Fertigungslehre (Sommersemester)

Prof. Dr.-Ing. habil Gerd Witt

Zugangsdaten werden in der Vorlesung und Übung bekannt gegeben.

Anmeldungen sind NUR über die HRZ-Kennung zulässig, folglich werden nur Accounts mit den Kennungen (@stud.uni-due.de; @stud.uni-duisburg-essen.de) akzeptiert. Nutzer mit privaten Mailadressen werden aus dem Kurs gelöscht.

Beschreibung:

    • Übersicht Turbomaschinen, Einordnung der Turboverdichter (TV) Einsatzgebiete, Fluide, Arbeitsbereiche
    • Auswahl von Turboverdichtern (Ventilatoren, Verdichter), Ähnlichkeitsgesetze, Kenngrößen, Bauweise (axial/radial; Zahl der Stufen, Fluten, Gehäuse, Zwischenkühlungen)
    • Vergleich Axial- und Radialverdichter
    • Detaillierte Betrachtungen zur Projektierung, Berechnung und Konstruktion ein- und mehrstufiger Verdichteranlagen Thermodynamische Grund-lagen (ideale und reale Gase, Gasgemische) Stufenwirkungsgrade, Stufendruckziffern, Strömungsverluste (Laufrad, Diffusor, Radreibung, Spaltverluste)
    • Auslegung von mehrstufigen Verdichteranlagen
    • Kennlinienberechnung, Betriebsverhalten und Regelung ein- und mehrstufiger Verdichteranlagen (Drosselregelung, Drehzahlregelung, Schaufelverstellung)
    • Diskussion (Berechnung) mechanisch-konstruktiver Probleme (Schaufelfestigkeit, Schaufel- und Rotorschwingungen, Verformung von Laufrädern und Gehäusen etc.)
    • Axialschubberechnung, Axialschubausgleich, Wellenlagerung und -abdichtung (Magnetlager, Öl- und Gasdichtungen) Schmier- und Sperrölversorgung von Verdichteranlagen
    • Abnahmemessungen an Turboverdichtern
    • Auftragsabwicklung, technische und wirtschaftliche Gesichtspunkte (Standardisierung, Konstruktionssystematik, CAE, CAD, CAM)
    • Spezielle Fertigungsmethoden für TV

 

Lernziele:

      Die Studierenden lernen die Arbeitsweise und Energieumsetzung von Turboverdichtern im Detail kennen. Sie beherrschen die Klassifizierung von Turboverdichtern nach verschiedenen Kriterien und sind in der Lage, die Strömung in TV nach den gängigen Methoden zu bestimmen. Damit sind sie auch in der Lage, TV für bestimmte Anwendungszwecke zu entwerfen und deren Betriebsverhalten zu beschreiben. Sie sind über die wichtigsten Spezifika von TV (Machzahl- und Reynoldszahleinfluss, instationäre Strömungszustände) informiert.

Beschreibung:

    • GT-Prozesse: Offene und geschlossene Gasturbinenanlage
    • Industrielle GT und Flugtriebwerk
    • Anwendung von GT: Ortsfeste Anlagen im offenen Prozess, Heizkraftwerksanlagen, kombinierte GT-/DT-Anlagen, Kernkraftanlagen mit GT im geschlossenen Prozess, Fahrzeugantriebe, Kleingasturbinen
    • Thermodynamische Grundlagen für GT-Fluide (ideales Gas, reales Gas, Gasgemische, feuchte Luft, GT-Brennstoffe, Verbrennungsgase)
    • Energetische und exergetische Betrachtung der GT-Prozesse. Darstellung der Zustandsänderungen. Optimales Druckverhältnis für maximalen Wirkungsgrad bzw. für maximale spezifische Arbeit sowie Einflüsse von Turbinenwirkungsgrad, Verdichterwirkungsgrad, Turbinen- und Verdichtereintrittstemperatur auf diese Größen
    • Möglichkeiten zur Prozessverbesserung
    • Kombinierte Prozesse
    • Regelung und Betriebsverhalten von GT: Maschinencharakteristiken, Regelmöglichkeiten, Einwellenanlagen, Mehrwellenanlagen, stationäre GT und Flugtriebwerke
    • Die GT-Brennkammer (Einzel-, Vielfachbrennkammer, Brennkammerbelastung, Kühlung, NOx- Emission)
    • Konstruktive Gestaltung der GT-Komponenten Verdichter, Brennkammer und Turbine (z.B. Kühlung)für stationäre GT und Flugtriebwerke
    • Entwicklungstendenzen

 

Lernziele:

      Die Studierenden lernen die Prozesse der Gasturbinen im Detail kennen. Sie verstehen die thermodynamischen Hintergründe der Energieumwandlung in Gasturbinen, können die Prozessverbesserungsmaßnahmen beurteilen und sind in der Lage das Betriebsverhalten von Gasturbinen zu erfassen.