319.032 Ein- und Mehrphasenströmungen
Diese Lehrveranstaltung ist in allen zugeordneten Curricula Teil der STEOP.
Diese Lehrveranstaltung ist in mindestens einem zugeordneten Curriculum Teil der STEOP.

2022W, VU, 3.0h, 4.0EC
TUWEL

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 3.0
  • ECTS: 4.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • Format der Abhaltung: Präsenz

Lernergebnisse

Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage

1.) Fließgesetzte von viskosen, und viskoelastischen Fluiden zu formulieren und zur Berechnung von einfachen Scherströmungen anzuwenden.
2.) Massen- und Impuls- bzw. Kräftebilanz für Kontrollvolumina in einer Scherströmung aufzustellen und damit die Bewegungsgleichungen für einfache Scherströmungen herzuleiten und zu lösen.
3.) Effekte, die nur bei viskoelastischen Fluiden auftreten, zu beschreiben bzw. erklären.
4.) Normalspannungseffekte bei Nichtnewtonschen Fluiden zu beschreiben und erklären.
5.) Die Bewegungsgleichungen für einfache Scherströmungen (Couette, Rohr- und Filmströmungen) für Newtonsche und Nichtnewtonsche Fluide aufzustellen und für vollausgebildete Strömungen zu lösen.
6.)Die Grundgleichungen und Randbedingungen für inkompressible Strömungen aufzustellen und zu interpretieren.
7.) Das Konzept der mechanischen Ähnlichkeit auf Strömungen anzuwenden und die entsprechenden dimensionslosen Kennzahlen anzugeben.
8.) Die Strömung um Kugeln und Blasen im Falle kleiner und großer Reynolds-Zahlen zu berechnen.
9.) Die Blasen- und Tropfenform bzw. den Widerstand für verschiedene Bereiche der Reynolds- und Weber-Zahl anzugeben.
10.) Potentialströmungen zu charakterisiern und in einfachen Fällen zu berechnen.
11.) Die stationäre Steig- bzw. Sinkgeschwindigkeit von Blasen bzw. Tropfen in einem anderen Fluid zu berechnen.
12.) Kavitation und den Kollaps von Kaviatationsblasen zu erklären.
13.) Den Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen zu beschreiben.
14.) Die Schallgeschwindigkeit in kompressiblen Medien (ideales Gas, bzw. Gas/Flüssigkeitsgemisch) zu berechnen.
15.) Den Massenstrom eines kompressiblen Fluids durch eine (Laval)-Düse zu berechnen.
16.) Die kompressible Strömung durch und hinter einer Düse qualitativ zu beschreiben.
17.) Strömungsformen von Mehrphasenströmungen zu charakterisieren.
18.) Die Zustandsgleichungen von homogenen Gas/Flüssigkeitsgemischen anzugeben.
19.) Die Schallgeschwindigkeit eines homogenen Gas- Flüssigkeitsgemischs zu berechnen.
20.) Eindimensionale, homogene Zweiphasenströmungen mit und ohne Reibung zu berechnen.
21.) Zweiphasenströmungen mit Relativgeschwindigkeit zu beschreiben.
22.) Das Driftflussmodel herzuleiten und anzuwenden.
23.) Sedimentationsprobleme mittels kinematischen Wellengleichungen zu berechnen.
24.) Die Aufgaben der Übungssammlung zu lösen.
25.) Die Fragen im Fragenkatalog richtig zu beantworten.

Inhalt der Lehrveranstaltung

Einfache Scherströmungen (Couetteströmung, Rohrströmung) Newtonscher und nicht-Newtonscher Flüssigkeiten; Filmströmungen; Bewegung von festen Teilchen, Tropfen und Gasblasen; Kavitation; Zerfall von Flüssigkeitsstrahlen; homogene Zweiphasenströmungen (Schallgeschwindigkeit, Rohrströmung, Düsenströmung) und Zweiphasenströmungen mit Relativgeschwindigkeit (Festbett, Wirbelschicht, Sedimentation).

Methoden

Um die Studierenden bei Erreichung der definierten Lehrziele zu unterstützen, werden neben dem Vortrag Übungsbeispiele vorgerechnet. Zur Vorbereitung auf die Tests gibt es eine Sammlung an Übungsbeispielen und einen Katalog mit beispielhaften Fragen.

Prüfungsmodus

Prüfungsimmanent

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Mi.10:00 - 12:0005.10.2022 - 25.01.2023GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.12:00 - 13:0006.10.2022 - 26.01.2023GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Ein- und Mehrphasenströmungen - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Mi.05.10.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.06.10.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.12.10.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.13.10.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.19.10.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.20.10.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.27.10.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.03.11.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.09.11.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.10.11.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.16.11.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.17.11.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.23.11.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.24.11.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.30.11.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.01.12.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.07.12.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.14.12.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Do.15.12.202212:00 - 13:00GM 4 Knoller Hörsaal - VT Vorlesungsübung
Mi.21.12.202210:00 - 12:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsübung

Leistungsnachweis

Die Beurteilung basiert auf

  • 3 Hausübungen  (jeweils 10 Punkte), 
  • 3 Tests (jeweils 15 Punkte)

Die Hausübungen werden in TUWEL gestellt und müssen in TUWEL als .pdf-Datei hochgeladen werden. Die Tests werden in Präsenz durchgeführt, die Arbeitszeit beträgt jeweils 50 Minuten. Für den positiven Abschluss der  VU müssen mindestens 20 Punkte auf die Tests und 15 Punkte auf die Hausübungen erreicht werden. Es werden drei Ersatztests im März 2023 angeboten. Die Gesamtpunktezahl für die Tests ergibt sich aus

Summe = max(Test 1, Ersatztest 1) + max(Test2, Ersatztest 2) + max(Test 3, Ersatztest 3)

Notenschlüssel: Genügend ab 38 Punkte, Befriedigend ab 48 Punkte, Gut ab 57 Punkte, Sehr gut ab 66 Punkte.

Prüfungen

TagZeitDatumOrtPrüfungsmodusAnmeldefristAnmeldungPrüfung
Fr.09:00 - 10:0004.11.2022GM 5 Praktikum HS- TCH beurteilt05.10.2022 23:45 - 03.11.2022 13:30in TISS1. Test
Fr.09:00 - 10:0002.12.2022GM 2 Radinger Hörsaal - TCH beurteilt09.11.2022 01:23 - 01.12.2022 13:30in TISS2. Test
Fr.09:00 - 10:0027.01.2023GM 5 Praktikum HS- TCH beurteilt07.12.2022 01:23 - 26.01.2023 13:30in TISS3. Test
Fr.09:00 - 13:0003.03.2023GM 3 Vortmann Hörsaal - VT beurteilt27.01.2023 23:45 - 01.03.2023 10:10in TISSErsatztests

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
05.09.2022 13:00 01.11.2022 08:34 01.11.2022 14:15

Anmeldemodalitäten

Bitte melden Sie sich zur Lehrveranstaltung in tiss an, damit Sie Zugriff auf TUWEL und die Unterlagen haben.

Curricula

StudienkennzahlSemesterAnm.Bed.Info
033 273 Verfahrenstechnik 5. SemesterSTEOP
Lehrveranstaltung erfordert die Erfüllung der Studieneingangs- und Orientierungsphase STEOP

Literatur

L. Prandtl et al.: Führer durch die Strömungslehre. 9. Aufl., Vieweg, 1990.
H. Brauer: Ein- u. Mehrphasenströmungen. Sauerländer, 1971.
C. Brennen: Fundamentals of Multiphase Flow. Cambridge, 2005.
H.A. Barnes et al.: An Introduction to Rheology. Elsevier, 1989.
H. Kuhlmann: Strömungsmachanik. Pearson, 2007.
W. Schneider et al.: Repetitorium Thermodynamik. 3. Aufl., Oldenbourg, 2012.

Vorausgehende Lehrveranstaltungen

Sprache

Deutsch