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.

2020W, VU, 3.0h, 4.0EC
Lecture TubeTUWEL

Merkmale

  • Semesterwochenstunden: 3.0
  • ECTS: 4.0
  • Typ: VU Vorlesung mit Übung
  • LectureTube Lehrveranstaltung
  • 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

Weitere Informationen

Die Übungseinheiten werden von Marco Annerl gehalten.

Vortragende Personen

Institut

LVA Termine

TagZeitDatumOrtBeschreibung
Do.08:00 - 10:0008.10.2020 - 19.11.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.12:00 - 13:0008.10.2020 - 28.01.2021GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Ein- und Mehrphasenströmungen - Einzeltermine
TagDatumZeitOrtBeschreibung
Do.08.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.08.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Do.15.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.15.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Do.22.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.22.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Do.29.10.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.29.10.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Do.05.11.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.05.11.202012:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Do.12.11.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.19.11.202008:00 - 10:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Vorlesungsteil
Do.14.01.202112:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Do.21.01.202112:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil
Do.28.01.202112:00 - 13:00GM 3 Vortmann Hörsaal - VT Übungsteil

Leistungsnachweis

Drei schriftliche Tests, siehe Termine.

Dauer jeweils 45 Minuten. Bei jedem Test sind 15 Punkte erreichbar. Es werden sowohl Begriffe und Definitionen abgefragt als auch zumindest ein Beispiel zu rechnen sein.

Notenschlüssel: Ab 23 Punkte Genügend, ab 29 Befriedigend, ab 35 Gut und ab 39 Punkte Sehr Gut.

Nachtests:  Am 12. März 2021. Es kann an maximal zwei Nachtests teilgenommen werden. Falls an einem der Nachtests teilgenommen wird, ist die Anzahl der Gesamtpunkte gleich max(Test 1, Nachtest 1) + max(Test 2, Nachtest 2) + max (Test 3, Nachtest 3). Durch die Teilnahme an den Nachtests kann sich also nur eine Verbesserung ergeben. Für jeden der Nachtests muss das gesamte Stoffgebiet beherrscht werden.

Gruppentermine

GruppeTagZeitDatumOrtBeschreibung
Besuch im Vortmann-HörsaalDo.08:00 - 13:0008.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Ein- und Mehrphasenströmungen Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalDo.08:00 - 13:0015.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Ein- und Mehrphasenströmungen Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalDo.08:00 - 13:0022.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Ein- und Mehrphasenströmungen Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalDo.08:00 - 13:0029.10.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Ein- und Mehrphasenströmungen Besuch im Vortmann-Hörsaal
Besuch im Vortmann-HörsaalDo.08:00 - 13:0005.11.2020GM 3 Vortmann Hörsaal - VT 319.032 Ein- und Mehrphasenströmungen Besuch im Vortmann-Hörsaal

LVA-Anmeldung

Von Bis Abmeldung bis
31.08.2020 13:00 27.10.2020 08:34 27.10.2020 14:15

Anmeldemodalitäten:

Dieses Jahr dient die Anmeldung zur VU Ein- und Mehrphasenströmungen einerseits der Durchführung dieser Lehrveranstaltung, andererseits aber auch der Organisation des Besuchs des Vortmann-Hörsaals, und zwar für den gesamten Donnerstag. Die Lehrveranstaltungen beginnen am 8. Oktober.

Gruppenanmeldung

Falls Sie in den Hörsaal kommen möchten, müssen Sie sich in der Gruppe des entsprechenden Tages anmelden. Diese Anmeldung gilt für den Vortmann-Hörsaal für den gesamten Tag. Sie können sich bis zum Dienstag davor, 9:00 Uhr anmelden. Bis spätestens Dienstag, 12 Uhr wird Ihre Anmeldung bestätigt oder abgelehnt. Die Auswahl erfolgt per Zufall, der Zeitpukt der Anmeldung hat keinen Einfluss. Falls Ihre Anmeldung abgelehnt wurde, können Sie nicht in den Hörsaal kommen. Sie erhalten aber in der darauffolgenden Woche einen Fixplatz. Melden Sie sich bitte ab, falls Sie doch verhindert sind.

Ein- und Mehrphasenströmungen

Mit Ihrer Anmeldung erhalten Sie Zugriff auf die im tuwel-Kurs enthaltenen Lehrmaterialien. Bitte melden Sie sich auch zu den drei Prüfungen 1. Test, 2. Test und 3. Test an und gegebenenfalls auch ab. Diese Prüfungen sind nur formal angelegt und dienen einzig dazu, die Teilnehmerzahlen für die drei Tests zu eruieren.

Gruppen-Anmeldung

GruppeAnmeldung VonBis
Besuch im Vortmann-Hörsaal02.10.2020 08:0007.10.2020 14:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal08.10.2020 08:0015.10.2020 13:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal15.10.2020 08:0022.10.2020 13:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal22.10.2020 08:0029.10.2020 13:00
Besuch im Vortmann-Hörsaal29.10.2020 08:0003.11.2020 09:00

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