Lehre

Technische Strömungsmechanik mit Praktikum

Die Technische Strömungsmechanik, Fluidmechanik oder Strömungslehre ist die Wissenschaft vom physikalischen Verhalten von Fluiden. Die Gesetzmäßigkeiten der Fluidstatik und Dynamik finden Anwendung in einer Vielzahl von technischen Disziplinen:

• Energietechnik (Windenergie, Wasserkraft, Kolbenmaschinen, Strömungsmaschinen)
• Umwelttechnik (Abluftbehandlung, Kläranlagen, Rauchgasreinigung) etc. 
• Aerodynamik von Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen

Mess- und Analyseverfahren der Energietechnik

Das Fach  befasst sich mit den Emissionen, die durch die thermischen Konversionsverfahren von Energieträgern entstehen. Die Studierenden lernen die wesentlichen Emissionen und die zugehörige gesetzeskonforme Emissionsmesstechnik (BImSchV, TA-Luft, VDI-Richtlinien) kennen. Es werden Messverfahren zur Bestimmung von CO, C-Gesamt, NO_x, Staub, Formaldehyd sowie von O₂ und CO₂ behandelt. Ein Praktikum (Emissionsmessung nach TA-Luft an einem Biomassekessel gefeuert mit Hackgut) ermöglicht die Anwendung und Vertiefung der Theorie. Zusätzlich wird ein Überblick zu wichtigen Verfahren der Emissionsminderung an 2 Beispielen (BHKW mit Erdgas und Biomassekessel) erläutert.

Luftreinhaltung mit Praktikum

Das Lehrfach Luftreinhaltung befasst sich mit den Ursachen schädlicher Emissionen sowie Verfahren zur Vermeidung von potentiellen Luftschadstoffen durch primäre und sekundäre Maßnahmen. Schwerpunkte werden in den Bereichen 1., 4., 13. und 17. BImSchV sowie TA-Luft gesetzt. Die Studierenden sollen einen detaillierten Einblick in die Emissions- und Immissionsmesstechnik erhalten. Großer Wert wird auf die korrekte Anwendung der Umrechnungsverfahren ausgehend von den Rohmessdaten bis zur Angabe der Schadstoffkonzentration in Bezug auf normiertes, trockenes Abgas bei Bezugssauerstoffgehalt gelegt. Die Studierenden lernen anhand von Fallbeispielen die Auslegung von Anlagen zur Abluft- bzw. Abgasnachbehandlung (z.B. SCR-Anlage, KNV, REA, Adsorptionsanlage)

Feinstaubmessung im Labor B60

Feinstaubmessung auf dem Dach von Laborgebäude D

Infos zum optischen Sensor

Windenergie mit Praktikum

Die Nutzung der Windenergie stellt einen wichtigen Pfeiler der Versorgung mit elektrischer Energie dar. Die Studierenden erhalten zunächst einen fundierten Einblick in die Gesetze der fluidmechanischen Energiewandlung sowie in die aerodynamische Auslegung und den konstruktiven Aufbau von modernen Anlagen. Nach dem Studium der Messmethoden zur Ermittlung des Windpotenzials an einem Standort wird ein Berechnungsverfahren zur Ermittlung des Jahresenergieertrags vorgestellt. Betrachtungen zum Genehmigungsverfahren sowie zur Bewertung der Schallemissionen runden diese Einführung ab. Die fluidmechanischen Grundlagen der Windenergienutzung werden anhand eines Praktikumsversuchs vertieft.

Computational Fluid Dynamics (CFD)

Die Strömungssimulation bzw. CFD ist ein wichtiges Entwicklungswerkzeug zur Auslegung von Maschinen und Anlagen die strömende Fluide nutzen. Die moderne Automobilaerodynamik bzw. die Luft- und Raumfahrt sind ohne den Einsatz dieser Methode gar nicht mehr denkbar. Zunehmend werden auch andere Bereiche (z.B. Windenergienutzung, Schadstoffausbreitung, Gebäudeklimasimulation) für den Einsatz von CFD erschlossen. Die Studierenden erlernen ausgehend von den Grundlagen (differentielle Erhaltungsgleichungen für Masse, Energie- und Impuls) die richtige Behandlung komplexer, 3-dimensionaler Strömungsprobleme. Besonderer Wert wird auf die problemorientierte Vernetzung und die problemangepasste Modellierung (z.B. Diskretisierungsmethode, Turbulenzmodelle) gelegt. Wir setzen das kommerzielle Softwarepaket starccm+ (Siemens AG) sowie die Open Source Software OpenFOAM (OpenFOAM Foundation Ltd) ein. Für beide Programme werden Einführungskurse angeboten. Der Einsatz von starccm+ wird zusätzlich in der Vertiefungsrichtung Simulation des Master-Studiengangs IN angeboten. Seit 2020 bieten wir auch eine Einführung in die cloud-basierte Simulationsplattform SimScale an.