Tabelle 2a: Studienverlaufsplan des Lehramtsstudiengangs Master Metalltechnik Schwerpunkt "Werkstoffe und Fertigung"

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1 Tabelle 2a: Studienverlaufsplan des Lehramtsstudiengangs Master Metalltechnik Schwerpunkt "Werkstoffe und Fertigung" Module und Lehrveranstaltungen Fachsemester Bem Prüf. LP Modul 9: Konstruktion und Fertigung Maschinenelemente II 4V 4Ü Werkzeugmaschinen I 2V 1 3 Betriebsprojekt 4 BSch 6 Modul 10: Fügen und Trennen Press- und Schmelzschweißverfahren I 2V 1/3 3 Gestaltung fertigungstechnischer Prozesse 2V 1/3 3 Modul 11: Metallische Werkstoffe Konstruktionswerkstoffe I 2V 1 3 Konstruktionswerkstoffe II 2V 1Ü 1 4 Modul 12: Kunststoffe Einführung in die Kunststofftechnik 2V 3 3 Sonderlabor Kunststofftechnik 3L Sch 2 Modul 22: Aspekte unterrichtlicher Praxis in der Metalltechnik Fachdidaktische Grundstrukturen 3V 1/3 4 Vom Lernfeld zur Lernsituation 2V 1/3 3 Semesterwochenstunden Metalltechnik Leistungspunkte Metalltechnik Schulpraktika Module des gewählten Zweitfachs Module der Bildungswissenschaften Abschlussarbeit Leistungspunkte gesamt Legende: Prüf. = Art der Prüfung (Prüfungsmodus) 1 = schriftliche Prüfung ohne Unterlagen 2 = schriftliche Prüfung mit Unterlagen 1+2 = schriftliche Prüfung teils mit, teils ohne Unterlagen 1/3 = schriftliche oder mündliche Prüfung LP = Leistungspunkte Sch = Schein V = Vorlesung Ü = Übung L = Labor, Praktikum Bem. = Bemerkung

2 Tabelle 2b: Studienverlaufsplan des Lehramtsstudiengangs Master Metalltechnik Schwerpunkt "Maschinen- und Fahrzeugtechnik" Module und Lehrveranstaltungen Fachsemester Bem Prüf. LP Modul 13: Grundlagen Energietechnik Thermodynamik I 2V 1Ü 2 4 Verbrennungskraftmaschinen 3V 1Ü 1/3 5 Modul 14: Anwendung Energietechnik Energietechnik I 2V 1/3 3 Energietechnik II 2V 1/3 3 Modul 15: Strömungsmaschinen Strömungsmaschinen I 4V 1/3 5 Modul 16: Mess- und Regelungstechnik Mess- und Regelungstechnik 4V 2Ü 1/3 7 Modul 17: Fahrzeugtechnik Kraftfahrzeugtechnik I 2V 1/3 3 Kraftfahrzeugtechnik II 2V 1/3 3 Betriebsprojekt 4 BSch 6 Modul 22: Aspekte unterrichtlicher Praxis in der Metalltechnik Fachdidaktische Grundstrukturen 3V 1/3 4 Vom Lernfeld zur Lernsituation 2V 1/3 3 Semesterwochenstunden Metalltechnik Leistungspunkte Metalltechnik Schulpraktika Module des gewählten Zweitfachs Module der Bildungswissenschaften Abschlussarbeit Leistungspunkte gesamt Legende: Prüf. = Art der Prüfung (Prüfungsmodus) 1 = schriftliche Prüfung ohne Unterlagen 2 = schriftliche Prüfung mit Unterlagen 1+2 = schriftliche Prüfung teils mit, teils ohne Unterlagen 1/3 = schriftliche oder mündliche Prüfung LP = Leistungspunkte Sch = Schein BSch = benoteter Schein V = Vorlesung Ü = Übung L = Labor, Praktikum Bem. = Bemerkung

3 Tabelle 2c: Studienverlaufsplan des Lehramtsstudiengangs Master Metalltechnik Schwerpunkt "Verfahrenstechnik" Module und Lehrveranstaltungen Fachsemester Bem Prüf. LP Modul 18. Grundlagen der Verfahrenstechnik Strömungslehre I 3V 1Ü 1/3 5 Einführung in die Verfahrenstechnik 2V 1/3 3 Betriebsprojekt 4 BSch 6 Modul 19: Thermodynamische Prozesse Thermodynamik I 2V 1Ü 2 4 Thermodynamik II 2V 2Ü 2 4 Modul 20: Mechanische Verfahrenstechnik Mechanische Verfahrenstechnik I 3V 1Ü 1/3 5 Labor Mechanische Verfahrenstechnik 2L Sch 2 Modul 21: Thermische Verfahrenstechnik Thermische Verfahrenstechnik I 3V 1Ü 1/3 5 Labor Thermische Verfahrenstechnik 2L Sch 3 Modul 22: Aspekte unterrichtlicher Praxis in der Metalltechnik Fachdidaktische Grundstrukturen 3V 1/3 4 Vom Lernfeld zur Lernsituation 2V 1/3 3 Semesterwochenstunden Metalltechnik Leistungspunkte Metalltechnik Schulpraktika Module des gewählten Zweitfachs Module der Bildungswissenschaften Abschlussarbeit Leistungspunkte gesamt Legende: Prüf. = Art der Prüfung (Prüfungsmodus) 1 = schriftliche Prüfung ohne Unterlagen 2 = schriftliche Prüfung mit Unterlagen 1+2 = schriftliche Prüfung teils mit, teils ohne Unterlagen 1/3 = schriftliche oder mündliche Prüfung LP = Leistungspunkte Sch = Schein BSch = benorter Schein V = Vorlesung Ü = Übung L = Labor, Praktikum Bem. = Bemerkung

4 Modul 9: Konstruktion und Fertigung Maschinenelemente II Werkzeugmaschinen I Betriebsprojekt 8 S 120h 2 S 30h 120h Selbst- Studium 180h SS SS Qualifikationsziele Maschinenelemente II: Erlangen von Kenntnissen zu Maschinenelementen der Antriebstechnik. Befähigung zur Dimensionierung und Anwendung von Maschinenelementen. Befähigung zur konstruktiven Gestaltung von Anlagen und Maschinen in Konstruktionsentwürfen. Werkzeugmaschinen I: Vermittlung eines allgemeinen Überblicks über den mechanischen Aufbau von Werkzeugmaschinen und deren statischen, dynamischen sowie thermischen Verhaltens. Betriebsprojekt: siehe Anhang Maschinenelemente II: Reibung, Schmierung und Lagerung, Wälzlager, Gleitlager, Kupplungen u. Bremsen, Zahnradgetriebe, Umschlingungsgetriebe, Reibradgetriebe Werkzeugmaschinen I: Anforderungen und Funktionen von WZM, Konventionelle Bauformen von Werkzeugmaschinen, Neuartige Bauformen von Werkzeugmaschinen, Gestelle, Bauelemente, Statisches Verhalten von Werkzeugmaschinen, Dynamisches Verhalten von Werkzeugmaschinen, Thermisches Verhalten von Werkzeugmaschinen, Grundlagen von Führungen und Lagerungen, Geradführungen, Lager, Haupt- und Nebenantriebe, Getriebe, Kupplungen Betriebsprojekt: siehe Anhang Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Werkstoffe und Fertigung Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik, Maschinenelemente I Vergabe von n Schriftliche Prüfungen Prof. Dr.-Ing. Bernd Sauer Prof. Dr.-Ing. Detlef Zühlke

5 Modul 10: Fügen und Trennen Press- und Schmelzschweißverfahren II Gestaltung fertigungstechnischer Prozesse I 2 S 30h 2 S 30h 3 3 Selbst- Studium SS Qualifikationsziele Press- und Schmelzschweißverfahren I: Erlangen der Fähigkeit zur Auswahl geeigneter Schweißverfahren und Verständnis hinsichtlich der sich werkstoff- und verfahrensabhängig einstellenden mechanischen Eigenschaften der erzeugten Schweißverbindungen. Gestaltung fertigungstechnischer Prozesse I: Kenntnisse und Fähigkeiten, um fertigungstechnische Prozesse selbst auszulegen Fähigkeit, Fertigungstechnik zu planen und zu entwickeln Übersicht und Kenntnisse über eine Vielzahl von Fertigungsverfahren und ihre Anwendungsgebiete Press- und Schmelzschweißverfahren I: Pressschweißverfahren/-geräte wie z.b. Gaspress-, Kondensatorentladungs-, Ultraschall- und Widerstandsschweißen; Schmelzschweißverfahren wie z.b. Autogen-, MIG-, MAG-, WIG- sowie Laser- und Elektronenschweißen; Diffusionsschweißen; Brenngase; Schweißzusatzwerkstoffe, Sicherheitsvorschriften Gestaltung fertigungstechnischer Prozesse I: Vertieftes Verständnis der fertigungstechnischen Verfahren der Zerspanung (Drehen, Fräsen, Bohren, Schleifen, Honen, Läppen), Erodierverfahren, Rapid Prototyping, Lasermaterialbearbeitung, Feinbearbeitung, Mikrozerspanung Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Werkstoffe und Fertigung Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Mündliche Prüfungen Prof. Dr.-Ing. habil. Dietmar Eifler, Dr.-Ing. Guntram Wagner Prof. Dr.-Ing. Jan Aurich

6 Modul 11: Metallische Werkstoffe Konstruktionswerkstoffe I Konstruktionswerkstoffe II 2 S 30h 3 S 45h 3 4 Selbst- Studium 75h SS Qualifikationsziele Konstruktionswerkstoffe I: Konstruktionswerkstoffe II: Ermittlung von Kriterien für eine optimale Werkstoffauswahl und anwendung Ermittlung von Kriterien für eine optimale Werkstoffauswahl und anwendung Konstruktionswerkstoffe I: Konstruktionswerkstoffe II: Auswahlkriterien für Konstruktionswerkstoffe, Austenitumwandlung; Umwandlungsschaubilder, Härtbarkeit der Stähle; Martensit; Eigenspannungen; ausgewählte Wärmebehandlungen: Thermische, thermisch-mechanische, chemisch-thermische Verfahren. Wichtige Konstruktionswerkstoffe: Baustähle, Vergütungsstähle, Einsatzstähle, Nitrierstähle, Tieftemperatur- und Hochtemperaturwerkstoffe, Verfestigungsmechanismen, Oxidation, Schutzschichten, Technologie dünner Schichten (PVD, CVD), Verformungsverhalten bei hohen Temperaturen: Kriechen. Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Werkstoffe und Fertigung Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Schriftliche Prüfungen Prof. Dr.-Ing. habil. Dietmar Eifler

7 Modul 12: Kunststoffe Einführung in die Kunststofftechnik Labor Kunststofftechnik und Faser- Kunststoffverbunde 2 S 30h 3 S 45h 3 2 Selbst- Studium 15h Qualifikationsziele Einführung in die Kunststofftechnik: Die Studierenden haben ein grundlegendes Verständnis der Kunststofftechnik und für die Zusammenhänge zwischen Morphologie, Fertigung, konstruktiver Gestaltung und Eigenschaften. Sonderlabor Kunststofftechnik: Innerhalb des Labors werden praktische Einblicke in die Struktur- Eigenschaftsbeziehungen von FKV und in die Verarbeitungstechniken gegeben. Einführung in die Kunststofftechnik: Anwendung, Bedeutung und Historie der Kunststoffe, Chemische Struktur und Herstellverfahren, Zustandsbereiche und Morphologie, Mechanisches Verhalten, Rheologie von Kunststoffschmelzen, Verarbeitungsverfahren, Grundzüge der verstärkten Kunststoffe, Designgrundlagen. Sonderlabor Kunststofftechnik: 1. Struktur-Eigenschaftsbeziehungen: Temperaturabhängiges Deformations- und Umwandlungsverhalten, Zerstörungsfreie Prüfmethoden, Rasterelektronen-mikroskopische Bruch- und Oberflächencharakterisierung, Schlagzähigkeit von Verbundwerkstoffen, Reibungs- und Verschleißverhalten. 2. Verarbeitungstechnik: Verarbeitungsbedingte rheologische Vorgänge und Faserorientierungen, Halbzeugverarbeitung mittels Press- und Autoklaventechnik, Herstellung von Hohlkörpern auf Wickelmaschinen, Netshape-Teile durch Injektionsverfahren. Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Werkstoffe und Fertigung Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Schriftliche Prüfung für Einführung in die Kunststofftechnik, Schein nach mündlicher Prüfung fürs Labor Prof. Dr.-Ing. Alois K. Schlarb

8 Modul 13: Grundlagen Energietechnik Thermodynamik I Verbrennungskraftmaschinen 3 S 45h 4 S 4 5 Selbst- Studium 75h 90h Qualifikationsziele Thermodynamik I: Die Thermodynamik ist ein Grundlagenfach der Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften. In der Vorlesung werden die grundlegenden thermodynamischen Begriffe erarbeitet und die Hauptsätze der Thermodynamik vorgestellt. Die wesentlichen Arbeitsmethoden der Thermodynamik werden eingeführt und eingeübt. Die Studenten werden in die Lage versetzt, diese selbständig anzuwenden. Ferner werden Kenntnisse über die thermodynamischen Eigenschaften von Reinstoffen vermittelt. Die Anwendungsbeispiele und Aufgaben stammen aus dem Bereich des Maschinenbaus und der Verfahrenstechnik. Verbrennungskraftmaschinen: Vermittlung der thermodynamischen, mechanischen und konstruktiven Grundlagen des Verbrennungsmotors Überblick über diverse Bauformen und Funktionsprinzipien des Verbrennungsmotors Befähigung zur Berechnung von motorischen Kenngrößen Thermodynamik I: Thermodynamisches System, Kontrollraum, Temperatur, Wärme, Arbeit. Erster Hauptsatz der Thermodynamik: Energie, Enthalpie. Einfache thermische und kalorische Zustandsgleichungen für Reinstoffe: ideales Gas, Fluid konstanter Dichte. Elementare Diagramme für Reinstoffeigenschaften: p,t-, p,v- und p,h- Diagramm. Thermodynamik von Strömungsmaschinen und -apparaten (Turbine, Kompressor, Pumpe, Düse). Ideale und reale Kreisprozesse, Leistungsziffer, Wirkungsgrad. Wärmekraftmaschinen, Kältemaschinen und Wärmepumpen. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, reversible und irreversible Prozesse, Entropie: Definition und Berechnung. T,s- und h,s-diagramm. Verbrennungskraftmaschinen: Grundlagen Grundgrößen, Kenngrößen und Diagramme Kurbeltrieb von Einzelzylindermotoren Kurbeltrieb von Mehrzylindermotoren

9 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Maschinen- und Fahrzeugtechnik Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Empfohlene Voraussetzungen: Interesse und Kenntnisse in der Mechanik und Thermodynamik Vergabe von n Schriftliche Prüfungen Prof. Dr.-Ing. Hans Hasse Prof. Dr.-Ing. Rudolf Flierl

10 Modul 14: Anwendung Energietechnik Energietechnik I Energietechnik II 2 S 30h 2 S 30h 3 3 Selbst- Studium SS Qualifikationsziele Energietechnik I: Verständnis der Grundlagen von Verbrennungskraftmaschinen; Verhalten von Verbrennungskraftmaschinen und Ihren Emissionen anhand von Kreisprozessen und Kennzahlen analysieren und bewerten können. Energietechnik II: Das Verständnis der Energieumwandlung bei konventionellen und regenerativen Kraftwerksprozessen und deren Umsetzung in technische Konzepte wird vermittelt. Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden, die Vor-, Nachteile und Risiken der Verfahren abschätzen zu können und eine Auswahl entsprechen den Anforderungen zu treffen. Energietechnik I: Energietechnik II: Geschichtliche Entwicklung der Verbrennungskraftmaschinen Verbrennungsmotoren, Bauarten, Arbeitsverfahren, Teilsysteme, Kenngrößen, Prozessrechnung, Abgasnachbehandlung Gasturbinen: Aufbau und Funktion, Idealisierte Vergleichsprozesse, Turbinenund Verdichterstufe, Einsatz von Gasturbinen Funktionsweise und Auslegungskriterien von Kohle- und Gaskraftwerken Windenergieanlagen Wasserkraftwerken Biomassekraftwerken Photovoltaiksystemen Solarthermieanlagen Geothermieanlagen Brennstoffzellen Kraftwärmekopplung Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Maschinen- und Fahrzeugtechnik

11 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Schriftliche Prüfungen Prof. Dr.-Ing. Rudolf Flierl Prof. Dr.-Ing. Martin Böhle, Dr.-Ing. Manfred Fallen

12 Modul 15: Strömungsmaschinen Strömungsmaschinen I 4 S 5 Selbst- Studium 90h Qualifikationsziele Die Studierenden verstehen die wesentlichen Grundlagen der Pumpen und Verdichter und deren Anwendung in der Technik, insbesondere in den für berufsbildende Schulen wichtigen Gebieten, und beherrschen deren grundlegende Methodik. Darstellung von Energieumwandlung in Strömungs- und Verdrängermaschinen, ausgehend von den Erhaltungssätzen der Physik (Energie, Impuls, Masse) und Unterscheidung in Maschinen mit kompressibler und solche mit inkompressibler Zustandsänderung Darstellung des Energiebedarfs von Anlagen (Anlagenkennlinie) und Hinweise auf das Zusammenwirken von Maschine und Anlage Darstellung von bauart- und einsatzspezifischen Spezialitäten'', deren Wirkungsweise und deren konstruktive Realisierung, z. B. bezüglich Axialkraft und Axialkraftausgleich, Radialkraft, Rotordynamik, Kavitation, Verdichtungsstoß, Erosion, Korrosion, Werkstoffe, Dichtungen, Lager Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Maschinen- und Fahrzeugtechnik Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Schriftliche Prüfung Prof. Dr.-Ing. Dieter H. Hellmann

13 Modul 16: Mess- und Regelungstechnik Mess- und Regelungstechnik 6 S 90h 7 Selbst- Studium 120h Qualifikationsziele Mess- und Regelungstechnik: Es werden Grundlagen zur systemtheoretischen Beschreibung von Mess- und Übertragungssystemen gegeben. Der Studierende wird befähigt, selbstständig messtechnische und regelungstechnische Aufgaben zu analysieren und praxisgerecht umzusetzen. Mess- und Regelungstechnik: Messtechnik: Aufgaben der Messtechnik, Messkette, Messkennlinien, dynamische Eigenschaften von Messkettengliedern, Messbrücken, Messverstärker, elektromagnetische Verträglichkeit, Messdatenfilterung, Operationsverstärker, AD Wandlung, Analyse von Signalen mittels zeitdiskreter Fouriertransformation, Messwertstatistik, Reglungstechnik: Modellbildung technischer Systeme, Beschreibung linearer Systeme im Zeit- und Frequenzbereich, Standardregelkreis, Übertragungsglieder, Stabilitätsuntersuchung (Wurzelortskurve / Nyquist) Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Maschinen- und Fahrzeugtechnik Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Schriftliche Prüfung: 90 Minuten Messtechnik / 90 Minuten Regelungstechnik Prof. Dr.-Ing. Jörg Seewig

14 Modul 17: Fahrzeugtechnik Kraftfahrzeugtechnik I Kraftfahrzeugtechnik II Betriebsprojekt 2 S 30h 2 S 30h 120h Selbst- Studium SS SS Qualifikationsziele Kraftfahrzeugtechnik I: Vermittlung des Grundwissens aus den Bereichen Fahrwerkstechnik und Karosserietechnik. Befähigung zur Bewertung und Berechnung von Fahrwerkskonzepten Kraftfahrzeugtechnik II: Vermittlung des Grundwissens aus den Bereichen Fahrwerkstechnik und Karosserietechnik. Befähigung zur Analyse und Bewertung von Karosseriestrukturen. Betriebsprojekt: siehe Anhang Kraftfahrzeugstechnik I: Leistungsbedarf von Kraftfahrzeugen, Antriebe, Kennungswandler, Achsantriebe, Reifen, Fahrleistungen, Bremsen, Fahrzeugsicherheit Kraftfahrzeugtechnik II: Momentanpole, Bremsen, Stationäre Kurvenfahrt, Dynamisches Lenkverhalten, Beeinflussung des Eigenlenkverhaltens, Federung und Dämpfung, Karosseriefragen Betriebsprojekt: siehe Anhang Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Maschinen- und Fahrzeugtechnik Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Schriftliche Prüfungen Prof. Dr.-Ing. Rudolf Flierl, Dr.-Ing. Hans Georg Engel, Dipl.-Ing. Frederik Hanel

15 Modul 18: Grundlagen der Verfahrenstechnik Strömungslehre I Einführung in die Verfahrenstechnik Betriebsprojekt 4 S 2 S 30h 120h Selbststudium 90h SS Angestrebte Lernergebnisse Strömungslehre I: Die Studierenden sind in der Lage, strömungsmechanische Grundlagen auf maschinenbautechnische Probleme anzuwenden, den wissenschaftlichen Stand der Strömungsmechanik einzuordnen, Berechnungsunterlagen und methoden der Strömungsmechanik sowie deren Modelle nach wissenschaftlichen Kriterien auszuwählen und bewerten zu können und die Grundlagen des Strömungsmaschinenbaus anwenden zu können. Einführung in die Verfahrenstechnik: Die Studierenden können die Verfahrenstechnik in den Bereich der technischen Wissenschaften einordnen und kennen die Produkte der Verfahrenstechnik im Vergleich zu den Produkten des Maschinenbaus. Sie kennen die wesentlichen Grundoperationen und Produktionsmethoden der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik einschließlich der dafür benötigten Apparate. Sie kennen die grundsätzliche Vorgehensweise zur mathematisch-physikalischen Erfassung der Grundvorgänge der Stoffumwandlung einschließlich einfacher Optimierungsansätze. Sie kennen die Funktionsweise von Umwandlungsverfahren in Randgebieten wie der Umweltverfahrenstechnik und der medizinischen Verfahrenstechnik Betriebsprojekt: siehe Anhang Strömungslehre I: Strömungsmechanische Größen Geschwindigkeit, statischer Druck, Gesamtdruck, Dichte, Temperatur; Hydrostatik; Grundlagen zur Beschreibung von Strömungen; Bernoulligleichung für stationäre und instationäre Strömungen; laminare und turbulente Rohrströmung; Rohrleitungssysteme im Anlagenbau; Impuls- und Drehimpulssatz der Strömungsmechanik; Umströmungsaerodynamik; 2D-Grenzschichtströmungen; Turbomaschinenaerodynamik (Einführung); CFD (Einführung). Einführung in die Verfahrenstechnik: Begriffsbestimmung zur Verfahrenstechnik, historischer Rückblick, wirtschaftliche Bedeutung, Produkte der Verfahrenstechnik, zugehörige Industriebereiche, Ordnungsprinzipien, ausgewählte Grundoperationen der mechanischen und thermischen Verfahrenstechnik mit praktischen Beispielen, Bezüge zur Umweltverfahrenstechnik und medizinischen Verfahrenstechnik. Betriebsprojekt: siehe Anhang

16 Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Verfahrenstechnik Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Vergabe von n Prüfung in den Fächern Strömungslehre I und Einführung in die Verfahrenstechnik Benoteter Schein für das Betriebsprojekt Prof. Dr.-Ing. Martin Böhle Dr.-Ing. Günter Dau

17 Modul 19: Thermodynamische Prozesse Thermodynamik I Thermodynamik II 3 S 45h 4 S 4 4 Selbststudium 75h SS Angestrebte Lernergebnisse Thermodynamik I: Thermodynamik II: Die Thermodynamik ist ein Grundlagenfach der Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften. In der Vorlesung werden die grundlegenden thermodynamischen Begriffe erarbeitet und die Hauptsätze der Thermodynamik vorgestellt. Die wesentlichen Arbeitsmethoden der Thermodynamik werden eingeführt und eingeübt. Die Studenten werden in die Lage versetzt, diese selbständig anzuwenden. Ferner werden Kenntnisse über die thermodynamischen Eigenschaften von Reinstoffen vermittelt. Die Anwendungsbeispiele und Aufgaben stammen aus dem Bereich des Maschinenbaus und der Verfahrenstechnik. Die Thermodynamik ist ein Grundlagenfach der Ingenieurwissenschaften und Naturwissenschaften. In der Vorlesung werden die grundlegenden thermodynamischen Begriffe erarbeitet und wesentliche Arbeitsmethoden der Thermodynamik eingeführt. Die Studenten werden in die Lage versetzt, diese selbständig anzuwenden. Ferner werden Kenntnisse über die thermodynamischen Eigenschaften von Reinstoffen und einfachen fluiden Mischungen vermittelt. Die Anwendungsbeispiele und Aufgaben stammen aus dem Bereich des Maschinenbaus und der Verfahrenstechnik. Die Vermittlung von Kenntnissen in der Wärmeübertragung beschränkt sich aus Zeitgründen auf elementare Grundlagen, die Studierenden lernen hier grundlegende Begriffe kennen und sollen einfache Aufgaben lösen können. Thermodynamik I: Thermodynamisches System, Kontrollraum, Temperatur, Wärme, Arbeit. Erster Hauptsatz der Thermodynamik: Energie, Enthalpie. Einfache thermische und kalorische Zustandsgleichungen für Reinstoffe: ideales Gas, Fluid konstanter Dichte. Elementare Diagramme für Reinstoffeigenschaften: p,t-, p,v- und p,h- Diagramm. Thermodynamik von Strömungsmaschinen und -apparaten (Turbine, Kompressor, Pumpe, Düse). Ideale und reale Kreisprozesse, Leistungsziffer, Wirkungsgrad. Wärmekraftmaschinen, Kältemaschinen und Wärmepumpen. Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik, reversible und irreversible Prozesse, Entropie: Definition und Berechnung. T,s- und h,s-diagramm.

18 Thermodynamik II: Clausius-Clapeyron Gleichung. Einführung in die Molekulare Thermodynamik / kinetische Gastheorie. Mischungen idealer Gase: thermische und kalorische Zustandsgleichung, Entropie, Mischungsentropie. Feuchte Luft, Mollier- Diagramm, Grundlagen der Klimatechnik. Zustandsgleichungen realer Stoffe: kubische Zustandsgleichungen und Gleichungen vom Virialtyp, thermische und kalorische Eigenschaften, Phasengleichgewicht, Stabilität fluider Phasen. Einführung in die Wärmeübertragung: Wärmeleitung, konvektiver Wärmeübergang, Wärmestrahlung, Wärmedurchgang, Gleich- und Gegenstromwärmeübertrager, einfache instationäre Wärmeübergangsprobleme. Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Verfahrenstechnik Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Empfohlene Voraussetzungen: Höhere Mathematik Vergabe von n Schriftliche Prüfung in beiden Fächern Prof. Dr.-Ing. Hans Hasse

19 Modul 20: Mechanische Verfahrenstechnik Mechanische Verfahrenstechnik I Labor Mechanische Verfahrenstechnik 4 S 2 S 30h 5 2 Selbststudium 90h 3 SS SS Angestrebte Lernergebnisse Mechanische Verfahrenstechnik I: Die Studierenden kennen die Grundverfahren der Mechanischen Verfahrenstechnik und können aufgrund der physikalischen Vorgänge entsprechende Verfahrenstufen auslegen und Apparate dimensionieren. Sie können disperse Stoffsysteme beschreiben und wissen, wie deren Eigenschaften mittels mechanischen Einwirkungen verändert werden können. Die Studenten sind in der Lage zugehörige Aufgabenstellung selbstständig zu lösen. Labor Mechanische Verfahrenstechnik: Experimentelle Fähigkeiten und Fertigkeiten; Vertiefte Kenntnisse zu dem Stoff aus der Lehrveranstaltung durch die Laborpraxis; Kenntnisse zu wichtigen Messmethoden und Messinstrumenten. Kompetenzen: Integration von Kenntnissen sowie sozialen und methodischen Fähigkeiten in eine Arbeitsgruppe bei der Bearbeitung von Laboraufgaben im Team. Dokumentation von Messergebnissen und Anfertigung von Laborberichten. Mechanische Verfahrenstechnik I: Kennzeichnung disperser Stoffsysteme und Beschreibung ihrer Eigenschaften; Kennzeichnung der Klassierung und Mischung; Grenzflächeneigenschaften; Veränderung von Stoffsystemen unter dem Einfluss von Kraftwirkungen. Physikalische Beschreibung der Vorgänge bei der Sedimentation, Filtration, Klassierung, Zerkleinerung und Mischung. Einführung in die Modellierung und Simulation der Vorgänge von Grundverfahren der Mechanischen Verfahrenstechnik. Labor Mechanische Verfahrenstechnik: Praktische Ausbildung an Apparaten und Anlagen zu Grund-verfahren der Mechanischen Verfahrenstechnik (Filtration, Mischen, Sedimentation, Sieben...) begleitend zur Lehrveranstaltung Nr Durchführung und Auswertung von Experimenten und kritische Beurteilung der Ergebnisse. Aufstellung von Bilanzen und Anwendung von Methoden zur Modellierung der Vorgänge. Anwendung von Messmethoden zu Betriebsgrößen und zur Partikelmesstechnik. Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Verfahrenstechnik

20 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Empfohlene Voraussetzungen: Physik, Technische Mechanik Vergabe von n Schriftliche Prüfung im Fach Mechanische Verfahrenstechnik I, Abschlusskolloquium für das Labor Prof. Dr.-Ing. Siegfried Ripperger

21 Modul 21: Thermische Verfahrenstechnik Thermische Verfahrenstechnik I Labor Thermische Verfahrenstechnik 4 S 2 S 30h 5 3 Selbststudium 90h Angestrebte Lernergebnisse Thermische Verfahrenstechnik I: Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die Grundverfahren (unit operations) der thermischen Verfahrenstechnik und die Fertigkeit zur Lösung fluidverfahrenstechnischer Stofftrennaufgaben sowie die Kompetenz, trenntechnische mit wirtschaftlichen Fragestellungen zu koppeln. Labor Thermische Verfahrenstechnik: Die Studierenden sind in der Lage, experimentelle Untersuchungen zu ausgewählten verfahrenstechnischen Trennprozessen zu planen und durchzuführen, die Ergebnisse fachgerecht auszuwerten und zu diskutieren. Als allgemeine Kompetenz werden Teamarbeit sowie die Präsentation und Bewertung von Versuchsergebnissen gefördert. Thermische Verfahrenstechnik I: Einführung in die Grundlagen der thermischen Trennverfahren: Verdampfung, Destillation, Rektifikation, Absorption, Adsorption, Extraktion, Kristallisation, Trocknung, Membranverfahren (mit Beispielen). Labor Thermische Verfahrenstechnik: Laborversuche über: Flüssig-flüssig-Extraktion Kontinuierliche Rektifikation Diskontinuierliche Rektifikation Verdampfung im Langrohrverdampfer Absorption Flüssig-flüssig-Phasengleichgewichte Gas-flüssig-Phasengleichgewichte Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für den Masterstudiengang Verfahrenstechnik

22 Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Empfohlene Voraussetzungen: Physik, Technische Mechanik Vergabe von n Schriftliche Prüfung im Fach Thermische Verfahrenstechnik I, Abschlussbericht und -kolloquium für das Labor Prof. Dr. techn. Hans-Jörg Bart

23 Modul 22: Aspekte unterrichtlicher Praxis in der Metalltechnik Fachdidaktische Grundstrukturen Vom Lernfeld zur Lernsituation 3 S 45h 2 S 30h 4 3 Selbststudium 75h SS Angestrebte Lernergebnisse Die Studierenden sind fähig, Unterrichtsstunden der Metalltechnik systematisch zu beobachten und zu planen; sie können verschiedene Unterrichtsphasen, deren Abfolge und zeitliche Gliederung planen, entsprechend der schulart- und schulstufenspezifischen Vorgaben Ziele und Kompetenzen auswählen und auf konkrete Unterrichtsstunden beziehen; beherrschen technische Gestaltungsprozesse und können sie didaktisch einsetzen; können im Hinblick auf die Anforderungen der zweiten Phase der Lehrerausbildung konkrete Unterrichtsplanungen für Fachklassen der Metalltechnik entwickeln und diese schriftlich darstellen; kennen die Grundsätze für die Planung und Durchführung mehrstündiger Unterrichtsreihen; sie können Projektideen entwerfen, sie detailliert durchplanen und schriftlich darstellen. Fachdidaktische Grundstrukturen: Vom Lernfeld zur Lernsituation: Projektunterricht in der Metalltechnik, Produkt-/Prozessorientierung, Problemorientierung/-situationen, Diagnose- und Evaluationsverfahren zur Steigerung der Unterrichtsqualität Systembetrachtungen: Technische Gestaltungsprozesse und ihre didaktische Funktion, Kompetenzentwicklung im ganzheitlichen Technikunterricht Berufliche Handlungskompetenz, Gestaltung von Lernaufgaben Verwendbarkeit des Moduls Pflichtmodul für alle Masterstudiengänge der Richtung Metalltechnik Inhaltliche Voraussetzungen für die Teilnahme Abgeschlossenen Bachelor Metalltechnik Vergabe von n Dr.-Ing. Guntram Wagner

24 Anhang Betriebsprojekt "Metalltechnik" Mit der Durchführung des Betriebsprojekts soll das während des Studiums erworbene Wissen in den jeweils wählbaren Vertiefungsrichtungen des Masterstudienganges "Metalltechnik" - "Werkstoffe und Fertigung", "Maschinen und Fahrzeugtechnik" und "Verfahrenstechnik" - praktisch vertieft werden. Das Betriebsprojekt soll Einblicke in die betrieblichen Ausbildungsabläufe von Einrichtungen geben, in denen Auszubildende aus dem Bereich "Metalltechnik" der gewählten Vertiefungsrichtung ausgebildet werden. Als Einrichtungen kommen bevorzugt Betriebe aus dem Bereich der Industrie und des Handwerks in Betracht. Aber auch Forschungseinrichtungen, die die Ausbildung der entsprechenden Auszubildenden betreiben, können vom Studierenden gewählt werden. Das Betriebsprojekt muss in unmittelbarem Zusammenhang mit der betrieblichen Ausbildung stehen. Aufgabe des Betriebsprojektes ist es, in Zusammenarbeit mit dem gewählten Betrieb, das betriebliche Ausbildungskonzept zu erweitern. Dies können beispielsweise der Aufbau und die Inbetriebnahme eines für den Ausbildungsbereich neuen Laborversuchs oder die Entwicklung einer ausbildungsrelevanten Komponente sein. Vom vorgesehenen Gesamtarbeitsaufwand von 180 h sind 120 h in die betriebliche Tätigkeit und 60 h in die schriftliche Ausarbeitung zu investieren. Das vom Studierenden angestrebte Betriebsprojekt muss vorab von einem frei auszuwählenden Dozenten der jeweiligen Vertiefungsrichtung genehmigt werden. Der Studierende lässt sich zudem vom betreffenden Dozenten bestätigen, dass dieser die wissenschaftliche Betreuung des Betriebsprojektes übernimmt. Das Betriebsprojekt wird abschließend vom betreuenden Dozenten bewertet. Die Bewertung des Betriebsprojekts erfolgt gemäß der gültigen Prüfungsordnung.

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