Beiträge von blur

Hi,

hatte gestern Prüfung bei Herrn Bertrand. Ich denke er würde das Thema nicht ausschließen, in der Prüfung kam jedoch keine einzige Frage zu dem Gastvortrag dran. Anders bei Space-Debris, auf den Teil würde ich mich unbedingt vorbereiten!

Würde auch gerne ein Protokoll schreiben, allerdings kann ich mich nicht mehr an viele Fragen erinnern. Die meisten sind allerdings aus den Beispielfragen gewesen oder in den vorhandenen Protokollen hier in der Database schonmal aufgetaucht.

Schöne Grüße und viel Erfolg!

Ich bin zwar notentechnisch ganz gut dabei weg gekommen, war aber trotzdem überrascht über den Schwierigkeitsgrad der Klausur. Zumal Prof. Hardt in einer Vorlesung mal gesagt hatte, das Niveau der Klausur sollte in etwa beibehalten werden.
Dass dann nach dem besagten Schnitt auch noch eine Durchfallquote von fast 30% (18/64) entsteht, hatte ich im Master eigentlich nicht für möglich gehalten.

Bevor die Erinnerungen versiegen, würde ich gerne ein Protokoll für die heutige Prüfung anlegen. Im Folgenden das, woran ich mich erinnere. Bitte postet eure Ergänzungen!

Aufgabe 1 - Modalanalyse
Ein Hochhaus sollte als Zweimassenschwinger modelliert werden. Die obere Masse m ist über die Steifigkeit [tex]k_2 = 2k[/tex] mit der unteren Verbunden. Die untere Masse (ebenfalls m) ist über eine Steifigkeit [tex]k_1 = 3k[/tex] und einen Dämpfer [tex]d[/tex] mit dem Boden [tex]x[/tex] verbunden.
a) Mechanisches Ersatzschaltbild erstellen
b) Schaltplan aus elementaren Prozesselementen ableiten, dabei die Energieflüsse angeben
c) Bewegungsgleichungen aufstellen. Wie erhält man die Bewegungsgleichungen ohne Freischneiden? Wie geht man dabei mit der Dämpfung um?
d) Zerlegung und modale Koordinaten beschreiben, es sollten außerdem die Eigenfrequenzen des ungedämpften Systems bestimmt werden.
e) Was ist der Vorteil der Modalanalyse)

Aufgabe 2 - Techno-Ökonomische Optimierung
Es soll für ein Schiff mit Verbrennungsmotor, der einen Propeller antreibt, eine Optimierung durchgeführt werden. Dabei soll das Schiff über die Lebenszeit 1000 mal die Strecke s zurücklegen. Der Ertrag soll proportional zur Schifffläche und antiproportional zur Zeit sein.
Gegebene Größen: [tex]A, \eta_{Fr}, \eta_{mechanisch}, \text{Brennstoffmasse}\,m_t, \text{Verbrennungswärme}\,H_t, s, \rho_w, c_w, \text{mittlere Geschwindigkeit}\,v_s, F_w=\frac{1}{2} c_w \rho_w A v_s^2, \text{Investitionskosten}\,K_I = k_i A^{1,5}, r, \\ \text{Kosten für Brennstoff}\,k_T[/tex]
a) Berechnen des verbrauchten Brennstoffes in Abhängigkeit der mittleren Geschwindigkeit [tex]v_s[/tex]
b) Aufstellen der Zielfunktion sowie Optimieren bezüglich der mittleren Geschwindigkeit [tex]v_s[/tex], dabei sollten die Investitionskosten unberücksichtigt bleiben.
c) Aufstellen der Zielfunktion sowie Optimieren bezüglich der Fläche [tex]A[/tex], hier sollten die Investitionskosten berücksichtigt werden.

Aufgabe 3 - Kurzfragen
a) Gegeben war ein Lager mit Reibmoment [tex]M_R[/tex], wirkende Kraft [tex]F[/tex], Volumen [tex]V[/tex] sowie [tex]\rho, \eta, g, \Omega[/tex]. Man sollte das Reibmoment in abhängigkeit der anderen Größen bestimmen sowie die dimensionslosen Größen angeben (habe das so verstanden, dass man eine Dimensionsanalyse machen sollte).
b) Gegeben waren zwei Durchflusssensorn mit unterschiedlichem Einsatzbereich sowie deren systematischer Fehler. Es sollte beurteilt werden, ob der Volumenstrom einer Pumpe drehzahlabhängig ist. Hierfür waren zwei Messreihen mit jeweils 200 Messpunkten gegeben (Mittelwert und Standardabweichung), wobei die Messreihen jeweils mit dem anderen Sensor ermittelt wurden. Außerdem wurde der Studentsche Faktor mit 1,96 angegeben.
c) Nichtlineare Differentialgleichung war gegeben. Diese sollte linearisiert und die Eigenfrequenz angegeben werden.
d) Cordier-Diagramm: Zu einem gegebenen Bauraum, Volumenstrom und Förderhöhe sollte die optimale Pumpe ausgewählt werden. Dabei waren die beiden dimensionslosen Kennziffern anzugeben.
e) Was ist das elektrische Analogon zur Wärmekapazität bei thermischen Vorgängen?
f) Nennen Sie drei Arten von Energien, die mit Teilchen transportiert werden können.
g) Neben Axiomen verwenden Sie drei andere Arten von Gleichungen. Benennen Sie diese.

Wie gesagt, daran erinnere ich mich noch. Kann sein, dass das ein oder andere nicht ganz richtig ist.

Wie fandet ihr die Klausur? Vom letzten Jahr hab ich viel schlimmes gehört, von daher war ich auf alles gefasst. Im großen Ganzen fand ich die Klausur anspruchsvoll, aber machbar. Es wurde eigentlich alles aus den Vorrechenübungen abgefragt.

@plitani2

Ich hab die oberste Gleichung auf Seite 234 benutzt und nicht auf die Formelsammlung geschaut. Dort steht [tex]\nabla \cdot (c_i u^*)[/tex]. Aber wenn ich ehrlich bin traue ich ja eher der Formelsammlung. Wie hast du dann weitergerechnet, kannst du deine Lösung auch mal hochladen?

Hallo zusammen,

hier mein Lösungsvorschlag für die SS15 A3. Bin mir bei der Aufgabe absolut nicht sicher, ist mMn die schwierigste der bisherigen Klausuraufgaben.

Schöne Grüße
blur

@michi6389 sicher dass du die richtige Lernzielsammlung hast? Die ganzen Themen rund um Produktentwicklung wurden afaik nicht in der Vorlesung behandelt und sind in der Lernzielsammlung SoSe15 auch nicht drin.

Hallo,

hier das, woran ich mich noch erinnere. Wie immer ohne Gewähr!

Kennfeld eines Triebwerksverdichters zeichnen
-Definition der Ähnlichkeitskenngrößen
-Welche Ähnlichkeitskenngrößen kennen Sie noch und wieso werden sie vernachässigt?
→Reynoldszahl, vernachlässigt weil so hoch, dass keine Auswirkung aufs Kennfeld
→Prandtlzahl, vernachlässigt weil nur von Stoffgrößen abhängig, deren Abhängigkeit von der Temperatur im Kennfeld vernachlässigt werden kann
-Wann sollte die Reynoldszahl nicht vernachlässigt werden?→Wirkungsgradlinien in das Kennfeld zeichnen

Was passiert, wenn das Triebwerk in den Teillastbetrieb geht? Was passiert im vorderen Teil des Verdichters?
-Geschwindigkeitsdreiecke zeichnen
→ c_ax nimmt wegen niedrigerem Druckverhältnis und damit abnehmender Dichte mehr ab als Umfangsgeschwindigkeit
-Was kann mit dem Verdichter passieren?
→Rotating Stall und Pumpen

Bei der Behandlung des Betriebsverhaltens werden bestimmte Linien im Kennfeld aufgetragen, welche Linien sind das? In Verdichterkennfeld einzeichnen!
-Schlucklinien, Gleichung für Steigung aufschreiben

Wofür werden Vorleiträder im Triebwerk eingesetzt? Wofür in einer Gasturbine?
-Wohin rutscht mein Betriebspunkt bei der Verstellung der Vorleiträder in einer Gasturbine? Einzeichnen

Typische Größen für Turbineneintrittstemperatur und Druckverhältnis für Triebwerk und Gasturbine
-Warum sind diese so unterschiedlich? Welche Auswirkungen hat das?
→Höheres Druckverhältnis bedeutet nicht automatisch eine höhere Lebensdauer der Schaufeln, da bei gleichem Druckverhältnis die Schaufelzahl und das Stufendruckverhältnis anders sein kann
→Höherer Wirkungsgrad bei höherem Druckverhältnis
→Niedrigere Lebensdauer bei höherer TET
-Wieso kann ich beim Triebwerk bei gleich hohem Druckverhältnis nicht dieselbe Turbineneintrittstemperatur einstellen wie bei einer Gasturbine?
→h-s-Diagramm: bei niedrigerer TET reicht das Restgefälle nach der Turbine nicht mehr aus, der Schub nimmt ab (Schubkraftgleichung können!)

Welcher Grundgedanke steckt hinter der Einführung der Zweikreistriebwerke, wenn sie sich die Schubkraftgleichung anschauen? Warum wird das gemacht?
-Verminderung der Austrittsgeschwindigkeit, Erhöhung des Massenstromes→Gleicher Schub, Lärmminderung
-Welche Lärmarten kennen Sie?
→Monopol, Dipol, Quattropol

Wie entsteht der Lärm beim Strahlaustritt des Triebwerkes?
-Entstehung von Wirbeln durch Ausmischung des Strahles mit der Umgebung
-Warum entstehen Wirbel?
→Scherung durch Viskosität

Welche Lärmart liegt beim Strahllärm vor?
→Monopollärm: Schwankungen im Massenstrom
→Quattropollärm: Wirbel
→Breitbandlärm, weil Wirbel mit unterschiedlicher Größe entstehen

Gruß und viel Erfolg bei der Prüfung
blur

Klingt in jedem Fall interessant. Danke für die Infos! Ich denke ich werde es mal auf einen Versuch hin ankommen lassen.

Wie detailliert wird denn in der Vorlesung/Übung auf FEM, MKS und CFD eingegangen? Sprich lohnt sich der Besuch um den Einstieg in diese Themen zu finden? Gibt es dazu Übungen?

Überlege auch den Kurs zu besuchen weil ich im Bereich Simulation bisher wenig gemacht habe.

Hallo Heisenberg,

hoffe die Antwort kommt nicht zu spät. Bei der Nutzarbeit wird die an der Umgebung verrichtete Arbeit abgezogen. Da die Umgebung im Zustand 1 mit dem Kolben im mechanischen GGW ist ist also der Umgebungsdruck gleich p1. Daher wird p1 im Integral noch abgezogen.

Bei der c wird für die Berechnung der Volumenänderungsarbeit zur Nutzarbeit wieder die Umgebungsarbeit hinzuaddiert (die ist negativ). Bildlich gesprochen: Durch die zu verrichtende Arbeit an der Umgebung (ist ja ein Widerstand) ist die nutzbare Hubarbeit des Zylinders viel niedriger als die Arbeit, die durch das einströmen des Fluides in Volumenänderungsarbeit umgesetzt wurde.

Gruß
blur

Danke für den Tipp.
Im Prinzip müssen doch die 6CP von Strukturdynamik ersetzt werden, oder? Das heißt bei einem Fach aus WPB2 mit 4CP muss ich noch ein zweites auswählen.

Also ich habe genau das aus der Vorlesung in Erinnerung. Sprich der Drehsinn der Nummerierung muss bei allen Elementen gleich sein. An welchem Eckpunkt man anfängt zu zählen spielt aber keine Rolle, das wird in der Koinzidenzmatrix festgehalten.

Warum das aber so sein muss kann ich auch nicht sagen.

Gerne

Du hast Recht, der gesamte Kreisprozess ist geschlossen. Es geht aber beim ersten Hauptsatz immer um das System, das du durch ziehen der Systemgrenze betrachtest. Wenn du also den ersten Hauptsatz um den gesamten Kreisprozess ziehst, so ist dein System geschlossen und damit ∑Mj(hj)=0.
Ziehst du deine Systemgrenze aber nur um die Zustandsänderung 2->3 (so wie ich das oben gemacht habe), so liegt deine Systemgrenze ja quasi "auf der Leitung" und es fließt etwas in dein abgegrenztes System rein und auch was heraus. Daher kann ∑Mj(hj) nicht 0 sein.

Hoffe das hilft dir weiter.

Weiß nicht genau, wieso meine Erklärung falsch sein soll.
Der Prozess ist ein stationärer Kreisprozess (steht so auch in der ML), der von außen geschlossen ist. Wenn ich nun den ersten HS um die Zustandsänderungen 2->3 aufstelle, "schneide" ich den Prozess auf und komme folglich zu einem "offenen System bei dissipationsfreier Kompression/Expansion ohne Verrichtung mechanischer Arbeit", das ganze natürlich für einen Zu- und Abstrom. Die Formeln dafür stehen prinzipiell auf der Formelsammlung, die isobare ZÄ taucht da aber nicht auf.

Der erste HS nach Eulerscher Betrachtungsweise liefert: linke seite 0, da stationär, Arbeit wird auch keine verrichtet: 0=q_23+h_2-h_3. Das ist umgestellt dasselbe was in der Lösung steht.
Das ganze geht auch nach Lagrange'scher Betrachtungsweise, dabei ist die linke Seite nicht null, das System ist aber geschlossen und es wird Volumenänderungsarbeit verrichtet. Alles richtig eingesetzt kommt dasselbe raus wie nach Euler (muss auch so sein)

Hi Zeta
Dein Denkfehler liegt darin, dass du nicht um einen Fließprozess bilanzierst. Es geht nicht direkt aus der Aufgabenstellung hervor aber es geht um ein umfliessendes Medium und nicht um einen Kolben oder so etwas.
Viel Erfolg weiterhin!

1.) Erläutern Sie das Funktionsprinzip der Brennstoffzelle.

2.) Sinngemäß: Gleichraumprozess im T-s-Diagramm zeichnen, zu- und abgeführte Wärmen kennzeichnen, anschließend Änderung des Diagramms bei Wandwärmeverlusten einzeichnen und kurz erläutern.

3.) Was versteht man unter einem Blockmotor? Wo liegen die Vor- und Nachteile einer solchen Konstruktion? Geben Sie alternative Konstruktionen an.

4.) Was beschreibt die Cetanzahl? Welche beiden Verfahren zur Ermittlung der Cetanzahl gibt es? Wie ist jeweils die praktische Vorgehensweise zur Ermittlung der Cetanzahl? Wie ist die Cetanzahl von Diesel, wie von Synfuel?

5.) Wie ist der Grenzwert für den Schwefelanteil im Kraftstoff in
Deutschland? Wie hoch ist üblicherweise der tatsächliche Anteil?

Was bewirkt der Schwefel im Kraftstoff? Wie wirkt sich der Schwefel im
Kraftstoff bei den verschiedenen ottomotorischen Konzepten und wie bei
Dieselmotoren mit / ohne Kat aus?

6.) Was versteht man unter dem Ausdruck "Mitteldruck"? Erläutern Sie diesen
a) anhand des p-alpha-Diagramms
b) mit Hilfe der Definitionsformel
c) mit eigenen Worten
Geben Sie einen Formelausdruck für den Zusammenhang zwischen effektiver Leistung und effektivem Mitteldruck an.

7.) Wie viel kg Luft sind notwendig um 1 kg Benzin stöchiometrisch zu verbrennen? Benennen Sie den Kennwert, der angibt, wieviel Luft für die stöchiometrische Verbrennung des Kraftstoffes benötigt wird.

8.) Es sollte die örtliche lambda-Verteilung für einen DI-Otto und einen DI-Diesel für ein globales lambda von 3 skizziert werden.

9.) In welchem Bereich liegt üblicherweise der Elektrodenabstand? Diskutieren Sie den Einfluss eines großen und eines kleinen Elektrodenabstands.

10.) Es ging um ein System mit homogen-geschichteter Mehrfacheinspritzung. Glaube man sollte das System erläutern, Vor- und Nachteile sowie die Problematik erklären.

11.) Hier sollte man verschiedene Druckregelsysteme für das Common Rail erläutern/erklären sowie Vor- und Nachteile benennen

Die Fragen sind teilweise mehr sinngemäß wiedergegeben. Die letzten beiden Fragen waren komplett neu, der Rest kam mehr oder weniger aus dem Fragenkatalog.

Allgemein empfand ich das Prüfungsklima als sehr angenehm. Es war nicht viel Zeitdruck zu spüren (obwohl es natürlich eng wurde, wenn man sich für die Bearbeitung zu viel Zeit gelassen hat).

WS11_12:

Habe mal kurz drüber geschaut und ein paar Sachen angestrichen. Ist bei mir alles schon leicht in Vergessenheit geraten deswegen korrigiert mich, wenn irgendwas falsch ist.

Allgemein fehlen einige O-Ringe, um das Getriebe abzudichten.
Außerdem fehlen einige Zentrierungen, da es bei dem Zusammenspiel der Ganzen Ritzel und Räder auf eine präzise Ausrichtung drauf ankommt.

Ansonsten sind die Zeichnungen schon alle ganz ordentlich.

Soweit ich mich erinnern kann konnte man für alle drei Ströme direkt die Kapazitätsströme sowie die NTUs von A in WÜ1 sowie W in WÜ2 berechnen.
Damit konnte man sich für den Gegenstromwärmeübertrager mit den großen Formeln mit der e-Funktion das tetha-gn bestimmen und über dieses dann jeweils die Temperaturen.

Wenn das so stimmt war es aber gefühlt das erste mal, dass man diese Rechnung auf diese Art und Weise in einer Klausur durchgeführt hat

Mit dem e_p ist wohl die Strahlungsdichte der eintreffenden Strahlung am Modul gemeint, nicht die Emission an der Sonne. Man braucht hier deshalb weder Sichtfaktoren noch den Emissionsgrad der Sonne.

Der Wärmestrom am Modul durch die Sonnenstrahlung beträgt natürlich nur epsilon*e_p, weil (1-epsilon)*e_p ja gen Weltraum reflektiert wird (1-epsilon = r = Reflektionsgrad).
Finde es auch ein bischen merkwürdig, was da in der ML mit den zwei umschlossenen Körpern und fehlender Sonne gemacht wird. Habe das ganze mit dem ersten Hauptsatz gelöst:

Der erste Hauptsatz am Modul zeigt: 0 = q_p_sm + b_wm - e_p_m
wobei b_wm die Bestrahlung durch das schwarze Weltall ist. Da T_w=0 ist kann man die auch weglassen.
e_p_m ist die Emission des grauen Moduls mit e_pm=epsilon*C_s*(T_m /100)^4.
Alles eingesetzt und umgestellt ergibt T=100*(e_p / Cs)^(1/4)=333,3K wie in der ML. (Man kommt auf dieselbe Formel, wenn man für phi_MW und epsilon_w jeweils 1 einsetzt)

Hi,

steht ja in der Aufgabenstellung, dass ein PI-Regler verwendet wird. Der liefert dir einen Pol und eine Nullstelle: F_R=K(1+T/s) =K(s+T)/s
Übrig bleibt ein Pol, also PT1