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Labor für angewandte Thermo- und Fluiddynamik

Studiengang:
Verfahrens- und Umwelttechnik (VUB)

Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Werner Hofacker / Raum H003
Tel: +49 7531 206-593 / E-Mail: Hofacker@htwg-konstanz.de

Dipl.-Ing.(FH) Frank Vespermann (Lab.assistent) / Raum H001
Tel: +49 (0)7531 206-578 / E-Mail: Frank.Vespermann@htwg-konstanz.de

Simona Weszelovszky (Lab.assistentin) / Raum H001
Tel: +49 (0)7531 206-541 / E-Mail:Simona.Weszelovszky@htwg-konstanz.de


Übersicht:

Laborbeschreibung

Das Labor für angewandte Thermo- und Fluiddynamik befindet sich im Gebäude H (Neubau Verfahrenstechnik), OG. Es umfasst die Grundlagenversuche, mit denen den Studenten erste praktische Erfahrungen aus den Bereichen Wärmeübertragung und Stofftransport sowie der thermischen Stofftrennung vermittelt werden.

Insbesondere sind Versuche aus den Gebieten

  • Destillation
  • Rektifikation
  • Verdampfunstechnik
  • Wärmeübertragung (Konvektion, Leitung, Strahlung)

in jeweils mehreren Aufbauten realisiert. Teil des Labors sind Einrichtungen und Geräte zur Analyse. Darunter sind u. a. ein Gaschromatorgraf und ein Atomabsorptionsspektrometer (AAS). Das Labor wurde um die Bereiche Trocknungstechnik und Klimatechnik erweitert. Die Versuchseinrichtungen werden mit entsprechenden Einrichtungen zur Messwerterfassung, -speicherung und -auswertung komplettiert. Alle Versuchseinrichtungen können neben dem Betrieb in der Lehre auch für Projekte der angewandten Forschung und Entwicklung eingesetzt werden.

Den Studierenden bieten wir die Möglichkeit, einige der Grundverfahren der Thermischen Verfahrenstechnik/Trenntechnik  (Unit Operations) selbst durchzuführen. Das Labor ist so eingerichtet, dass die wesentlichen Prozessparameter eingestellt oder gemessen werden können. Dabei wird Wert darauf gelegt, dass die verfahrenstechnischen Vorgänge direkt beobachtet oder messtechnisch erfasst werden können.  Das Labor nutzt Verfahren und Infrastrukturen, welche im Rahmen von Forschungsarbeiten eingerichtet wurden. Verwendet werden ausschließlich ungiftige Stoffe, vorzugsweise aus dem Lebensmittelbereich.

Das Labor für angewandte Thermo- und Fluiddynamik stellt Experimente zur Verfügung, mit denen die physikalischen Vorgänge der Wärmeübertragung und – in begrenztem Masse – die der Stoffübertragung erfasst werden können. Großer Wert wird auf Anschaulichkeit und Verständlichkeit gelegt. Daher werden die Vorgänge messtechnisch einfach erfasst. Die Auswertung der Experimente erfolgt in EXCELL, vorzugsweise parallel zur Versuchsdurchführung.

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Laborveranstaltungen für Studierende

Verdampfungstechnik
In diesem Versuch wird das Siedeverhalten einer Salzlösung untersucht. Dabei werden Informationen über die thermodynamischen Prozessgrößen (Temperaturen, Massen etc.) messtechnisch erfasst und ausgewertet. Die Ergebnisse werden mit den aus der Literatur bekannten Gesetzmäßigkeiten und Stoffdaten verglichen.

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Destillation
In diesem Versuch wird das Siedeverhalten  mischbarer Flüssigkeiten untersucht. Erfasst werden die thermischen Prozessgrößen und Massenumsätze. Konzentrationen der Lösung und des entstehenden Kondensates werden gaschromatographisch erfasst. Die Ergebnisse werden mit den aus der Literatur bekannten Gesetzmäßigkeiten und Stoffdaten verglichen.

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Rektifikation
Die Trennung von löslichen Stoffgemischen wird in diesem Versuch experimentell untersucht. Eine – meist alkoholische- Lösung wird in einer mehrstufigen Kolonne zerlegt. Die auftretenden Temperaturen und gaschromatographisch ermittelten Konzentrationen werden ermittelt und ausgewertet

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Trocknungstechnik
Die thermophysikalischen Vorgänge beim Trocknen werden in diesem Versuch experimentell erfasst. Dazu wird in einer Konvektionstrocknungsanlage eine Materialprobe getrocknet, während die Prozessgrößen und die Farb- und Formveränderung der Probe kontinuierlich gemessen wird. Die Auswertung dient dazu, den Trocknungsverlauf darzustellen und mit Literaturwerten zu vergleichen.

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Stationäre Wärmeleitung
In diesem Versuch werden die in der Vorlesung ermittelten Zusammenhänge zischen Temperatur und Wärmestrom experimentell verifiziert. Dazu werden unterschiedliche Materialien in unterschiedlichen Geometrien einer Temperaturdifferenz ausgesetzt. Durch Messung des Wärmestromes und der örtlichen Temperaturen wird das Verhalten der Materialien ermittelt.

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Instationäre Wärmeleitung
Das Temperaturfeld in Körpern, die zeitlich veränderlichen thermischen Randbedingungen unterliegen wird in der zugehörigen Vorlesung intensiv behandelt (Siehe auch Labor für numerische Simulation) In diesem Versuch wird diese Feld experimentell erfasst. Die Ergebnisse werden mit theoretisch ermittelten Werten verglichen.

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Doppelrohr-Wärmetauscher
Dieser Versuch dient dazu, das Betriebsverhalten von themisch aktiven Apparaten kennenzulernen. Der Doppelrohrwärmetauscher kann in unterschiedlichen Weisen betrieben werden: Gleichstrom-, Gegenstrombetrieb sind genau so möglich wie die Untersuchung des Wärmeüberganges bei konstanter Wandtemperatur. Diese Betriebsweisen werden messtechnisch erfasst, ausgewertet und die Ergebisse werden mit Berechnungsverfahren abgelichen.

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