Pumpen und Verdichter

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 11.0 vom 14.12.2022

11B0371

Pumps and Compressors

• Energie-, Umwelt- und Verfahrenstechnik (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)
• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Bioverfahrenstechnik in Agrar- und Lebensmittelwirtschaft (B.Sc.)
• Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
• Maschinenbau (B.Sc.)
• Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)

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In allen Anlagen, in denen Fluide behandelt werden, kommt Arbeitsmaschinen wie Pumpen und Verdichtern eine besondere Bedeutung zu. Sie dienen der Fluidförderung, stellen gewünschte Füllstände ein oder erzeugen dabei die gewünschten Volumenströme oder Betriebsdrücke. Die physikalischen Grundlagen der Energieübertragung in Pumpen und Verdichtern werden im erforderlichen Umfang dargelegt, wobei der Schwerpunkt auf den Kreiselpumpen und -verdichtern liegt. Lernziel ist einerseits, diejenigen Kenntnisse zu vermitteln, die ein Projekt- oder Betriebsingenieur einer verfahrenstechnischen Anlage haben muss, um die für den jeweiligen Betriebsfall geeignete Pumpe bzw. den geeigneten Verdichter einzusetzen und zu betreiben. Andererseits sollen Ingenieure, die in der Konstruktion von Strömungsmaschinenherstellern tätig sind, die notwendigen Berechnungsgrundlagen vermittelt bekommen.

1. Einführung
2. Strömungstechnische Grundlagen
   2.1 Kontinuitätsgleichung
   2.2 Spezifische Stutzenarbeit
   2.3 Laufradströmung
   2.4 Verluste und Wirkungsgrade
3. Kavitation
4. Ähnlichkeitsbeziehungen
   4.1 Kennzahlen und Laufradformen
   4.2 Dimensionsanalyse
5. Betriebsverhalten von Kreiselpumpen
   5.1 Kennlinien
   5.2 Regelung von Kreiselpumpen
   5.3 Kombination von Pumpen
   5.4 Anordnung und Betrieb von Pumpen
6. Pumpenbauarten
   6.1 Normpumpen
   6.2 Hermetische Pumpen
   6.3 Blockpumpen
   6.4 Kanalradpumpen
   6.5 Seitenkanalpumpen
   6.6 Verdrängerpumpen
7. Wellendichtungen
   7.1 Stopfbuchspackungen
   7.2 Gleitringdichtungen
8. Thermische Strömungsarbeitsmaschinen (Verdichter)
   8.1 Thermodynamische Grundlagen
   8.2 Bauarten

Wissensverbreiterung
Die Studierenden kennen:

- den Aufbau und die Wirkungsweise von Kreiselpumpen und Verdichtern

- die Vorgehensweise zur Berechnung und Bestimmung von Förderhöhen und NPSH-Werten

- den Aufbau und die Wirkungsweise einer Auswahl an Pumpen- und Verdichterbauarten

- die Abdichtungsmöglichkeiten von Pumpen

- die Vorgehensweise zur richtigen Auswahl von Pumpen und Verdichtern

- die Vorgehensweise zur Konstruktion und Berechnung von Radialmaschinen
Wissensvertiefung
Die Studierenden können:

- die im Modul "Verfahrenstechnische Grundlagen" vermittelten Grundlagen im Bereich der Dimensionsanalyse und Ähnlichkeitstheorie auf Pumpen und Verdichter übertragen.

- die im Modul "Fluidmechanik" vermittelten Grundlagen auf die Strömungsverhältnisse in Pumpen und Verdichtern anwenden (Hauptgleichung der Strömungsarbeitsmaschinen)

- die im Modul "Thermodynamik" erlernten Grundlagen auf die Zustandsänderungen in thermischen Strömungsarbeitsmaschinen übertragen.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden beherrschen die Vorgehensweise zur Beschaffung und zum Betrieb von Pumpen und Verdichtern.
Sie können darüber hinaus die Grundlagen zum Design neuer Laufräder anwenden.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden kennen die wichtigsten Fachbegriffe auch in englischer Sprache.

Können - systemische Kompetenz

Vorlesungen mit Power-Point-Präsentationen, Selbststudium mit Hilfe eines ausführlichen Umdrucks, Demonstration zahlreicher Anschauungsobjekte (Kreiselpumpe im Viertelschnitt, Laufräder, Dichtungen etc.), Vorrechnen von Übungen, Selbstrechnen von Übungen, Vorrechnen und Durchsprache der letzten Klausur

Mathematik, Verfahrenstechnische Grundlagen, Mechanik, Fluidmechanik, Thermodynamik

Helmus, Frank Peter

Helmus, Frank Peter

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• 1. Sterling SIHI: Basic Principles for the Design of Centrifugal Pump Installations
• 3. W. Bohl, W.: Strömungsmaschinen. Bd. 1: Aufbau und Wirkungsweise; Bd. 2: Berechnung und Konstruktion. Vogel Verlag

• Klausur 2-stündig
• Mündliche Prüfung

Die Klausur besteht aus zu berechnenden Aufgaben und Verständnisfragen zum dargebotenen Stoff. Alternativ: mündliche Prüfung

Die Prüfungsanforderungen stimmen mit den Lehrinhalten dieses Moduls überein (siehe Lehrinhalte und Lernergebnisse/Kompetenzziele)

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch