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Studierende lernen verschiedene Methoden der Abgasanalyse und die Funktionsprinzipien der eingesetzten Geräte kennen. Theoretische Kenntnisse der Module Thermodynamik 1 und Thermodynamik 2 zur Berechnung von Verbrennungsprozessen werden vertieft. Der Einfluss wichtiger Parameter auf die Verbrennung und auf die Zusammensetzung des Rauchgases wird erkannt. Die Messung der Rauchgaszusammensetzung übt den Umgang mit den verwendeten Messgeräten.

• Orsat-Apparat
• mobiles Abgasmessgerät

N.N.

• Bachelor Maschinenbau
• Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik
• Master Umwelt- und Verfahrenstechnik

Die Brennstoffzelle wird seit ca. 2004 genutzt.

Brennstoffzellen dienen der direkten Umwandlung chemischer und elektrischer Energie. Meist wird hierzu Wasserstoff eingesetzt, der vorzugsweise aus regenerativen Energien - z.B. durch Elektrolyse - gewonnen wurde. Dadurch stellen Brennstoffzellen einen wichtigen Baustein zur immer wichtigeren Speicherung regenerativer Energien dar. An diesem Prüfstand lernen Studierende den Aufbau und die Funktionsweise von Brennstoffzellen sowie die erforderliche Mess- und Regelungstechnik kennen. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der Nutzung regenerativer Energien.

Brennstoffzelle mit

• Wasserstoffversorgung
• der zugehörigen Messtechnik zum Aufnehmen von Temperaturen, Wasserstoffverbrauch, Strom und Spannung

Der Prüfstand wurde ca. im Jahr 2009 aufgebaut.

Brennstoffzellen dienen der direkten Umwandlung chemischer und elektrischer Energie. Meist wird hierzu Wasserstoff eingesetzt, der vorzugsweise aus regenerativen Energien - z.B. durch Elektrolyse - gewonnen wurde. Dadurch stellen Brennstoffzellen einen wichtigen Baustein zur immer wichtigeren Speicherung regenerativer Energien dar. An diesem Prüfstand lernen Studierende den Aufbau und die Funktionsweise von Brennstoffzellen sowie die erforderliche Mess- und Regelungstechnik kennen. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der Nutzung regenerativer Energien.

Brennstoffzellen-Prüfstand bestehend aus

• industrieller Brennstoffzelle
• Wasserstoffversorgung
• zugehörige Messtechnik zum Aufnehmen von Temperaturen, Wasserstoffverbrauch, Strom und Spannung

Inbetriebnahme 2015.

Brennstoffzellen dienen der direkten Umwandlung chemischer und elektrischer Energie. Meist wird hierzu Wasserstoff eingesetzt, der vorzugsweise aus regenerativen Energien - z.B. durch Elektrolyse - gewonnen wurde. Dadurch stellen Brennstoffzellen einen wichtigen Baustein zur immer wichtigeren Speicherung regenerativer Energien dar. An diesem Prüfstand lernen Studierende den Aufbau und die Funktionsweise von Brennstoffzellen zur Stromerzeugung und zur Kraft-Wärme-Kopplung sowie die erforderliche Mess- und Regelungstechnik kennen. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der Nutzung regenerativer Energien.

Brennstoffzellen-System bestehend aus

• wassergekühlter Brennstoffzelle
• Wasserstoffversorgung
• der zugehörigen Messtechnik zum Aufnehmen von Temperaturen, Wasserstoffverbrauch, Strom und Spannung

• Bachelor Maschinenbau
• Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

Das Dampfkraftwerk wurde ca. 2008 aus HTO-Mitteln (High-Tech-Offensive Bayern) finanziert aufgebaut.

Dampfkraftwerke dienen zur Erzeugung elektrischer Energie sowohl aus fossilen wie auch aus regenerativen Energien. An diesem Prüfstand lernen Studierende den Aufbau und die Funktionsweise von Dampfkraftwerken sowie die erforderliche Mess- und Regelungstechnik kennen. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der Kraftwerkstechnik.

Dampfkraftwerk bestehend aus

• Dampferzeuger
• Überhitzer
• Turbine
• Kondensator
• Speisepumpe
• Generator
• Kühlturm
• Wärmeübertrager zur Wärmeauskopplung
• Wasseraufbereitung
• zugehörige Messtechnik zum Aufnehmen von Temperaturen, Drücken und Durchflussmengen

ca. 2006

Um regenerative Energien wie Solarstrahlung kontinuierlich nutzen zu können, bedarf es Energiespeicher. So kann mittels der Elektrolyse Wasserstoff aus überschüssigem Solar-Strom hergestellt werden und bei Bedarf in einer Brennstoffzelle wieder in elektrischen Strom umgewandelt werden. Diese Zusammenhänge werden mit diesem Versuchsaufbau anschaulich dargestellt. Strom-Spannungs-Kennlinien und Wirkungsgrade können ermittelt werden.

• Photovoltaische Solarzelle mit Beleuchtungseinrichtung
• Elektrolyseur mit Wasserstoff- und Sauerstoff-Speicher
• Brennstoffzelle
• Messtechnik zum Aufnehmen von Strom und Spannung

• Bachelor Maschinenbau
• Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

Der Prüfstand wurde ca. 1998 aufgebaut und ist teilweise eine Spende der Fa. Buderus.

Heizkessel dienen der Bereitstellung von Wärme für Heizzwecke und zur Warmwasserversorgung. An diesem Prüfstand lernen Studierende den Aufbau und die Funktionsweise von Heizkesseln sowie die erforderliche Mess- und Regelungstechnik kennen. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der Heiztechnik und der effizienten Energienutzung.

Heizkessel-Prüfstand bestehend aus

• Niedertemperatur-Ölheizkessel
• Brennwert-Gasheizkessel
• Platten-Wärmeübertrager zur Wärmeabfuhr
• der zugehörigen Messtechnik zum Aufnehmen von Temperaturen, Drücken und Durchflussmengen sowie Wärmemengen

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

2011

Gase sind das wichtigste Medium thermodynamischer Prozesse. Setzt man ideales Verhalten voraus, lassen sich einfache Beziehungen zwischen den thermodynamischen Zustandsgrößen Druck, Temperatur und Volumen herleiten. Mit den Versuchen werden diese, in der Vorlesung hergeleiteten Zusammenhänge, anschaulich dargestellt. Die dabei umgesetzten Arbeiten und Wärmen werden experimentell ermittelt und mit der Theorie verglichen.

• doppelwandige Glaszylinder-/Glaskolben-Einheit mit elektrischem Heizer und Kryomaten
• Messtechnik zur Erfassung von Temperaturen und Drücken

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

2011

Kalorimeter dienen zur Ermittlung der Verbrennungsenthalpie verschiedener Brennstoffe. Dabei werden definierte Mengen des zu untersuchenden Stoffes in den Reaktionstiegel eingebracht und mit Sauerstoff vollständig verbrannt. Es wird so lange Wärme an das den Tiegel umgebende Wasser abgegeben, bis ein Temperaturgleichgewicht vorliet. Aus der Messung der Temperaturänderung kann die Verbrennungsenthalpie ermittelt werden.

Bombenkalorimeter mit Temperaturmessung und Präzisionswaage

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

ca. 2005

Die selbständige Durchführung der Trennung eines binären Flüssigkeitsgemisches und die anschließende Versuchsauswertung soll Studierende befähigen, das im Modul Thermische Verfahrenstechnik angeeignete Wissen über thermische Trennverfahren praxisnah anzuwenden, zu vertiefen und den Einfluss wesentlicher Prozessparameter auf Qualität und Menge der gewonnenen Produkte zu erkennen.

Rektifikationsanlage aus Glas mit Glockenböden zum Trennen binärer Flüssigkeitsgemische, Dichtemessgerät

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

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Mischen und Rühren von fließfähigen Stoffen stellen wichtige verfahrenstechnische Grundoperationen dar. Studierende lernen ein Verfahren zur Beschreibung von Rührwerken mittels Ähnlichkeitskennzahlen, zur Ermittlung des optimalen Betriebspunktes sowie Grundlagen zum Scale-up von Rührwerken kennen. Die Teilnehmer erkennen die Vorteile der Versuchsdurchführung im Labormaßstab und der späteren Maßstabsvergrößerung. Theoretische Kenntnisse der Module Thermodynamik 1 und Thermodynamik 2 werden vertieft.

Rührbehälter

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

Inbetriebnahme 2015 (Ersteinsatz in Praktika im Wintersemester 2015/16)

Chemische Reaktionen in flüssiger Phase werden häufig in Rührkessel-Reaktoren durchgeführt. Gerade bei kleineren Produktionsmengen wird der diskontinuierliche Betrieb bevorzugt. Konkret sollen die Studierenden anhand eines klassischen Veresterungs-, Umesterungs- oder Verseifungsversuch die Bedienung eines diskontinuierlich betriebenen Rührkesselreaktors erlernen. Es werden wesentliche Grundoperationen der chemischen Verfahrenstechnik angewendet, darunter Temperieren und Mischen von Flüssigkeiten unter Einsatz eines Rührers und einer Dosiervorrichtung. Die Anlage ist zudem mit einer Prozessleittechnik ausgerüstet, welche die Studierenden bedienen. Über Temperatur- und Leitfähigkeitsmessungen werden Rückschlüsse auf die Wärmeübertragung im Reaktor, die Reaktionswärme und die Reaktionskinetik gezogen.

Versuchsaufbau Rührkesselreaktor, bestehend aus

• transparentem Rührkessel mit Heizung und Kühlung über einen Doppelmantel
• Thermostat zur Temperierung von Ausgangsstoffen und Reaktionsmischung
• Messtechnik zur Erfassung von Heizleistung, Leitfähigkeit, Temperaturen und Füllstand
• Prozessleittechnik zur Steuerung von Dosiervorrichtung und Rührer
• Datenerfassung über Schnittstelle und Software

• Bachelor Maschinenbau
• Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

Der Solarkollektor-Prüfstand wurde ca. 2002 aufgebaut, zuletzt 2015 modifiziert.

Thermische und photovoltaische Solarkollektoren dienen zur Nutzung der Solarenergie. Mit dem Solarkollektor-Prüfstand können Kennlinien thermischer und photovoltaischer Kollektoren sowie deren Wirkungsgrade ermittelt werden. An diesem Prüfstand lernen Studierende den Aufbau und die Funktionsweise thermischer und photovoltaischer Solarmodule sowie die erforderliche Mess- und Regelungstechnik kennen. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der Nutzung regenerativer Energien.

Solarkollektoren-Prüfstand bestehend aus

• Rahmen zur Aufnahme der Kollektoren
• Sonnensimulator inkl. Regelungstechnik
• Kryomat
• der zugehörigen Messtechnik zum Aufnehmen von Temperaturen, Durchflussmengen, Strahlungsintensität, Strom und Spannung

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

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Die zuverlässige Bestimmung von physikalischen Stoffeigenschaften ist grundlegende Voraussetzung für die Auslegung verfahrenstechnischer Apparate und Anlagen. Studierende lernen verschiedene Methoden zur Ermittlung der Viskosität und die Funktionsprinzipien der eingesetzten Geräte kennen. Theoretische Kenntnisse der Module Thermodynamik 1 und Thermodynamik 2 zur Ermittlung physikalischer Stoffeigenschaften werden vertieft. Für Newtonsche und Nichtnewtonsche Flüssigkeiten wird die Temperaturabhängigkeit der Viskosität festgestellt. Die selbständige Messung der Viskosität übt den Umgang mit den verwendeten Messgeräten.

• Cannon-Fenske-Kapillarviskosimeter
• Rotationsviskosimeter 

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

Inbetriebnahme 2015 (Ersteinsatz in Praktika im Wintersemester 2015/16)

Wichtige Kenngrößen chemischer Produktionsprozesse wie Raum-Zeit-Ausbeute, Selektivität und Umsatz hängen stark vom Reaktortyp und der daraus resultierenden Verweilzeitverteilung ab. Am Versuchsstand können Studierende dies anhand miniaturisierter Reaktoren selbst erfahren.

Durch kontinuierliche Konzentrationsbestimmung einer Markierungssubstanz wird für drei verschiedene kontinuierliche Reaktortypen je ein charakteristisches Aufenthaltsprofil ermittelt. Durch Auswertung der Profile und Vergleich mit theoretischen Erwartungen gewinnen die Studierenden wichtige Erkenntnisse über die Gültigkeit und Grenzen von Modellen und erlernen Methoden zur Ermittlung wesentlicher Prozessgrößen. 

Versuchsaufbau bestehend aus

• Kontinuierlich betriebenen Rührkesselreaktor
• Rührkesselkaskade und
• Strömungsrohrreaktor

Die Reaktoren sind jeweils ausgestattet mit

• PH-Messsonde
• Temperiermantel
• Zwei Edukteingängen und
• Zahnradpumpe zur Eduktförderung

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

ca. 1990, Umrüstung der Messtechnik ca. 2000

Wärmepumpen nutzen Niedertemperaturwärme, z.B. Erdwärme oder Grundwasser-Wärme zur Bereitstellung von Nutzwärme auf niedrigem Temperaturniveau, z.B. zu Heizzwecken. Die Studierenden lernen die Funktionsweise von Wärmepumpen kennen und ermitteln deren Effizienz in Abhängigkeit von der vorliegenden Temperaturspreizung.

• Wärmepumpe inkl. Wärmeübertrager zur Wärmeaufnahme und -abgabe
• Messtechnik zur Erfassung von Temperaturen, Durchflüssen, Drücken und Antriebsleistung

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

Zuletzt 2015 modifiziert.

Studierende lernen Aufbau und Funktion verschiedener Bauarten von Wärmeübertragern kennen. Theoretische Kenntnisse der Module Thermodynamik 1 und Thermodynamik 2 zur Berechnung von Wärmeübertragern mittels Ähnlichkeitskennzahlen werden vertieft. Der Einfluss wichtiger Para-meter auf die Betriebsweise von Wärmeübertragern wird erkannt. Die Messung von Temperaturen, Temperaturverläufen und Durchflüssen übt den Umgang mit Messgeräten.

• Doppelrohrwärmeübertrager
• Plattenwärmeübertrager

• Bachelor Maschinenbau
• Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

ca. 2001, im Wesentlichen durch Firmenspenden im Rahmen von Diplomarbeiten aufgebaut

Wärmeübertrager gehören zu den wichtigsten verfahrens- und energietechnischen Apparaten. An diesem Prüfstand lernen Studierende den Aufbau und die Funktionsweise von Plattenwärmeübertragern sowie die erforderliche Mess- und Regelungstechnik einer Anlage zum Beheizen bzw. Kühlen fluider Medien kennen. Sie erweitern ihre Kenntnisse im Bereich der nichtstationären Wärmeübertragung sowie auf dem Gebiet des Apparate- und Anlagenbaus.

• zwei Plattenwärmeübertragern
• einem Speicher
• drehzahlvariablen Kreiselpumpen
• sämtlicher Messtechnik zum Aufnehmen von Temperaturen, Drücken und Durchflussmengen

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

2012 eingerichtet

Der Wärmetransport in bewegten Fluiden erfolgt durch Konvektion. Der Zusammenhang zwischen Temperaturunterschieden, Strömungsgeschwindigkeiten, Stoffeigenschaften und Wärmestromdichte wird mittels der Ähnlichkeitstheorie durch die sog. Nußelt-Beziehungen beschrieben.

Die Studierenden verifizieren anhand verschiedener Versuchsreichen mit unterschiedlichen Geometrien und Strömungsgeschwindigkeiten die Zusammenhänge konvektiver Wärmeübetragung und vergleichen diese mit theoretischen Vorhersagen.

• Strömungskanal mit verschiedenen Einbauten
• Messtechnik zur Erfassung von Holzleistung, Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

2011 eingerichtet

Der Wärmetransport in Festkörpern und ruhenden Fluiden erfolgt durch Wärmeleitung. Der Zusammenhang zwischen Temperaturgradient und Wärmestromdichte wird durch das Fouriersche Wärmeleitungsgesetz beschrieben.

Die Studierenden verifizieren anhand verschiedener Versuchsreihen mit unterschiedlichen Materialien und Geometren die Zusammenhänge stationärer und instationärer Wärmeleitung und vergleichen diese mit theoretischen Vorhersagen.

• Versuchsaufbau zur Messung eindimensionaler Wärmeleitung in linearen und zylindrischen Strukturen
• elektrischer Heizer
• kryomat. Messtechnik zur Erfassung von Temperaturen

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

2011 eingerichtet

Jeder Körper mit einer Temperatur oberhalb des absoluten Temperatur-Nullpunkts gibt Wärme durch Strahlung ab. Die Energiedichte der hierbei emittierten Strahlung hängt von der Temperatur und den thermooptischen Eigenschaften der Oberfläche ab. Dieser Zusammenhang wird mit dem Stefan-Boltzmann-Gesetz beschrieben. Die Studierenden verifizieren anhand verschiedener Versuchsreihen die Zusammenhänge zwischen Strahlungsdichte und Temperatur, Abstand und Einstrahlungswinkel. Durch Verwendung unterschiedlicher Oberflächen wird der Einfluss der thermooptischen Eigenschaften untersucht. Die Messergebnisse werden mit theoretischen Vorhersagen verglichen.

• Optische Bank zur Messung der Wärmestrahlung mit Licht- und Wärmequelle
• Strahlungssensor
• Lesley-Würfel
• Messtechnik zur Erfassung von Temperaturen, emittierter und empfangener Strahlungsleistung

Bachelor Umwelt- und Verfahrenstechnik

2012, modifiziert 2015.

Findet ein Phasenwechsel (Verdampfung oder Kondensation) statt, werden große Energiemengen ohne Temperaturänderung des Wärmeträgers umgesetzt. Die Wärmestromdichte erhöht sich deutlich gegenüber der Konvektion ohne Phasenänderung.Den Studierenden werden die verschiedenen Bereiche der Wärmeübertragung durch Verdampfung anschaulich aufgezeigt. Dabei werden die Bereiche freie Konvektion und Blasensieden der Nukiyama-Kurve quantitativ erfasst und mit theoretischen Vorhersagen verglichen. Das Filmsieden mit anschließendem Burn-out wird in einem Demonstrationsversuch gezeigt.

Versuchsaufbau Verdampfung bestehend aus

• transparentem Glaszylinder mit Heizung und Kühlung
• elektrischem Heizer und Kryomaten
• Messtechnik zur Erfassung von Heizleistung und Temperaturen
• Demonstrator zur Darstellung des Filmsiedens mit Burn-out