Beiträge von indigo.blue

Prüfungsprotokoll März 2011

Prüfungsatmosphäre war top, ist ne 1,3 geworden. Hab drei Tage Vollzeit gelernt.
Prof. Schäfer hat sehr viel von dem gefragt, was auch in den Protokollen steht, fast nichts anderes. Bei zwei tiefer gehenden Fragen mußte ich passen.

- Er hat angefangen mit einem Problemgebiet und hat Re, Ma und Kn hingeschrieben, wollte wissen, was man damit anfängt.
- Randbedingungen nennen
- Wie kann das Gebiet vernetzt werden?
- Wie sind die elliptischen DGLn?
- Was sind xi und eta?
- Welche Bedingung muss eine Abbildung erfüllen, um eindeutig zu sein? det(J) ungleich Null
- Kann bei einer mit den elliptischen DGLn bestimmten Abbildung die det(J) ungleich Null werden?
- Was sind die Vorteile des Gitters aus elliptischen DGL gegenüber dem anderen?
- Was ist so schlimm an Knicken im Gitter? (Fehler werden größer)

- Wozu braucht man eine Bezier- Kurve?

- Welche Möglichkeiten hat man, um turbulente Strömung zu berechnen?
- Bei Turbulenz sagen, wie RB an der Wand gewählt werden. Erklären, worauf man bei Randmodell achten muss.
- Woher kommt der Reynolds-Spannungs-Term in der Turbulenzmodellierung?
- Warum ist nur dieser Term so schwierig? (andere sind nicht gekoppelt)
- Was ist die Bedeutung dieses Terms? (Korrelation)

- Lösung von Gleichungssystemen: Wie funktioniert CG- Verfahren?
- Wie muss eine Matrix konditioniert sein, damit das Gleichungssystem gut lösbar ist?
Größter und kleinster Eigenwert müssen mögl. nah beisammen liegen. (Wußte ich nicht)

- Was ist flux blending?

- Wie ist der Verlauf von Rechenzeit über #KV von CG, Jacobi und Mehrgitter?

- Was ist h- bzw. r-Adaptivität?
- Ein Kriterium nennen, mit dem man Stellen finden kann, an denen das Netz verfeinert werden muß.


Das Protokoll wurde im Maschinenbauer-Forum gepostet und an die Fachschaft geschickt.
Viel Erfolg bei der Prüfung!

Zu der 1b hab ich auch ne Frage: Ich seh nicht, warum der Term
1/2 grad(Phi) * grad(Phi)
in der ML richtig sein kann. Ist nicht
grad(Phi) = dPhi/dx + dPhi/dy und somit
grad(Phi) = df/dx + dg/dy (f,g aus Separationsansatz, nur f hängt von x ab und nur g hängt von y ab)?
dann müßte aber
grad(Phi) = -v_k/h * (x-y) sein.
und somit 1/2 grad(Phi) * grad(Phi) = 1/2 * (x-y)^2
sein. Oder?

EDIT: Vergesst es, ich hab den Fehler. grad(Phi) ist ja ein Vektor, daher ist die ML natürlich richtig.
Kann man hier nen Beitrag eigentlich auch wieder löschen? Der hier ist ja nu nicht so wertvoll.
Wie konnte ich nur an Dr. Marschalls ML zweifeln

Mikroverfahrenstechnik bei Prof.Hardt, MNF(CSI)

Hi,
nach meiner Prüfung hier mein Protokoll:

Prüfungsprotokoll Mikroverfahrenstechnik, Nov.2010 bei Prof. Hardt

Vorbeitung: Prüfungsvorbereitung ca. 1,5 Wochen in Teilzeit (schätzungsweise 4 Tage Vollzeit)
Alle Vorlesungen und Übungen besucht
Note: 1,3

Die Atmosphäre in der Prüfung war sehr angenehm, Prof Hardt hat zu jeder Frage einleitend beschrieben, worum es geht. Das war bei ihm ausführlicher als bei manch anderen Profs (Janicka, Epple). Bei Missverständnissen hat er Hinweise gegeben und weiter präzisiert, wie er die ursprüngliche Frage gemeint hatte, bei Schwierigkeiten hat er Tips gegeben und weitergeholfen. Obwohl das mehrfach nötig war, kam trotzdem noch eine sehr gute Note dabei raus, wobei ich durch die Hilfen meistens noch auf das kam, worauf seine Frage abzielte.

Fragen:
- Was sind die Unterschiede von Mikroreaktoren zu Makroreaktoren?
Bessere Ausbeute, bessere Selektivität, bessere Raumzeit-Ausnutzung
- Welche Effekte sind dafür verantwortlich?
●Genauere Kontrolle der Parameter wegen genauer Kenntnisse der Strömung
- Wie ist das konkret bei einer Beispielreaktion?
●Bei A+B --> C --> D (D unerwünscht, C erwünscht) kann die Reaktion präzise abgebrochen werden, sobald C erreicht ist, weil die benötigte Verweilzeit und die Strömungsgeschwindigkeit bekannt sind und so nur die Länge des Kanals eingestellt werden muß
- In der MVT ist die Strömung laminar. Wie sieht man, ob die Strömung laminar oder turbulent ist? Was sind die Grenzwerte für laminare Strömung?
●Kanalströmung schlägt bei Re=2300 von laminar in turbulent um
●Bei Re<1 kann die rechte Seite der NSG vernachlässigt werden à Stokes-Gleichung
- NSG aufschreiben
- Stokes- Gleichung aufschreiben, warum ist Stokes so viel einfacher als NSG?
●Nichtlinearer Term (Konvektiver Term mit u²) fällt weg
- Welche Eigenschaften der Stokes- Gleichung ergeben sich daraus?
●Strömung ist reversibel und Ergebnisse sind superponierbar (da lineare Gleichung)
- Was heißt das für eine Strömung, z.B. bei schlagartiger Querschnittserweiterung (aufzeichnen)?
●Stromlinien bilden sich gleich aus, egal, wie herum die Erweiterung durchströmt wird
- Wie würde sich die Strömung im Vergleich bei größer werdender Re-Zahl verändern?
●Ablösewirbel im Bereich des Übergangs würden sich bilden

- Wie sieht ein typischer Gasphasenreaktor aus?
●Kanal mit Katalysator an der Wand
- Wie verläuft die Reaktion?
●Eduktgas(e) diffundieren in die Katschicht und reagieren dort. Produkt diffundiert wieder aus Katschicht heraus
- Wodurch wird Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt?
●Durch Diffusionsgeschwindigkeit
- Wonach unterscheidet man poröse Materialien?`
●Porosität
- Wie ist diese definiert?
●Hohlraum/Gesamtvolumen
- Wodurch noch? (Den Begriff wusste ich nicht und hab ich auch schon wieder vergessen, aber es war die Länge eines theoretischen Kanals im Material bei der Durchströmung bezogen auf die tatsächliche Dicke des Materials, also wie „verwinkelt“ das Material sozusagen ist)

- Mikromischer: Der einfachste Mischer ist ein Laminationsmischer. Wie kann man ihn am einfachsten verbessern? Hilfe: Fokussierung, warum wird es dadurch besser?
●Weil durch die Fokussierung die Diffusionslänge verkürzt wird
- Wie wirkt sich das auf die Mischzeit und Mischlänge aus?
●Mischzeit verkürzt sich quadratisch, Mischlänge linear mit der abnehmenden Diffusionslänge (dazu Diffusionszeitskala wissen)

- Mehrphasenreaktor: Welche Typen gibt es?
●Kanalreaktor mit plug flow und Fallfilmreaktor
- Fallfilmreaktor aufzeichnen, wie funktioniert er?
●Flüssigkeit fällt nach unten, Gas strömt im Gegen- oder Gleichstrom daran vorbei und diffundiert in die Flüssigkeit, wo die Reaktion stattfindet
- Warum kann die Oberfläche aufreißen?
●Marangoni- Konvektion wegen temperaturabhängiger Oberflächenspannung kann zu langwelligen Störungen der Filmdicke führen, die instabil werden können und zum Aufreißen führen können (gerade dazu hatte ich glücklicherweise noch vor der Prüfung den Assistenten gefragt, weil ich das in der Vorlesung überhaupt nicht verstanden hatte, sonst hätte ich den Grund mit der Marangoni- Konvektion wahrscheinlich nicht gewußt)


Nachdem ich jetzt die zweite Seite schon angefangen hab, kann ich ja noch was darüber schreiben, wie ich die (noch recht neue) Veranstaltung fand:
Ich fand die Veranstaltung recht interessant, weil sie eine Möglichkeit bietet, noch in die Verfahrenstechnik reinzuschnuppern, auch wenn man nicht bei Hampe im 5. Semester damit angefangen hat (was ich nicht habe). In der VL steht die Mikrofluidik mit der Mischung im Vordergrund, was ich interessant fand. Besonders bemerkenswert fand ich, die Herangehensweise, die wohl für Physiker typisch ist, kennenzulernen, da sowohl Prof. Hardt als auch der Assistent Dr. Baier, Physiker sind. Der Prof hangelt sich stark an Zeitskalen entlang, mit deren Hilfe man schnell Einblicke in die dominierenden Effekte in einem Prozess bekommen kann. In den Übungen fand ich faszinierend, wie man mit ein paar Zeitskalen und dimensionslosen Kenngrößen schnell Infos über einen Prozess kriegen kann, auch wenn man fast nichts darüber weiß.
Die Vorlesung haben wir zu dritt besucht, wobei einer nur Gast war… Insofern war es recht intensiv, allerdings ist der Vortragsstil von Prof. Hardt nicht so mitreißend, dass er mich vor dem Mittagsloch bewahren konnte, wodurch ich leider die letzten zwanzig Minuten der VL oft vor allem versucht hab, die Augen offenzuhalten und mein Suppenkoma zu verbergen…

Naja, mein Fazit ist trotzdem positiv und ich möchte die Veranstaltung weiterempfehlen.

Das Protokoll gebe ich an die Fachschaft und poste es im Maschinenbauerforum.

EDIT: Habe den Thread mal hierher verschoben, den Titel umbenannt und das „[font=&quot]o [/font]“ durch einen „●“ ersetzt.

Gruß Mark

Prüfung Thermische Turbomaschinen vom 28.7.2010
Prof. Schiffer

Note: 1,7 (nicht allzu locker bewertet, Abzüge gab es wegen Hilfestellungen. Als ich wußte, worauf er hinauswollte, konnte ich fast alles beantworten)
Aufwand: ca. eine Woche lernen

Folgende Fragen sollte ich beantworten:

• Gasturbinen:
  
  
  • Wie kann man Gasturbinen verbessern? (+Wirkungsgrad durch regenerative Wärmeübertragung, +Leistung durch Zwischenkühlung, Zwischenüberhitzung, an heißen Tagen Wassereinspritzung)
  • Zwischenkühlung: h-s-Diagramm zeichnen, wieso wird Leistung erhöht? (Weniger Verdichterarbeit wegen höherer Dichte des Gases)
  • Was ist Zwischenüberhitzung? (Zweite Brennkammer + weitere Turbine)
  • Was passiert bei der Wassereinspritzung? (An heißen Tagen steigt VD-Arbeit, Wasser kühlt beim Verdampfen das Gas und erhöht damit Dichte --> wieder weniger VD-Arbeit)
  • Was passiert bei Schwankungen des Umgebungsdrucks? (Weniger Druck --> geringere Dichte --> mehr VD- Arbeit --> weniger Leistung, kam ich nicht sofort drauf)
  • Wie wird die Leistung einer Gasturbine geregelt? (Massenstrom, der über LE-Verstellung im VD)
  • Was passiert dabei? (Querschnitt im LE kleiner --> weniger m_p, Ablösung an LA --> Verluste)
  • Wie sieht das im Verdichterkennfeld aus? (Zustandsverschiebung entlang Schlucklinien)
  • Wie sieht die Veränderung an heißen Tagen aus? (Wußte ich nicht)
  • Was ist der Parameter der Schlucklinien? (Wußte ich auch nicht, er sagte mir: Höhere Schlucklinien mit sqrt(Tt4/Tt1), dann konnte ich sagen, dass man sich an heißen Tagen nach unten bewegt)
  • Wie könnte man theoretisch die Leistung noch regeln? (TET)
  • Warum macht man das nicht? (Thermische Wechselspannungen vermeiden, keine Erhöhung wegen Schadstoffen)
  • Wie hoch sind die Temp. in einer GT? (bis zu 1450-1500°C)
  • GT haben eine Lebensdauer von ca. 100.000h. Halten alle Komponenten die komplette Zeit? (Nein, Schaufelbeschichtungen müssen nach ca. 20.000h erneuert werden)
  • Was für Beschichtungen sind das? (Gegen Korrosion/ zur Wärmedämmung)
  • Welche Beschichtungen gegen Korrosion? (Alitieren, MCrAlY mit PVD aufbringen)
• GT werden oft in GuD eingesetzt.
  
  
  • Was möchte man dazu gern erreichen? (Austrittstemp. hoch genug, dass DT sich lohnt)
  • Wie wird das gemacht? (Da kam ich etwas ins Schleudern, ich hab es mit "weniger Leistung an der GT abgreifen" probiert, er wollte aber "TET erhöhen" hören - war mir nicht klar)
  • Wie sind die Wirkungsgrade von GT / GuD? (max 40 / 60%)
• Radialmaschinen:
  
  
  • Warum setzt man rückwärts gekrümmte Schaufeln ein? (Erste AW: Die Strömung neigt sich wegen der Trägheit des Gases der DS zu, daher kommt es an der SS leichter zu Ablösungen. Deshalb Rückwärtskrümmung, um diese Ablösungen zu vermeiden. Damit war er nicht ganz zufrieden, ich weiß nicht, ob das falsch war, ich glaube er hat gesagt, es wäre zumindest zutreffend...)
  • Welchen Grund gibt es neben der Sekundärströmung noch für r.g.Schaufeln? (Verminderung der Austrittsgeschwindigkeit --> geringere Gefahr, im Überschall zu landen)
  • Geschwindigkeitsdreiecke aufzeichnen für radiale / r.g. Schaufeln
  • Was passiert mit der VD- Leistung? (Sinkt)
  • Warum genau? (Weniger Umlenkung, er wollte aber was anderes hören)
  • Direkte Frage: Was beeinflusst die VD-Arbeit? (u und c_u)
  • Wo sind die in den Dreiecken zu finden? (Da brauchte ich nen Moment, bis ich mich in dem Wust zurechgefunden hatte, habs dann aber gefunden)
  • Wie kommt es zu der Sekundärströmung? (Radial durchströmter Kanal, der sich dreht --> Stromlinien stauen sich wegen Massenträgheit (Corioliskraft) an der Druckseite)

Ein oder zwei Frage hab ich vergessen, aber das meiste hab ich.
Das Protokoll ging als email ins Lernzentrum.
Viel Erfolg beim Lernen!

Hi,
Prüfung war etwas seltsam:

1. Generelles:
a. Reserven, Ressourcen, totale Ressourcen definieren
b. static lifetime def.

2. Schadstoffe:
a. wie wird SO2 abgeschieden (Nass-REA: Kalkwasser eindüsen, Trocken-REA bei WS: Kalkstein direkt eingeben)
b. Wie lautet die Reaktion? (CaCo3 à CaO+ CO2, CaO + ½ O2 + SO2 à CaSO4)

3. CCS:
a. alle 3 Verfahrenskategorien nennen + Beispiele
b. Carbonate Looping:
i. Was passiert im Einzelpartikel? (Reaktion an der Oberfläche, CaO + CO2 à CaCO3)
ii. Bei welchen Temperaturen läuft die Reaktion ab? (900°C ?)
iii. Was ist die oberste und unterste Temp, bei der der Prozess ablaufen kann? (700, 1050, war wohl falsch…)
iv. Ist diese Reaktion schnell? (ja)
v. Wie verläuft die einzelne Reaktion über der Zeit? Diagramm zeichnen! (zuerst degressiv gezeichnet, war wohl falsch, dann konstant + abfallend für Reaktion an der Oberfläche, war wohl auch nix)
c. MEA:
i. Was bewirkt O2 in MEA? (Degenertation der Amine) Wie kann man O2 vermindern? (weniger Luftüberschuss)
ii. Kann man einen Katalysator nutzen, um unverbrannten Brennstoff nachzuoxidieren? (Prinzipiell ja, macht man aber nicht)
iii. Welche Rolle spielt NOx bei der MEA? (Degeneriert die Amine)
iv. Was ist NOx überhaupt? (NO und NO2)
v. Was davon behindert die MEA? (keine Ahnung)
vi. In welchen Anteilen entstehen NO und NO2? (keine Ahnung, hab geraten)
vii. Was kann man auf der Strasse eher messen, NO oder NO2? (Hab NO gesagt, war wohl falsch, anscheinend oxidiert das NO noch weiter, wenn O2 da ist)
4. LuVo:
a. Wozu baut man LuVo? (Wirkungsgradverbesserung, Abwärmenutzung, Verbrennungsluft vorwärmen
b. Wie heißt so ein Gerät? (Regenerator)
c. Wie ist ein LuVo aufgebaut? (LuVo mit 3 Fludien von oben zeichnen, optimale Aufteilung angeben)
d. Was ist schlimm an Leckageluft? (Erhöhte Verdicherleistung nötig)
e. Was wäre schlimm daran, wenn es Leckage vom Rauchgas zur Frischluft gäbe? (Erosion der Rohre durch Staubpartikel)

Die Fragen zu den Reaktionsmechanismen und den begrenzenden Faktoren fand ich komisch, weil er das in der VL kaum angesprochen hat, wenn ich mich recht erinnere.

Wieso ist für die Viskositätsgrenze die Viskosität des Gases entscheidend?
Viskositätsgrenze ist wichtig für Temp. knapp oberhalb der Schmelzgrenze (Skript S.96). Bei sinkenden Temperaturen werden Flüss. zäher, Gase aber weniger zäh. Wieso ist dann also die Viskosität des Gases entscheidend?
Im Skript steht noch, dass der Dampfdurck und die Dampfdichte knapp oberhalb der Schmelztemp. sehr gering sind. Aber wird der Dampfdruck nicht durch p_v = p_l + sigma*K bestimmt?

Zu 1: Die Formel gilt z.B. bei einer Dampfblase in Flüssigkeit. Insofern geht es um einen zweiphasigen Zustand. Aufgrund der Krümmung und der Oberflächenspannung stellt sich ein Druckunterschied zwischen Dampf und Flüss. ein. Beide Drücke liegen unter dem Sättigungsdruck p_sat(T). Dementsprechend sind sowohl Dampf als auch Flüss. überhitzt, was mit der angesprochenen Formel berechnet werden kann.

Aus 16.02.09:
Kräfte, die beim Partikel im Vergleich zur Gasblase überwiegen? Welche sind das? Wo kann ich es nachlesen?

Ich vermute:
- die Widerstandskraft spielt beim umströmten Partikel eine größere Rolle, weil die Blase sich beim großem Widerstand verformen kann, wodurch der Widerstand sinken müßte
- Auftriebskraft (resultierend) müßte in derselben Größenordnung liegen, weil die Dichteunterschiede in beiden Fällen ähnlich sein können
- Virtuelle Massenkraft spielt bei Blase in Flüssigkeit eine größere Rolle als bei Partikel in Gas, da hier das mitbeschleunigte Volumen eine höhere Dichte hat. Bei Partikel in Flüssigkeit müßte die Kraft ähnlich sein, weil die Dichte ähnlich ist
- Druckkraft: gleich
- Bassetkraft (was ist das eigentlich, verstehe das Skript hier nicht): Nur bei Partikel?
- Oberflächenspannungskraft: Nur bei Blase...?

Also: Widerstandskraft, evtl. Virt. Massenkraft und Bassetkraft spielen bei Partikel größere Rolle. Ist das richtig?

Ich tippe auf Kapitel IX.2 (Skript S.133-140). Dort wird die Größe der Gasblase und ihre Steiggeschwindigkeit berechnt. Was sagt Ihr?

Hi,
hat jemand Lust, morgen (Sonntag) oder Montag Vormittag die Prüfungsprotokolle durchzuarbeiten?
Ich hab am Dienstag, 23.2. Prüfung.
Ist etwas kurzfristig, aber vllt schaut ja jemand zufällig rein...
Falls jemand Lust hat, gerne auch per PN antworten.

Jemand war bei Kloberdanz und hat nachgefragt:
Herr Birkhofer hat wohl die Unterlagen mitgenommen, das Thema kann erst morgen online gestellt werden.

Fragt sich nur WANN morgen, hoffentlich ist es bis zum nächsten verabredeten Termin zum Lernen da...

Ich finds nicht in Ordnung, daß sie beim pmd niemanden finden können, der entsprechende Infos online stellen kann. Ich will gern planen, wann ich was arbeite.
Das Problem kann wohl nicht sein, daß man beim PMD nicht weiß, wie man strukturiert arbeitet, das lehren sie ja immerhin. Bei zu viel Arbeit muß allerdings immer das mit der geringsten Priorität leiden, kann man aus diesem Gedanken Rückschlüsse darauf ziehen, für wichtig die Studenten in Prof. Birkhofers Institut gehalten werden?

Hallo NaturalSound,

ich denke, hierbei kommt es auf folgenden qualitativen Zusammenhang an:

hier spielt die Druckabhängigkeit der Hin- bzw. Rückreaktion (Vorlesung 6) eine Rolle, Vorwärtsreaktion rf~p³, dagegen Rückwärtsreaktion rf~p²

mit Druckeinfluß:
- unimolekulare Reaktion: rf = kf(T) cA ~ p
- bimolekulare Reaktion: rf = kf(T) cA cB ~ p²
- trimolekulare Reaktion: rf = kf(T) cA cB cC ~ p³

Also würde hier der Graph bei höherem Druck steiler sein müssen, weil dann die Vorwärtsreaktion schneller ist als bei geringerem Druck.

Konnte ich helfen?

EDIT: Wann hast Du die Prüfung? Ich bin nächsten Mittwoch dran.

Gruß,
garfunkel.s

Wir haben letzte Woche Montag dort Klausur geschrieben, scheint alles in Ordnung zu sein.