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Modulnummer:
| 44303
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| Modultitel: | Prozesssystemtechnik |
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Process System Technology
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| Einrichtung: |
Fakultät 3 - Maschinenbau, Elektro- und Energiesysteme
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| Verantwortlich: | -
Prof. Dr.-Ing. Arellano-Garcia, Harvey
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| Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
| Dauer: | 1 Semester |
| Angebotsturnus: |
jedes Wintersemester
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| Leistungspunkte: |
6
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| Lernziele: | Die Studierenden sind in der Lage, örtlich konzentrierte, dynamische Systeme aus dem Gebiet der Verfahrenstechnik zu beschreiben und deren grundlegendes dynamisches Verhalten zu analysieren. Sie sind fähig, mathematische Modellgleichungen basierend auf örtlich konzentrierten Bilanzen von Stoff und Energie unter Berücksichtigung gegebener Annahmen aufzustellen. Hierzu können Sie an einem System bei gegebener Aufgabenstellung geeignete Ein- und Ausgangsgrößen, Zustandsgrößen sowie Systemparameter identifizieren. Zur Lösung dieser Modelle können die Studierenden geeignete numerische Lösungsalgorithmen auswählen und anwenden. Sie können Aussagen zur Stabilität stationärer Arbeitspunkte treffen und sind mit der Problematik multipler stationärer sowie instabiler Arbeitspunkte vertraut. Darüber hinaus sind die Studierenden mit dem Konzept der Übertragungsfunktion sowie des kurzfristigen Antwortverhaltens von Systemen vertraut. |
| Inhalte: | - Bilanzgleichungen: Stoffbilanzen, Energiebilanzen
- Konstitutive Gleichungen: Kinetiken, Thermodynamische Zustandsgleichungen
- Zustandsraumdarstellung: Ein- und Ausgangsgrößen, Zustandsgrößen, Parameter
- Numerische Verfahren zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungssysteme: Implizite und explizites Euler-Schema, Runge-Kutta-Verfahren
- Numerische Verfahren zur Lösung algebraischer Gleichungssysteme: Newton-Raphson-Verfahren
- Linearisierung nichtlinearer Modelle: System-, Durchgriff-, Eingangs- und Ausgangsmatrizen
- Stabilität autonomer Systeme: Eigenwertanalyse der Systemmatrix
- Die Laplace-Transformation: Lösen von Differentialgleichungen im Bildbereich und Übertragungsfunktion
- Übertragungsverhalten von SISO-Systemen verschiedener Ordnung
- Übertragungsverhalten verschalteter SISO-Systeme
- Nichtlineare Systeme: Multiple stationäre Zustände und stabile Orbits
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| Empfohlene Voraussetzungen: | - Modul 31204 Technische Thermodynamik
- Modul 44207 Transportprozesse
- Modul 44208 Thermische Verfahrenstechnik
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| Zwingende Voraussetzungen: | keine |
| Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 2 SWS
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Übung
/ 2 SWS
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Selbststudium
/ 120 Stunden
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| Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise: | - D.E. Seborg, T.F. Edgar, D.A. Mellichamp, Process Dynamics and Control, John Wiley & Sons, New York, 1989.
- A. Varma, M. Morbidelli, Mathematical Methods in Chemical Engineering, Oxford University Press, New York, 1997.
- W.E. Boyce, R.C. DiPrima, Gewöhnliche Differentialgleichungen, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 5. Auflage, 1992.
- B.A. Ogunnaike, W.H. Ray, Process Dynamics, Modeling and Control, Oxford University Press, New York, 1994.
- W.L. Luyben, Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers, McGraw-Hill, New York, 1990.
- G. H. Golub, J. M. Ortega, Wissenschaftliches Rechnen und Differentialgleichungen: Eine Einführung in die Numerische Mathematik, Berlin, Heldermann, 1995.
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| Modulprüfung: | Modulabschlussprüfung (MAP) |
| Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | Klausur, 120 min. |
| Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
| Teilnehmerbeschränkung: | keine |
| Zuordnung zu Studiengängen: | -
Bachelor (universitär) /
Angewandte Naturwissenschaften /
PO 2024
-
Bachelor (universitär) /
Energietechnik und Energiewirtschaft /
PO 2021
-
Bachelor (universitär) /
Maschinenbau /
PO 2021
-
Bachelor (universitär) - Duales Studium, ausbildungsintegrierend /
Maschinenbau - dual /
PO 2021
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Bachelor (universitär) - Duales Studium, praxisintegrierend /
Maschinenbau - dual /
PO 2021
-
Master (universitär) /
Nachwachsende Rohstoffe und Erneuerbare Energien /
PO 2008
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Abschluss im Ausland /
Umweltingenieurwesen /
keine PO
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Master (universitär) /
Umweltingenieurwesen /
PO 2012
-
Master (universitär) /
Umweltingenieurwesen /
PO 2021
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Abschluss im Ausland /
Verfahrenstechnik /
keine PO
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Bachelor (universitär) /
Verfahrenstechnik /
PO 2013
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| Bemerkungen: | keine |
| Veranstaltungen zum Modul: | - 360401 Vorlesung Prozesssystemtechnik I
- 360488 Prüfung Prozesssystemtechnik I
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| Veranstaltungen im aktuellen Semester: | - keine Zuordnung vorhanden
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