Wärme at Technische Hochschule Köln

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21. Welchen Unterschied gibt es zwischen allgemeinen und singulären Lösungen von
Differentialgleichung?

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23. Geben Sie zwei Möglichkeiten wie (mathematische/thermodynamische) Modelle validiert
werden können.

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25. In einer isolierten Rohrleitung aus Stahl mit einem Innendurchmesser von 100 mm und einer
Wandstärke von 10 mm wird mit Wassersattdampf mit einem Druck von 20 mbar im Sommer
bei einer Umgebungstemperatur von 30 °C. Die Rohrleitung ist mit zwei Schichten
hintereinander isoliert 10 mm Mineralwolle und 20 mm Polyethylen. Bei 20 mbar hat der
Wassersattdampf ein spezifisches molares Volumen von 1,21 l/mol. Bestimmen Sie zunächst
die Temperatur des Wassersattdampfes in dieser Rohrleitung und zeichnen Sie anschließend
das gesamte Temperaturprofil.

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26. Eine DAC-Anlage ermöglicht eine selektive Abscheidung von Kohlendioxid aus der
Umgebungsluft mit Hilfe von chemisch-modifizierten porösen Granulaten (Filter). Wie ein
Schwamm nimmt der Filter CO2-Moleküle aus der Luft auf bis er gesättigt ist. Anschließend
wird das CO2 bei einer Temperatur von … fehlt

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27. Geben Sie drei potenzielle Bereiche wo das abgeschiedene CO2 verwendet werden kann.

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28. Was verstehen Sie unter Geothermie? Welcher Aufwand ist erforderlich, um Geothermien
einzusetzen?

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30. Erläutern Sie den Unterschied zwischen einem Fertighaus und einem normalen Haus.

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9. Was ist der Unterscheid zwischen Solarthermie und Photovoltaik?

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10. Vergleichen Sie Rohrbündeltauscher mit Plattenwärmetauschern. Nennen Sie dabei
mindestens 3 Charakteristiken.


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6. Nennen Sie die Arten von Ablagerungen in Wärmeübertragern und Maßnahmen zu deren
Bekämpfung.

Druckveränderung aus dem Wasser aus, da sich die Löslichkeit ändert
• Fouling: biologische Ablagerungen durch Mikroorganismen verursacht
• Bekämpfung: Verschmutzung wird als weiterer Widerstand angenommen (schwer zu
berechnen, unterschiedliche Widerstände-> Mittelwert annehmen, zeitlich abhängig)
o Fouling: mechanische Reinigung mit Schwamm-Gummi-Kugel
o Scaling: Salze lassen sich nicht mechanisch abtragen-> kompliziertes
Verfahren (Einsatz von chemischen Verfahren zB. katalytisch erzeugte
Biotenside

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12. Was wissen Sie über das Desertec-Konzept. Nennen Sie dabei mindestens 3 Arbeitsfelder.

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7. Kann ein Wärmeübertrager auch unter Vakuum betrieben werden? Begründen Sie die
Antwort.

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Wärme

21. Welchen Unterschied gibt es zwischen allgemeinen und singulären Lösungen von
Differentialgleichung?

• Allgemeine Lösung: Lösung ist eine Schar von n-mal vielen Lösungsfunktionen (entsteht
durch das Lösen durch Integration)
• Singuläre Lösung: eine oder mehrere Lösungsfunktionen einer DGL die durch die
allgemeine Lösung nicht beschreibbar

Wärme

23. Geben Sie zwei Möglichkeiten wie (mathematische/thermodynamische) Modelle validiert
werden können.

• Modell: Darstellung von Prozess/Anlage
• Validierung:
o 1. Über den Maßstab-> Vergleich mit dem realen Prozess (Modell bauen,
Experiment)
o 2. Über den Datenvergleich (Anlage besteht schon, laufende Prozesse
vergleichen)

Wärme

25. In einer isolierten Rohrleitung aus Stahl mit einem Innendurchmesser von 100 mm und einer
Wandstärke von 10 mm wird mit Wassersattdampf mit einem Druck von 20 mbar im Sommer
bei einer Umgebungstemperatur von 30 °C. Die Rohrleitung ist mit zwei Schichten
hintereinander isoliert 10 mm Mineralwolle und 20 mm Polyethylen. Bei 20 mbar hat der
Wassersattdampf ein spezifisches molares Volumen von 1,21 l/mol. Bestimmen Sie zunächst
die Temperatur des Wassersattdampfes in dieser Rohrleitung und zeichnen Sie anschließend
das gesamte Temperaturprofil.

.....

Wärme

26. Eine DAC-Anlage ermöglicht eine selektive Abscheidung von Kohlendioxid aus der
Umgebungsluft mit Hilfe von chemisch-modifizierten porösen Granulaten (Filter). Wie ein
Schwamm nimmt der Filter CO2-Moleküle aus der Luft auf bis er gesättigt ist. Anschließend
wird das CO2 bei einer Temperatur von … fehlt

CO2 wird in Filter festgehalten, CO2 wird ausgekocht-> Verwendung dieses CO2 möglich
Anwendung: Löschanlagen, Gebäudeindustrie, Treibhaus

Wärme

27. Geben Sie drei potenzielle Bereiche wo das abgeschiedene CO2 verwendet werden kann.

Chemische Industrie, CO2-Löschanlagen, Dünger,

Wärme

28. Was verstehen Sie unter Geothermie? Welcher Aufwand ist erforderlich, um Geothermien
einzusetzen?

• Energienutzung aus dem Inneren der Erde. Rohrleitung im Boden durch welches
Wassergepumpt wird.
• Aufwand: Bohrloch bohren und Pumpleistung der Pumpe

Wärme

30. Erläutern Sie den Unterschied zwischen einem Fertighaus und einem normalen Haus.

• Unterschied: Wandaufbau
• Normales Haus: Putz, Wärmeisolisolierung, Stein, Putz, Innenraum
• Fertighaus: Ständerwerk aus Holz, Mineralwolle, Innenraum

Wärme

9. Was ist der Unterscheid zwischen Solarthermie und Photovoltaik?

Solarthermie: Erzeugung von Wärme durch Sonnenenergie (warmes Wasser, thermische
Energie)
Photovoltaik: Erzeugung von Strom durch Sonnenenergie (elektrische Energie)

Wärme

10. Vergleichen Sie Rohrbündeltauscher mit Plattenwärmetauschern. Nennen Sie dabei
mindestens 3 Charakteristiken.


• Rohrbündeltauscher (bestehen aus Rohren)
o Hohe Strömungsgeschwindigkeiten
o Rohrbündel mit Fluid 1 umschließt Rohr Fluid 2
o Hoher Platzbedarf
o Hoher Materialverbrauch
• Plattenwärmetauscher (bestehen aus Platten)
o Platzsparender
o Zwei Fluide fließen in den Platten abwechselnd
o Effizient
o Platzersparnis
o Preiswert
o Anfällig für Scaling/Fouling

Wärme

6. Nennen Sie die Arten von Ablagerungen in Wärmeübertragern und Maßnahmen zu deren
Bekämpfung.

Druckveränderung aus dem Wasser aus, da sich die Löslichkeit ändert
• Fouling: biologische Ablagerungen durch Mikroorganismen verursacht
• Bekämpfung: Verschmutzung wird als weiterer Widerstand angenommen (schwer zu
berechnen, unterschiedliche Widerstände-> Mittelwert annehmen, zeitlich abhängig)
o Fouling: mechanische Reinigung mit Schwamm-Gummi-Kugel
o Scaling: Salze lassen sich nicht mechanisch abtragen-> kompliziertes
Verfahren (Einsatz von chemischen Verfahren zB. katalytisch erzeugte
Biotenside

• Scaling: Salzablagerung: Salze treten bei steigender Temperatur/ oder durch eine
Druckveränderung aus dem Wasser aus, da sich die Löslichkeit ändert
• Fouling: biologische Ablagerungen durch Mikroorganismen verursacht
• Bekämpfung: Verschmutzung wird als weiterer Widerstand angenommen (schwer zu
berechnen, unterschiedliche Widerstände-> Mittelwert annehmen, zeitlich abhängig)
o Fouling: mechanische Reinigung mit Schwamm-Gummi-Kugel
o Scaling: Salze lassen sich nicht mechanisch abtragen-> kompliziertes
Verfahren (Einsatz von chemischen Verfahren zB. katalytisch erzeugte
Biotenside

Wärme

12. Was wissen Sie über das Desertec-Konzept. Nennen Sie dabei mindestens 3 Arbeitsfelder.

Erzeugung von Ökostrom (Bespiel Energiegewinnung mit Solarthermie in der Wüste (Sahara))
Arbeitsfelder: Energieübertragung von Strom in Hochspannungsnetze, Wirtschaft,
Wasseraufbereitung mit Membrantechnologie

Wärme

7. Kann ein Wärmeübertrager auch unter Vakuum betrieben werden? Begründen Sie die
Antwort.

• Vakuum: Raum mit Druck unter Umgebungsdruck
• Ja, weil …Antwort fehlt
• Gründe: Herabsetzen der Siedetemperatur, Absterben von ungewollten
Mikroorganismen

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