mechanischen und wärmetechnischen Grundlagen.

Genereller konstruktiver Aufbau von Turbomaschinen. Aufgaben der und Anforderungen an die Bauteile.

Konstruktionsprozess, Ringraumdiagramm, Strömungsverhältnisse und Wärmeübergang in den Hohlräumen von Rotoren.

Wellendynamik und Lagerung. Auslegung von Luftsystemen, Ölversorgung und -abfuhr.

Schaufel- und Scheibenkonstruktionen, Gehäusekonstruktion, konstruktive Massnahmen zur Spaltkontrolle an Rotorschaufeln und Gasdichtungen.

Brennkammer- und Schaufelkühlung, Schaufelschwingungen und Dämpfung.

Konstruktive Anforderungen für Zuverlässigkeit und Sicherheit.

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4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Die Vorlesung als Frontalunterricht vermittelt erforderliche Methoden und ihre Anwendung auf die Konstruktionsproblematik.

Zahlreiche Beispiele aus der Praxis dienen hierbei der Veranschaulichung ebenso wie die Einbindung von Beiträgen aus der industriellen Praxis durch Gastvorträge.

Die Vertiefung des Stoffes sowie die praktische Auslegung der Turbomaschine wird in den in den Ablauf integrierten Übungen demonstriert und von den Studenten erlernt.

5. Voraussetzungen für die Teilnahme

a) obligatorisch: Thermische Strömungsmaschinen - Grundlagen und Vertiefung

b) wünschenswert: Kenntnisse des methodischen Konstruierens

6. Verwendbarkeit Geeignet für die MASTER-Studiengänge Verkehrswesen, Maschinenbau und Physikalische Ingenieurwissenschaft.



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