Modul Umwelttechnik II

Code:	219000
Modul:	Umwelttechnik II
Module title:	Environmental Technology II
Version:	1.0 (07/2016)
letzte Änderung:	26.10.2022
Modulverantwortliche/r:	Dr.-Ing. Herrmann, Sebastian S.Herrmann@hszg.de

angeboten in den 3 Studiengängen:	Ökologie und Umweltschutz (B.Sc.) gültig ab Matrikel 2017
	Ökologie und Umweltschutz (B.Sc.) gültig ab Matrikel 2020
	Ökologie und Umweltschutz (B.Sc.) gültig ab Matrikel 2022

Modul läuft im:	WiSe (Wintersemester)
Niveaustufe:	Bachelor/Diplom
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Pflichtmodul
Lehrort:	Zittau
Lehrsprache:	Deutsch

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*	Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**	eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h	Angabe gesamt
	94

Lehr- und Lernformen:	Die Vermittlung von Fachwissen erfolgt in Form von Vorlesungen, Seminaren und Praktika



Prüfung(en)
Prüfung	Prüfungsleistung als Klausur (PK)	180 min	100.0%

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Lerninhalt:

Technische Thermodynamik In den Vorlesungen lernen die Studierenden das Teilgebiet Energielehre mit den Stoffgebieten: • Zustandseigenschaften der Fluide; • Massebilanz; • I. Hauptsatz, Energiebilanz; • II. Hauptsatz, Entropiebilanz; • Exergiebilanz; sowie das Teilgebiet Wärmeübertragung mit den Stoffgebieten: • Wärmeleitung • Konvektiver Wärmeübergang • Wärmestrahlung • Wärmedurchgang kennen. Die Studierenden erlangen anwendungsbereites Wissen über • die Ermittlung von thermodynamische Stoff- werten von Fluiden mit Hilfe von Tabellen, Diagrammen und Stoffwert-Programmbiblio- theken • die Bilanzierung von Systemen bezüglich Masse, Energie, Entropie und Exergie sowie • die Berechnung von Wärmeübertragungspro-zessen. In den Übungen erwerben die Studierenden Kenntnisse und Fertigkeiten • zur Ermittlung von thermodynamischen Stoffwerten von Fluiden • zur Abgrenzung thermodynamischer Systeme • zur Berechnung von Systemen mit der Masse-, Energie-, Entropie- und Exergiebilanz • zur Berechnung von Wärmeströmen durch Wärmeleitung, konvektiven Wärmeübergang, Wärmestrahlung und Wärmedurchgang. Die Studierenden erlangen anwendungsbereites Wissen zur thermodynamischen Berechnung von technischen Prozessen und der Wärmeübertra-gung. In den Praktika lernen die Studierenden • die Anwendung des I. Hauptsatzes der Thermodynamik auf die thermodynamische Bilanzie- rung eines Wärmeübertragers und erlangen • vertieftes Wissen über den I. Hauptsatz der Thermodynamik in Verbindung mit der Funktionsweise eines Wärmeübertragers und über die Messtechnik des Versuchsstandes. Thermische Verfahrenstechnik Die Studierenden werden mit den Grundlagen des Thermischen Trennens vertraut gemacht. Insbesondere soll die Fähigkeit zum Bilanzieren und zum Lösen hierbei gewonnener Gleichungen zur Auslegung von thermischen Trennapparaten herausgebildet werden. Mit der Lehrveranstaltung werden Kenntnisse zu den Prozessen des Teilgebietes Thermisches Trennen der Verfahrenstechnik vermittelt und Studierende zum Realisieren vereinfachter Auslegung von Trennapparaten befähigt. Teilaspekte: • Bilanzieren (MESH) • Ähnlichkeitskennzahlen, • Stofftransportgleichung (Triebkraft, Intensitätsfaktor, Phasengrenzfläche) • Theoretische Stufe (Gleichgewichtsmodell) • Übertragungseinheit (kinetisches Modell - auch incl. Reaktion) • Prozesse: (Grundverständnis) Absorption, Extraktion, Adsorption, Trocknung • Ausgewählte Anwendungen bezüglich Immissions- und Emissionsschutz der Atmosphäre (Gasreinigung; Abscheiden / Umwandlung anorganischer und organischer Gaskomponenten)

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Die Studierenden kennen die wichtigsten thermischen Trennprozesse und die Apparate in denen diese realisiert werden. Sie nutzen Grundlagen der Ingenieurmethodik zum Lösen von Aufgabenstellungen des thermischen Trennens, wobei die Befähigung zum Durchführen technischer Berechnungen im Vordergrund steht. Sie beherrschen die Grundlagen der Modellierungs- und Auslegungsmethoden für Thermische Trennprozesse und eine vereinfachte (shortcut) Dimensionierungsmethodik für zugehörige Apparate. Folgende Kompetenzen werden erworben: Theoretische Fachkompetenzen: •Beherrschung der Grundgesetze der Technischen Thermodynamik •Fähigkeit des thermodynamischen Bilanzierens •Verständnis und für die Lösung und Bewertung ökologischer und umweltschutztechnischer Problemstellungen Praktische Fachkompetenzen: Die Studierenden können selbstständig (Fähigkeiten und Fertigkeiten) •Prozesse thermodynamisch bilanzieren und berechnen •Wärmeübertragungsprozesse berechnen •Probleme in Verbindung mit Wärme und Tem-peraturänderungen analysieren und lösen •Bewertung und Lösung ökologischer und um-weltschutztechnischer Problemstellungen in Verbindung mit Energieumwandlung und Wärmeübertragung.
Fachübergreifende Kompetenzen:	Die Fähigkeit der Studierenden zum selbständigen Planen und Arbeiten wird weiter ausgeprägt. Die zum Lösen komplexer Aufgabenstellungen erforderliche Kooperationskompetenz wird gestärkt. Folgende Kompetenzen werden erworben: •Aneignung ingenieurtechnischer Arbeitsweisen •Bilanzierung und Berechnung von Prozessen und Vorgängen •Abstraktion und Konzentration auf Gesetzmäßigkeiten, die für die Problemlösung maßgebend sind •Teamfähigkeit durch die Berechnung von Übungsaufgaben in Gruppen und die Durchführung der Praktika in Kleingruppen Durch die Nutzung des internetgestützten Lernsystems Thermopr@ctice in Verbindung mit dem Computer-Algebrasystem Mathcad erwerben die Studierenden Kompetenzen in der Nutzung von modernen Arbeitshilfen des Ingenieurs.

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	Physikalische Chemie
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	Physik Physik, Teilgebiet Wärmelehre

Literatur:

- Lohrengel, B: Einführung in die thermischen Trennverfahen, Oldenbourg, 2007 - Schwister, K.: Taschenbuch der Verfahrenstechnik, Fachbuchverlag Leipzig, 2005 - Mersmann et al.: Thermische Verfahrenstechnik, Springer, 2005 - Kretzschmar, H.-J.; Kraft I.: Kleine Formelsammlung Technische Thermodynamik. Carl Hanser Verlag - Cerbe, G., Wilhelms, G.: . Einführung in die Thermodynamik. Carl Hanser Verlag - Hering, E.; Modler, K.H.: Grundwissen des Ingenieurs, Kretzschmar, H.-J.: Kapitel 8 Thermodynamik. Carl Hanser Verlag, ab 13. Auflage - Marek, R.; Nitsche, K.: Praxis der Wärmeübertragung. Carl Hanser Verlag, München - VDI-Wärmeatlas. Springer-Verlag - Wagner, W.; Kretzschmar, H.-J.: International Steam Tables. Springer-Verlag