E179 – Thermische Modellierung

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Modul
Thermische Modellierung
Modulnummer
E179
Version: 1
Fakultät
Elektrotechnik
Niveau
Master
Dauer
1 Semester
Turnus
Wintersemester
Modul­verantwortliche/-r

Prof. Dr.-Ing. Thomas Schuhmann
thomas.schuhmann(at)htw-dresden.de

Dozierende

Dr.-Ing. Sören Miersch
soeren.miersch(at)htw-dresden.de

Lehrsprache(n)

Deutsch

ECTS-Credits

3.00 Credits

Workload

90 Stunden

Lehrveranstaltungen

3.00 SWS (2.00 SWS Vorlesung | 1.00 SWS Übung)

Selbststudienzeit

45.00 Stunden

Prüfungs­vorleistung(en)
Keine Angabe
Prüfungsleistung(en)

Mündliche Prüfungsleistung
Prüfungsdauer: 20 min | Wichtung: 50 %


Alternative Prüfungsleistung - Belegarbeit
Wichtung: 50 %

Lehrform

Vorlesung, Übung

Medienform

Vorlesung: Tafelbild, PowerPoint, Video/Animation
Übung: CAD-Labor mit Software zur thermischen Berechnung

Lehrinhalte / Gliederung
  1. Grundlagen der Thermodynamik und Strömungsmechanik
    - Thermodynamische Systeme und Gesetzmäßigkeiten
    - Grundgesetzte der Strömungsmechanik, Ähnlichkeitstheorie
    - Stoffeigenschaften von Flüssigkeiten und Gasen
    - Inkompressible Strömungen
  2. Entstehung von Verlustwärme
    - Verluste in Stromkreisen
    - Verluste in magnetischen Kreisen
    - Mechanische Verluste
  3. Mechanismen des Wärmetransportes
    - Stoffgebundener Transport (Konduktion und Konvektion)
    - Nicht stoffgebundener Transport (Strahlung)
  4. Kühltechnik
    - Kühlverfahren
    - Dimensionierung von Kühlsystemen
  5. Analytische Erwärmungsberechnung (Wärmequellennetze)
    - Strömungsmechanische und thermische Ersatznetzwerke
    - Kopplung der physikalischen Modellebenen
    - Stationäre und transiente Erwärmungsberechnung
  6. Numerische Erwärmungsberechnung
    - Designtools, Geometrieimport
    - Meshing
    - Pre-Processing
    - Solver und Konvergenz
    - Post-Processing
Qualifikationsziele

Die Studierenden sind in der Lage ...

  • Verstehen von Grundlagen in der Thermodynamik und der Strömungsmechanik
  • Verstehen von Mechanismen der Wärmeübertragung und zu Kühlverfahren
  • Anwenden von Methoden zur Verlustberechnung
  • Anwenden von Methoden zur stationären und transienten analytischen Erwärmungsberechnung
  • Anwenden von Methoden zur numerischen Erwärmungsberechnung
  • Analyse von thermischen Fragestellung und Auswahl von Methoden zur Kühlung
Sozial- und Selbstkompetenzen

Gruppen- und Teamarbeit (Übung in 2er-Gruppen)

Besondere Zulassungs­voraussetzung(en)
Keine Angabe
Empfohlene Voraussetzungen

Elektrotechnik 1 - 3,
Technische Physik,
Gerätekonstruktion / Werkstofftechnik

Fortsetzungs­möglichkeiten
Keine Angabe
Literatur

[1] VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE: VDI-Wärmeatlas. 10., bearb. und erw. Aufl. Berlin: Springer-Verlag, 2006
[2] BAEHR, H. D.; STEPHAN, K.: Wärme- und Stoffübertragung. 6., neu bearb. Aufl. Berlin: Springer-Verlag, 2008
[3] BOHL, W.; ELMENDORF, W.: Technische Strömungslehre. 15., überarb. und erw. Aufl. Würzburg: Vogel Fachbuchverlag, 2014
[4] WAGNER, W.: Wärmeübertragung - Grundlagen. 8., überarb. und erw. Aufl. Würzburg: Vogel Fachbuchverlag, 2021
[5] LECHELER, S.: Numerische Strömungsberechnung. 4., überarb. und akt. Aufl. Wiesbaden: Springer Vieweg Verlag, 2018

Aktuelle Lehrressourcen

PowerPoint-Folien,
Übungsanleitungen,
Schulungsunterlagen

Hinweise
Keine Angabe
Link zu Kurs bzw. Lernressourcen im OPAL
Modulux-Link:
https://apps.htw-dresden.de/modulux/modul/5561