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Energie- und Stofftransport in der Verfahrenstechnik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Energie- und Stofftransport in der Verfahrenstechnik
Modulbezeichnung (engl.): Energy and Mass Transfer in Process Engineering
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Engineering und Management, Master, SO 01.10.2024
Code: MAM_24_V_1.05.ESV
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
4V+2PA (6 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
7
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Mündliche Prüfung 20 min.

[letzte Änderung 18.02.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MAM_19_V_1.05.ESV (P241-0032) Engineering und Management, Master, ASPO 01.10.2019 , 1. Semester, Pflichtfach, Vertiefungsrichtung Verfahrenstechnik
MAM_24_V_1.05.ESV Engineering und Management, Master, SO 01.10.2024 , 1. Semester, Pflichtfach, Vertiefungsrichtung Verfahrenstechnik
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 90 Veranstaltungsstunden (= 67.5 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 7 Creditpoints 210 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 142.5 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Matthias Faust
Dozent/innen: Prof. Dr. Matthias Faust

[letzte Änderung 29.10.2023]
Lernziele:
Thermodynamik Vertiefung und chemische Thermodynamik: Unterschied zwischen idealen und realen Prozessen erklären können, Energie- und Stoffbilanzen realer Prozesse aufstellen und berechnen können, Zustände von idealen und realen Gemischen berechnen können, thermodynamische Gleichgewichte chemischer Reaktionen erklären können und Gleichgewichtskonstanten sowie Gleichgewichtsumsatz berechnen und interpretieren können  
 
Stofftransport: Stoffbilanzen aufstellen und berechnen können, Stofftransportmechanismen kennen, verstehen, erläutern und berechnen können, Zusammenwirken von Stofftransport und Reaktionen kennen, verstehen und erläutern, die Funktion eines festen Katalysators in einer chemischen Reaktion verstehen
 
Thermische Verfahrenstechnik: Grundoperationen und Apparate der Energietechnik und der thermischen Verfahrenstechnik kennen, verstehen, erläutern und anhand von Praxisbeispielen berechnen können

[letzte Änderung 28.02.2024]
Inhalt:
Thermodynamik Vertiefung und chemische Thermodynamik
Einführung und Grundbegriffe
Zustandsgleichungen, Zustandsänderungen, Vollständiges Differential
Modelle zur Beschreibung realer Gase
Thermische Zustandsgleichung für ‘reale Gase’
Thermische und energetische Eigenschaften von Gemischen
ideale, reale Gemische,Zustandsgrößen, kritische Daten,
Luft, Dampf, Wasser und Eis, Zustandsänderungen im h-x Diagramm
Ermittlung molarer Wärmekapazitäten idealer Gase, chemisches Gleichgewicht, Gleichgewichtskonstanten, chemisches Potential, freie Enthalpie
Gleichgewichtsumsatz technischer Reaktionen
Thermodynamik der Brennstoffzelle
 
Stofftransport
Grundlagen des Stofftransport, Stationäre Diffusion und Konvektion, Diffusionskoeffizienten in Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen, Stoffübergangskoeffizienten, Stoffübergang, Stoffdurchgang, Thermo-Diffusion, Druck- Diffusion, Kraft- Diffusion, instationäre Diffusion, Zweifilm-Modell, Diffusion und Reaktion, Mechanismus der heterogenen Katalyse,
Grundlagen der industriellen Katalyse
 
Thermische Verfahrenstechnik
Einführung und Grundbegriffe, Stoff- und Energiebilanzen, Phasendiagramme, Trocknung, Eindampfung, Destillation, Rektifikation, ternäre Gemische, Extraktion
Laborversuch

[letzte Änderung 25.05.2023]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung, begleitender Laborversuch, Studentenvorträge, Leitfaden zur Vorlesung, Projektarbeit, Übungsaufgaben zur Vorlesung, Aufgaben für Arbeitsblätter und Präsentationen

[letzte Änderung 06.12.2023]
Literatur:
B. Lohrengel, Thermische Trennverfahren, De Gruyter, 2017.
S. Seiffert, W. Schärtl, Physikalische Chemie kapieren, De Gruyter, 2021.
E. L. Cussler, Diffusion, Mass Transfer in Fluid Systems, Cambridge, 2005.

[letzte Änderung 24.02.2022]
 
[Sat Dec 28 09:19:35 CET 2024, CKEY=mcidv, BKEY=mm3, CID=MAM_24_V_1.05.ESV, LANGUAGE=de, DATE=28.12.2024]