Nach positiver Absolvierung der Lehrveranstaltung sind Studierende in der Lage, typische (relativ einfache) Problemstellungen aus der Impuls-, Wärme- und Stoffübertragung physikalisch-mathematisch zu modellieren, d.h. die das Problem beschreibende Differentialgleichungen aufzustellen, und die Modellgleichungen unter vereinfachenden Annahmen zu lösen.
Grundgleichungen der Wärme- und Stoffübertragung (Massen-, Impuls-, Leistungs- und Entropiebilanzen) in integraler und differentieller Form, Reynoldssches Transporttheorem, Sprungbeziehungen, stationäre und instationäre Wärmeleit- und Diffusionsvorgänge, konvektiver Wärme- und Stofftransport: Phasenübergänge, Modellierung quasi-eindimensionaler Prozesse (Beispiel: Tunnelbrennofen als Gegenstromwärmetauscher), Filmströmungen, Grenzschichten, Natürliche Konvektion, Um- und Durchströmungsvorgänge
Die meisten Prozesse in der Verfahrenstechnik beruhen in irgend einer Form auf Impuls-, Wärme- und/oder Stoffübertragung, d.h. verbinden im allgemeinen Aspekte aus den Fachgebieten Strömungsmechanik, Thermodynamik und Chemie. Wegen der Fülle an möglichen Problemstellungen wird (in Ergänzung zu den in der Einführungslehrveranstaltung Wärme- und Stoffübertragung 1 vermittelten) hier ein methodenorientierter, deduktiver Zugang gewählt, d.h. für einige typische (exemplarische) Problemstellungen werden die Grundgleichungen entsprechend vereinfacht und Lösungen gesucht (`vom Allgemeinen zum Besonderen'). Ziel ist die Befähigung zur physikalisch-mathematischen Modellbildung bei (relativ einfachen) verfahrenstechnisch relevanten Fragestellungen sowie zum kritischen Gebrauch von Standardwerken (z.B. VDI-Wärmeatlas), insbesondere in Hinblick auf die Anwendbarkeit von Berechnungsformeln (z.B. sind die den Formeln zugrundegelegten Näherungen im konkreten Anwendungsfall überhaupt zutreffend?). Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf analytischen Lösungsmethoden (z.B. Fourier-Reihen-, Ähnlichkeits- sowie Störungsansätzen), welche die Basis für numerische Lösungsverfahren (z.B. Spektralverfahren) darstellen bzw. Testfälle für (kommerzielle) Berechnungs-Software liefern.
Für eine positive Beurteilung muss die erreichte Summenpunktezahl beider Tests über einem gewissen Minimum (Richtwert: die Hälfte der möglichen Gesamtpunkezahl) sein, bzw. der Ersatztest positiv absolviert werden. Anrechenbare Zusatzpunkte können durch aktive Mitarbeit während der LVA (Übungsbeispiele an der Tafel demonstrieren, etc.) erworben werden.
