Bachelor-/Master-Studiengang Maschinenbau Studienschwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik
Inhalt Seite 1 Einführung 2 1.1 Bachelor-Studiengang Maschinenbau 2 1.2 Master-Studiengang Maschinenbau 4 2 Studienschwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik 7 3 Berufsaussichten 8 3.1 Bedeutung der Energie- und Verfahrenstechnik für die Wirtschaft der Bundesrepublik Deutschland 9 3.2 Stellung der deutschen Energie- und Verfahrenstechnik in der Welt 9 3.3 Beschäftigungszahlen 10 4 Die Zukunft der Energie- und Verfahrentechnik!? 10 5 Berufsfelder 12 5.1 Berufsfeld Projektingenieur 12 5.2 Berufsfeld Serviceingenieur 13 5.3 Berufsfeld Betriebsingenieur 14 5.4 Berufsfeld Forschungsingenieur 16 6 Bachelor-Studienplan Energie- und Verfahrenstechnik 17 6.1 Studienverlaufsplan 17 6.2 Pflicht- und Profilmodule 19 6.3 Empfohlene technische Wahlfächer 19 6.4 Empfohlene nichttechnische Wahlfächer 20 6.5 Mein Studienplan für das Bachelor-Studium ab dem 5. Semester 21 6.6 Vorlesungsinhalte 22 7 Master-Studienplan Energie- und Verfahrenstechnik 29 7.1 Studienverlaufsplan 29 7.2 Pflicht- und Vertiefungsmodule 30 7.3 Empfohlene technische Wahlfächer 32 7.4 Empfohlene allgemeine Wahlfächer 33 7.5 Mein Studienplan für das Master-Studium 34 7.6 Vorlesungsinhalte 35 8 Beteiligte Institute bzw. Lehrstühle 48 9 Impressum 61 1
1 Einführung Die Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum bietet seit dem Wintersemester 2007/2008 den konsekutiven Bachelor- und Master-Studiengang Maschinenbau mit verschiedenen Studienschwerpunkten an. Konsekutive Studiengänge zeichnen sich dadurch aus, dass der Bachelor- und der Master-Studiengang eng miteinander verzahnt sind und dass der erreichte Master-Abschluss mindestens das Niveau des bisherigen universitären Diploms hat. Das Konzept des konsekutiven Bachelor-/Masterstudiengangs geht vom Masterabschluss als Regelabschluss aus. Der Bachelor-Abschluss wird als Drehscheibe für eine industrielle Tätigkeit oder zur Weiterqualifizierung im Master-Studiengang betrachtet. Sowohl im Bachelor- als auch im Masterstudiengang sind Vertiefungen in den im Folgenden aufgelisteten Studienschwerpunkten möglich: Angewandte Mechanik Energie- und Verfahrenstechnik Ingenieur-Informatik Konstruktions- und Automatisierungstechnik Kraftfahrzeug-Antriebstechnik Micro-Engineering Werkstoff-Engineering Sinnvollerweise ist sowohl im Bachelor- als auch im Masterstudiengang der gleiche Studienschwerpunkt zu wählen. Ein Wechsel der Studienschwerpunkte ist grundsätzlich möglich, erhöht aber die Zahl der notwendigen Vorlesungen. 1.1 Bachelor-Studiengang Maschinenbau Der Bachelor-Studiengang Maschinenbau ist grundlagen- und methodenorientiert. Er vermittelt die Grundlagen des Faches und vermittelt die Voraussetzungen für spätere Vertiefungen und Spezialisierungen. Das Studium befähigt die Studenten 1, die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten in der beruflichen Praxis anzuwenden und sich im Zuge eines lebenslangen Lernens schnell neue, vertiefende Kenntnisse anzueignen. Der Bachelor-Studiengang bereitet insbesondere auf das Masterstudium vor. In dem 7-semestrigen Bachelor-Studiengang Maschinenbau erwerben die Absolventen folgende Kenntnisse und Kompetenzen. Sie besitzen umfassende und fundierte mathematische und ingenieurwissenschaftliche Grundkenntnisse und Fertigkeiten, verstehen mathematische Verfahren und wenden sie an, besitzen Grundkenntnisse in der Softwareentwicklung und -anwendung, haben fundiertes fachliches Wissen in den Fächern des Maschinenbaus, analysieren ingenieurwissenschaftliche Probleme in ihrer Grundstruktur und entwerfen physikalisch/mathematische Modelle für ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen, 1 Männliche Ausdrücke wie Ingenieur, Absolvent, Student usw. sind stets als geschlechtsneutral anzusehen. Sie umfassen also auch Ingenieurinnen, Absolventinnen, Studentinnen usw. 2
überblicken die Zusammenhänge zwischen den Fächern des Maschinenbaus und deren Anknüpfungspunkte zum Fachwissen anderer Disziplinen, sind in der Lage, Analyse- und Entwicklungsaufgaben unter Berücksichtigung wissenschaftlicher, technischer und ökologischer Randbedingungen unter Anwendung angemessener und Erfolg versprechender Methoden erfolgreich zu lösen, stellen Ergebnisse angemessen dar, arbeiten erfolgreich in einer Gruppe, sind auf Grund ihrer methodischen, fachlichen und fachübergreifenden Kompetenzen für einen flexiblen Einsatz in unterschiedlichen Berufsfeldern vorbereitet, haben neben Fachkompetenz auch Methodenkompetenz und Sozialkompetenz erworben. Die Struktur des Bachelor-Studiengangs Maschinenbau In den ersten vier Semestern ist das Studium für alle Studienschwerpunkte identisch. Ab dem fünften Semester sollten sich die Studierenden für einen der angebotenen Studienschwerpunkte entschieden haben und die ersten auf den Studienschwerpunkt zugeschnittenen Vorlesungen hören. Grundsätzlich besteht jederzeit die Möglichkeit, den Studienschwerpunkt zu wechseln. Je nach Wahl des Studienschwerpunktes sind dann mehr oder weniger viele Vorlesungen zusätzlich zu belegen. Unter den genannten Voraussetzungen ist es auch nach dem Bachelor- Studium möglich, das Masterstudium in einem anderen als dem ursprünglich gewählten Studienschwerpunkt fortzusetzen. Nähere Informationen liefert die Studienberatung unter http://www.mb.ruhr-uni-bochum.de/studium-mb/sites/infos/studienfachberatung.html Bild 1: Struktur des Bachelor-Studiengangs Maschinenbau 3
Die ersten vier Semester bieten eine breite Ausbildung in den mathematischen, naturwissenschaftlichen und in den ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfächern. Im Rahmen der CAD- Übungen, des Werkstoffpraktikums und des Messtechnischen Laborpraktikums besteht die Möglichkeit, das Erlernte praxisnah einzusetzen. Vor dem Studium sollten die Studierenden ein 6-wöchiges Grundlagenpraktikum absolvieren. Dieses Praktikum erleichtert das Verständnis und die Einordnung der Vorlesungen in das Fachgebiet. Zusammen mit dem bis zum Bachelor-Abschluss zu absolvierenden, 14-wöchigen Fachpraktikum und den anwendungsbezogenen Vorlesungen im Rahmen der Profilmodule wird auf diese Weise eine Berufsbefähigung der Bachelor-Absolventen sichergestellt. Mit der in den ersten vier Semestern erworbenen Wissensbasis lässt sich dann im fünften Semester, in Abhängigkeit von den jeweiligen Neigungen, ein interessanter Studienschwerpunkt wählen. Die Studienschwerpunkte haben die Titel: Angewandte Mechanik Energie- und Verfahrenstechnik Ingenieur-Informatik Konstruktions- und Automatisierungstechnik Kraftfahrzeug-Antriebstechnik Micro-Engineering Werkstoff-Engineering Im fünften Semester setzt sich das Studium aus vier schwerpunktspezifischen Pflichtmodulen und zwei Profilmodulen zusammen. Die vier Pflichtmodule sind zum Teil für alle Studienschwerpunkte gleich, zum Teil aber auch studienschwerpunktsspezifisch. Im Zusammenhang mit den beiden Profilmodulen haben die Studierenden die Möglichkeit, Fächer aus Auswahllisten zu wählen (siehe Tabelle 7.3) und so innerhalb des Studienschwerpunktes das Ausbildungsprofil weiter zu schärfen. Eine ähnliche Struktur gilt auch für das sechste Semester, wobei hier im Rahmen des technischen und des nichttechnischen Wahlfaches weitere Wahlmöglichkeiten bestehen. Empfehlungen für das technische Wahlfach und das nicht-technische Wahlfach geben die Tabellen 7.3 und 7.4. 1.2 Master-Studiengang Maschinenbau Der Master-Studiengang Maschinenbau wird beginnend mit dem Sommer-Semester 2011 angeboten. Der Master-Studiengang Maschinenbau vertieft die im Bachelor-Studium erworbenen Fachkenntnisse. Der Studiengang zielt neben der Verbreiterung des Wissens auf eine Vertiefung und Spezialisierung ab. Durch die konsekutive Anlage des Studiums erlangt der Masterstudiengang eine angemessene fachliche Tiefe. Das Profil des Masterstudiengangs Maschinenbau ist forschungsorientiert, und die Lehrinhalte sollen die Studierenden zu eigenständiger Forschungsarbeit befähigen. Die Masterarbeit wird in engem Zusammenhang zu Forschungsprojekten der Fakultät durchgeführt. Die Studenten haben die Möglichkeit, ihr Wissen in bestimmten Bereichen des Master- Studiengangs Maschinenbaus durch die Wahl eines Studienschwerpunktes erheblich zu vertiefen. Diese Studienschwerpunkte sind für den Bachelor-Studiengang schon aufgelistet worden. 4
Im Master-Studiengang Maschinenbau erwerben die Absolventen die folgenden Fähigkeiten und Kompetenzen. Sie beherrschen wissenschaftliche Methoden und Werkzeuge zur Bearbeitung komplexer ingenieurwissenschaftlicher Fragestellungen, denken analytisch, erkennen komplexe Zusammenhänge, schätzen vorhandene Problemlösungen ein und entwickeln eigene, abstrahieren ihre Arbeitsaufgabe, strukturieren sie und treffen Entscheidungen zu ihrer Lösung, kennen komplexe Entwurfs- und Planungsprozesse, verstehen neuartige und zukünftige Problemstellungen, erkennen und konzipieren auch neue angemessene Methoden, Technologien und wissenschaftliche Werkzeuge zu deren Lösung, wenden diese an und beurteilen die Ergebnisse, bearbeiten Entwicklungsaufgaben unter Berücksichtigung wissenschaftlicher, sozialer, ökologischer, ökonomischer und gesellschaftlicher Randbedingungen mittels angemessener Methoden, haben Zugang zu technischen und wissenschaftlichen Informationsquellen mit internationaler Übersicht, sind gefestigt in ihrer Kompetenz, Ergebnisse angemessen darzustellen, arbeiten erfolgreich in einer Gruppe und kommunizieren effizient mit verschiedenen Zielgruppen, arbeiten verantwortlich und selbständig in der Planung, im Entwurf, beim Bau, bei Prüfung und beim Betrieb von komplexen technischen Maschinen und Infrastrukturen, sind in der Lage, eine anspruchsvolle Berufstätigkeit im Maschinenbau auszuüben, vorzugsweise in der als Vertiefung gewählten Arbeitsrichtung, sind befähigt, eine wissenschaftliche Tätigkeit mit dem Ziel einer Promotion auszuüben. Struktur des Master-Studiengangs Maschinenbau Neben den beiden schwerpunktspezifischen Pflichtmodulen und einem schwerpunktspezifischen Fachpraktikum mit einer Präsentation, besteht für die Studierenden die Möglichkeit, aus zwei schwerpunktspezifischen Auswahllisten Vertiefungsmodule zu wählen. Diese Vertiefungsmodule erlauben eine weitere Profilschärfung während des Studiums. Die Auswahllisten der Vertiefungsmodule finden sie unter Tabelle Nr. 8.2. Empfehlungen für das nichttechnische und das technische Wahlfach liefern die Tabellen 8.3 und 8.4. Weitere Detailinformationen sind im Zusammenhang mit dem Studienverlaufsplan sowie in der Prüfungsordnung und der Praktikumsrichtlinie zu finden. 5
Bild 2: Struktur des Master-Studiengangs Maschinenbau Die Masterarbeit Die Masterarbeit schließt die wissenschaftlich orientierte Ausbildung der Studierenden als Prüfungsarbeit ab. Sie zeigt, dass die Kandidatin oder der Kandidat in der Lage ist, innerhalb von sechs Monaten ein Problem aus ihrem bzw. seinem Fach selbständig unter Anwendung wissenschaftlicher Methoden zu bearbeiten. Auslandsaufenthalte Die Fakultät für Maschinenbau fördert Auslandsaufenthalte ihrer Studierenden. Hierzu bietet die Fakultät den Studierenden zahlreiche Austauschprogramme an. Zum Beispiel können in dem von der Europäischen Union geförderten Erasmus-Programm Aufenthalte an verschiedenen europäischen Universitäten, aber auch an amerikanischen, japanischen und chinesischen Universitäten wahrgenommen werden (http://www.ing-international.ruhr-unibochum.de/sites/info_maschbau/index.html). Das Zentrum für Fremdsprachenausbildung (www.rub.de/zfa) bietet für diesen Zweck im Umfang von sechs Semesterwochen-Stunden allen Studierenden kostenfreie vorbereitende Sprachkurse in 16 Sprachen an. Die folgenden Seiten liefern nun genauere Informationen zum Studienschwerpunkt Energieund Verfahrenstechnik. 6
2 Studienschwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik Industrielle Bedeutung und Hochschulausbildung Energietechnik und Verfahrenstechnik, in dieser Broschüre auch kollektiv als EVT bezeichnet, zählen zu den grundlegenden Produktionstechniken, ohne die unsere moderne Gesellschaft nicht denkbar wäre. Ihr Arbeitsgebiet wird geprägt durch Verfahren, Anlagen, Maschinen und Apparate, die der Umwandlung und Veredelung von Energie und Stoffen unter den Bedingungen von Markt und Umwelt dienen. Energie- und Verfahrenstechnik bestimmen auf der technischen Seite z.b. das Geschehen in der chemischen und petrochemischen Industrie, in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie, in der Raffinerie-, Pharma- und Textilindustrie sowie in der Energie-, Kern- und Kraftwerkstechnik. Aber auch Umwelt-, Verkehrs-, Klima- und Kältetechnik sowie die technische Gebäudeausrüstung hängen ganz wesentlich von der Energieund Verfahrenstechnik ab. Zusammengenommen machen die genannten Industriezweige und Technikbereiche weit über die Hälfte der industriellen Produktion Deutschlands aus. Die große fachliche Breite und die dynamische Entwicklung der Energie- und Verfahrenstechnik erfordern ingenieurwissenschaftliches Denken auf der Basis fundierter theoretischer und praktischer Kenntnisse. Für Hochschulabsolventen gehören dazu ein breit gefächertes Basiswissen aus den mathematisch-naturwissenschaftlichen Studienfächern, Spezialwissen aus ausgewählten Fachvorlesungen, der vertraute Umgang mit rechnergestützten Hilfsmitteln und praktische Erfahrungen aus dem Umgang mit Labor- und Praktikumsanlagen. Fragen der rationellen Nutzung von Energie und Ressourcen, der Wirtschaftlichkeit, der Sicherheit und des Umweltschutzes sind integrale Bestandteile modern konzipierte Fachvorlesungen. Beschäftigungsfelder und Anforderungsprofile Waren Energie- und Verfahrenstechnik einzeln betrachtet schon vielfältige Arbeitsgebiete, so ist heute durch das Zusammenwachsen der beiden Einzeldisziplinen ein Arbeitsmarkt von immenser Breite entstanden. Ingenieure mit energie- und verfahrenstechnischer Ausbildung bestimmen auf der technischen Seite das Geschehen in Industriezweigen, die zusammen den Hauptteil der industriellen Produktion Deutschlands ausmachen. Viele dieser Branchen boomen weltweit - so werden z.b. pro Jahr 40.000 MW Kraftwerksleistung installiert, was in etwa der Hälfte der in Deutschland verfügbaren Kraftwerkskapazität entspricht. Die daraus resultierende Auslandsnachfrage sichert den für die deutsche Wirtschaft so wichtigen Export von Hochtechnologie. Energietechnische Aufgabenstellungen finden sich heute vor allem beim Bau von Maschinen und Anlagenkomponenten, also z.b. im Motoren- und Turbinenbau, bei der Entwicklung von Pumpen und Verdichtern sowie beim Bau von Anlagen zur Nutzung regenerativer Energiequellen. Auch weite Teile der Energiewirtschaft, die sich mit der Bereitstellung und Verteilung von Energie beschäftigen, sind noch rein energietechnisch bestimmt. Dagegen ist die Kraftwerkstechnik durch eine Kombination von energie- und verfahrenstechnischen Aufgabenstellungen gekennzeichnet. Neben den ursprünglich energietechnischen Prozessen haben sich verfahrenstechnische Prozesse z.b. die Brennstoffaufbereitung, die Abgasreinigung und die Wasseraufbereitung als gleichbedeutende Aufgabengebiete etabliert. Die Beschäftigungsfelder für Hochschulabsolventen reichen von klassischen energie- oder verfahrenstechnischen Tätigkeiten bis hin zu modernen Entwicklungen, die durch eine stärkere Vernetzung energie- und verfahrenstechnischer Aspekte gekennzeichnet sind. Beim Entwurf und beim wirtschaftlichen Betrieb großer Anlagen spielen prozess-, mess-, regelungs- und automatisierungs-technische Fragen eine immer größere Rolle. Verfahrenstechnische Aufgabenstellungen stehen heute z.b. bei der Produkt- und Verfahrensentwicklung in der chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrie, in der Raffinerieindustrie oder in der Umwelttechnik dort z.b. bei der Aufbereitung von Abfällen oder kontaminierten Böden im Vordergrund. Wo aber große Anlagen mit hohem 7
Produktdurchsatz betrieben werden, wie bei der Herstellung von Grundprodukten der chemischen Industrie, gewinnen auch energietechnische Fragestellungen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Ressourcenschonung an Bedeutung. So wird z.b. Abwärmenutzung in kaum einem Industriezweig so konsequent betrieben wie in der chemischen Industrie. Viele Chemiestandorte verfügen über eigene Kraftwerke und große kältetechnische Anlagen. Gemeinsam ist allen Anwendungen in der Energie- und Verfahrenstechnik, dass es sich um sehr komplexe Systeme handelt, wodurch die Arbeit an diesen Systemen häufig mit großer betrieblicher und gesellschaftlicher Verantwortung einhergeht. Aus den angeführten Gründen wird von den meisten Ingenieuren weit mehr verlangt als nur fachliches Spezialistentum. Die Übernahme von Personalverantwortung verlangt soziale Kompetenz; die Verantwortung für umfangreiche Projekte verlangt Organisationstalent; Zusammenarbeit im internationalen Rahmen verlangt Aufgeschlossenheit für fremde Länder, Sprachen und Kulturen; der Umgang mit begrenzten Ressourcen und sicherheitstechnisch anspruchsvollen Systemen erfordert ein hohes Maß an Verantwortung für Mensch und Umwelt. Wie das Berufsbild eines Ingenieurs in diesem Geflecht von Anforderungen tatsächlich aussieht, hängt weniger von der Branche als von seiner Position innerhalb des Unternehmens und von dessen Größe ab. Kleine Unternehmen suchen eher den vielseitig sachkundigen, anwendungsorientierten Ingenieur mit breitem technischen und betriebswirtschaftlichen Wissen. Mit zunehmender Unternehmensgröße nimmt in der Regel auch die Schärfe des Anforderungsprofils zu die Palette der gesuchten Persönlichkeiten reicht dann vom hochspezialisierten Fachmann in Forschung und Entwicklung bis hin zum kontaktfreudigen Generalisten im Vertrieb. Daneben existieren vielfältige Aufgaben in den Genehmigungs- und Überwachungsorganen von Bund, Ländern und Kommunen sowie in Forschung und Lehre, die wiederum andere Anforderungsprofile mit sich bringen. Die Vielfalt der energie- und verfahrenstechnisch geprägten Industrien ergibt zusammen mit den verschiedenen Einsatzmöglichkeiten innerhalb der einzelnen Betriebe eine große Palette von Beschäftigungsfeldern, die den Absolventen die Wahl eines individuellen Berufsbilds ermöglicht. 3 Berufsaussichten Prognosen über Berufsaussichten sind schwierig. Sie hängen von wirtschaftlichen Entwicklungen ab. Eines aber ist sicher: als Maschinenbauingenieur sind sie krisensicher aufgestellt. In einem High-Tech Standort wie Deutschland werden gute Ingenieure immer gebraucht. Dies trifft besonders für Ingenieure der Energie- und Verfahrenstechnik zu. Energie und Verfahrentechnische Produkte gehören zu den Grundanforderungen unserer Gesellschaft. Deutschland ist in diesen Bereichen weltweit führend. Nicht umsonst haben einige der größten Energie- und verfahrenstechnisch-chemische Konzerne ihren Sitz in Deutschland. 8
3.1 Bedeutung der Energie- und Verfahrenstechnik für die Wirtschaft der Bundesrepublik Deutschland Die Energie- und verfahrenstechnische Industrie ist noch vor dem Maschinen- und Anlagenbau der umsatzstärkste deutsche Industriebereich. Das folgende Bild zeigt die Umsatzrelationen zwischen den größten Industriebranchen in Deutschland. 300 Umsatz in Mrd. Euro 250 200 150 100 50 0 Maschinen- und Anlagenba Kraftfahrzeuge Energie- und Verfahrenschemietechnik Bild 3: Umsatz der wichtigsten Industriezweige 3.2 Stellung der deutschen Energie- und Verfahrenstechnik in der Welt Deutsche Konzerne der Energie- und Verfahrenstechnik sind die Technologieführer in ihren Branchen. E.ON, RWE, BASF, Bayer, Evonik gehören zu den größten Unternehmen weltweit, sie beschäftigen alleine mehr als 370.000 Mitarbeiter. Siemens ist der größte Anbieter von schlüsselfertigen Kraftwerken. 25 Prozent aller installierten Solarzellen stammen aus Deutschland mit wachsender Tendenz. Beinahe 80.000 Beschäftigte arbeiten allein in der deutschen Windkraftindustrie. Mehr als ein Drittel des Weltmarktumsatzes an Windkraftanlagen wird durch deutsche Firmen getätigt, deutsche Firmen bestimmen die Technikentwicklung. Die Produktion von Prozessen zu Herstellung von Bioethanol, Biokunststoff oder Öko-Verpackungen wird durch deutsche Firmen maßgeblich geprägt. 9
3.3 Beschäftigungszahlen Die Energie- und verfahrenstechnische Industrie ist mit 740.000 Beschäftigten einer der größten Arbeitgeber in Deutschland. Beschäftigte in Tausend 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Maschinenund Anlagenbau Kraftfahrzeuge Energie- und Verfahrenschemietechnik Bild 4: Vergleich der Beschäftigtenzahlen Fast 13% der industriellen Arbeitsplätze entfallen auf diese Branche. Traditionell ist der Anteil der Ingenieure in diesen Bereichen hoch. 4 Die Zukunft der Energie- und Verfahrentechnik!? Die Energie- und Verfahrenstechnik stellt eine der vielseitigsten Beschäftigungsfelder in der Industrie dar. Ingenieure aus diesem Bereich finden sich bei den Energieerzeugern, bei Maschinenherstellern, in der chemischen Industrie, im Bereich der Lebensmittelerzeugung, in der pharmazeutischen Industrie und im Bereich der Kosmetik und Life Science Produkte. Aufgrund dieser Vielfalt ist es schwierig die Zukunft der Energie- und Verfahrenstechnik umfassend darzustellen. Es ist jedoch unbestritten, dass ohne die Energie- und Verfahrenstechnik im wahrsten Sinne des Wortes nichts läuft. Eine der wichtigsten gesellschaftlichen Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte wird es sein, die Energieversorgung und die Versorgung mit Rohstoffen sicherzustellen. Im letzten Jahrhundert haben sich die Industrienationen nahezu vollständig auf fossile Energieträger gestützt und auch die meisten Synthesen der chemischen Industrie beruhen auf erdölbasierten Rohstoffen. Die Verknappung der fossilen Energieträger und der gleichzeitig gestiegene Bedarf der Schwellenländer wie China und Indien führen zu schnell steigenden Preisen. Gleichzeitig wächst die Abhängigkeit der Industrienationen von Ländern, die noch über ausreichend Erdöl, Erdgas oder auch Kohle verfügen. Die Zukunft von Deutschland liegt daher in der Entwicklung neuer oder verbesserter Technologien zur energetischen und stofflichen Versorgung der Gesellschaft und damit in den 10
Händen von Energie- und Verfahrentechnikern. Dies hat auch die Politik bereits erkannt. Die Europäische Union hat sich entschieden eine Vorreiterrolle im Bereich der erneuerbaren Energien und der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen einzunehmen. Einige der wichtigen Fragestellungen der Zukunft sind im Folgenden aufgelistet: Effizienzsteigerung und CO 2 -Minderung: Um die Folgen der steigenden Energiepreise abzuschwächen, muss es uns gelingen effizientere Prozesse, Anlagen und Maschinen zu entwickeln. Dies beginnt bei der Energieerzeugung und beim Betrieb von chemischen Anlagen und geht bis zur Entwicklung von sparsamern Motoren. Durch die Energieeinsparung werden gleichzeitig die Emissionen z.b. an Kohlendioxid reduziert und damit die Auswirkungen auf die Umwelt geringer. CO 2 -Abscheidung: Die Energieerzeugung durch Verbrennung von fossilen Energieträgern wird auch in absehbarer Zukunft eine entscheidende Rolle spielen. Durch die Verbrennung entsteht Kohlendioxid, das im Wesentlichen für den Treibhauseffekt verantwortlich ist. Aufgabe der Energie- und Verfahrentechniker wird es sein, Verfahren zu erarbeiten, die eine Abtrennung und Speicherung des Kohlendioxids ermöglichen. Dezentrale Energieversorgung: Heute wird Energie zum Großteil zentral in Kraftwerken erzeugt. Dies hat den Nachteil, dass nur ein Bruchteil der Energie der fossilen Rohstoffe meist in Form von elektrischem Strom genutzt werden kann. Die gleichzeitig auftretende Wärme findet in der Regel keine Abnehmer, da Wärme nur sehr aufwendig über größere Strecken transportiert werden kann. In Zukunft muss daher vermehrt eine dezentrale Energieversorgung z. B. mit Blockheizkraftwerken zum Einsatz kommen. Damit wird die Energieerzeugung zum Endabnehmer gebracht und eine Nutzung des erzeugten Stroms und der dabei entstehenden Abwärme möglich. Auch bei der Energieversorgung aus nachwachsenden Rohstoffen z. B. der Biogasherstellung aus pflanzlichen und tierischen Abfällen sind kleine dezentrale Einheiten notwendig. Methanhydrate: Eine bisher noch nahezu ungenutzte Energiequelle sind sogenannte Gashydrate, die in großen Lagerstätten in der Tiefsee und im Permafrostboden vorkommen. Der energetische Inhalt dieser Gashydrate übersteigt bei weitem die Reserven and Erdöl und Erdgas. Die Gewinnung, die Reinigung und der Transport dieses Energieträgers ist neben geologischen Fragen auch eine Fragestellung für Energie- und Verfahrentechniker Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe: Die Verknappung des Erdöls zwingt uns unsere chemischen Rohstoffe aus anderen Quellen herzustellen. Langfristig kann dies nur durch die breite Erschließung nachhaltiger, sich erneuernder Rohstoffe erfolgen. Dieser Weg erfordert jedoch völlig neue Produktionssysteme, die sich unter dem Begriff Bioraffinerie zusammenfassen lassen. Die klassischen Stoffketten der chemischen Industrie, die auf der Nutzung von Mineralöl basieren, lassen sich nicht auf die Naturstoffe wie Öle, Zucker, Holz etc. übertragen. Verfahrentechniker müssen in Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen neue Synthesen und Aufarbeitungsschritte erarbeiten um z. B. Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen herstellen zu können. 11
Energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe: Neben der stofflichen Verwertung von nachwachsenden Rohstoffen muss die Zukunft auch den Ausbau der energetischen Nutzung der nachwachsenden Rohstoffe bringen. Dies ist möglich durch direkte Verbrennung von Biomasse oder durch Vergasung, Pyrolyse und Karbonisierung der Rohstoffe. Die Naturbrennstoffe enthalten eine Vielzahl organischer und anorganischer Komponenten deren Verhalten bei der Verbrennung bisher nur ansatzweise verstanden wird. Aufgabe der Energietechniker wird es sein die Verbrennungsprozesse für derartig heterogene Brennstoffe zu optimieren. Die Aufstellung zeigt, dass der Energie- und Verfahrenstechniker wesentlich an der Gestaltung unserer Zukunft beteiligt ist. Als Energie- und Verfahrenstechniker haben Sie die Chance die Zukunft aktiv zu gestalten und dazu beizutragen, dass wir das Erdölzeitalter hinter uns lassen und uns zu einer nachhaltig wirtschaftenden Gesellschaft entwickeln. 5 Berufsfelder Die folgenden 4 Beiträge sollen Ihnen einen kleinen Einblick über spätere Tätigkeitsfelder geben. Neben den dargestellten Berufsbildern gibt es unzählige andere Einsatzgebiete für Energie- und Verfahrenstechniker. 5.1 Berufsfeld Projektingenieur Energie- und verfahrenstechnische Anlagen sind oft komplexe Systeme, in denen eine Vielzahl von Stoffströmen verarbeitet werden, die aus mehreren hundert Aggregaten bestehen und komplexe Mess- und Regeleinrichtungen beinhalten. Bauzeiten von mehreren Jahren und Investionsvolumina jenseits der Milliarden Grenze sind keine Seltenheit. Wer plant, wer überwacht den Bau und wer nimmt solche faszinierenden Anlagen in Betrieb? Dies ist der Projektingenieur sicher eines der interessantesten Berufsfelder für Ingenieure. Der Projektingenieur plant zunächst die Verfahrenstechnik, die Thermodynamik des Prozesses und legt die Verschaltung der einzelnen Aggregate fest. Er legt fest, welche physikalischen und chemischen Größen wie Druck, Temperaturen oder ph-wert überwacht werden müssen und gibt der Leittechnik die Anforderungen für die Prozessregelung vor. Er kümmert sich um die Genehmigungen der Behörden, wie z.b. die Betriebsgenehmigung nach den Emissionsschutzgesetzen. Die Anforderungen an die Komponenten sind festzulegen, welche Pumpe, welche Turbine, welche Trennkolonnen sind zu wählen? Mit den Lieferanten müssen technische Spezifikationen geklärt werden, die Termintreue und die Qualität der Fertigung der Komponenten muss überwacht werden, der Transport der oft hunderte Tonnen schweren Komponenten organisiert werden. Termin jagt Termin, immer kühlen Kopf bewahren, improvisieren können, verhandeln können, das sind typische Eigenschaften des Projektingenieurs. Nach der Planung und Lieferung aller Anlagenteile sind die Komponenten miteinander zu verbinden, oft auf Baustellen in aller Welt von Singapore bis Quatar. Anschließend ist die hochkomplexe Anlage in Betrieb zu nehmen. Auch diese Aufgaben, Bauüberwachung und Inbetriebnahme, sind Tätigkeiten von Projektingenieuren. Oft fängt der junge Ingenieur in der 12
Planung im Stammhaus an, geht dann mit auf die Baustelle zur Bauüberwachung oder unterstützt bei der Inbetriebnahme. Vielfältiger kann ein Berufsbild nicht sein, sofern Sie offen sind für Neues, gerne im Ausland arbeiten und keine ruhige Kugel schieben wollen. Und wenn Sie eine solche Anlagenplanung in allen Details mal mitgemacht haben, werden Sie vielleicht Projektmanager. Planen eigenverantwortlich ein Projekt, Ihnen unterstehen mehrere Hundert Ingenieure und Sie bewegen große Geldmittel. Auf Ihr Organisationsgeschick wird es beim Erfolg des Projektes ankommen große Verantwortung, faszinierender Job und ein tolles Gefühl, wenn Sie zum Schluss des Projektes durch die Anlage gehen sie funktioniert, Sie haben sie gebaut, es ist Ihre Anlage! Bild 5: Planung und Inbetriebnahme einer Großanlage 5.2 Berufsfeld Serviceingenieur Beim Neubau energie- und verfahrenstechnischer Anlagen machen die Hersteller oft wenig Gewinn, erst der Service verdient das Geld es ist wie in der Autowerkstatt, die Inspektion ist teuer! Doch was ist die Aufgaben des Serviceingenieurs, verkauft er Ersatzteile? Ja, das tut er auch, aber sein Berufsfeld ist viel breiter und abwechslungsreicher. Er ist der Berater des Kunden, sein Vertrauensmann, das Sprachrohr des Kunden in der eigenen Firma. Typische Fragen, die ein Serviceingenieur beantworten muss sind z.b. warum funktioniert die Anlage nicht, wie optimiere ich den Betrieb meiner Anlage, damit sie energieeffizienter funktioniert, ohne Stillstand oder wie lange hält eine Komponenten noch, kann ich meine 13
Anlage weiterfahren? Oft keine einfache Fragen, da ein Stillstand großer Anlagen viel Geld kostet ein Schaden aber auch. Energie- und verfahrenstechnische Anlagen unterliegen regelmäßigen Revisionen mit Stillständen von oft mehreren Monaten. Der Serviceingenieur organisiert die Revision, alles muss zum rechten Zeitpunkt am rechten Ort sein, auch im Ausland, und wenn es in der Wüste ist. Was passiert, wenn bei der Revision defekte Teile entdeckt werden? Sind Ersatzteile verfügbar? Jeder Tag ist kostbar, da ein Kunde nur mit einer Anlage in Betrieb Geld verdienen kann. Oft werden energie- und verfahrenstechnische Anlagen nach einigen Jahren modernisiert. Stoffkreisläufe sind neu auszulegen, Komponenten mit besseren Wirkungsgraden zu verwenden, die Regelungs- und Messtechnik muss erneuert werden. Keine einfache Aufgabe bei Anlagen mit mehreren hundert Komponenten und der Kunde hätte am liebsten, dass der Umbau im laufenden Betrieb stattfindet. Intensive Beratung des Kunden ist notwendig, Verhandlungsgeschick erforderlich, Erfahrung und technisches Know-how in der Planung und im Betrieb von Anlagen unabdingbar. Oft sitzt der Kunde im Ausland, Verhandlungen sind in Englisch zu führen und er muss am Ende von Ihrem Angebot von Ihrer Serviceleitung - überzeugt werden. Sie sind der Problemlöser für den Kunden und es ist ein schönes Gefühl, wenn der Kunde am Schluss sagt, ohne Sie hätten wir das nie geschafft! Bild 6: Beratung und Betreuung von Kunden 5.3 Berufsfeld Betriebsingenieur Ein Großteil der Wertschöpfung der Volkswirtschaften kommt aus dem Betrieb von energieund verfahrenstechnischen Anlagen. Die möglichst ununterbrochene und störungsfreie Produktion von Zwischen- und Endprodukten in diesen Anlagen entscheidet über den wirtschaftlichen Erfolg oder Misserfolg und ist damit wesentlich für die Sicherung von Arbeitsplätzen in den Industriestandorten verantwortlich. Den Betrieb dieser Anlagen zu 14
gewährleisten ist die Aufgabe des Betriebsingenieurs er muss die Industrieanlagen am Laufen halten. Der Betriebsingenieur ist verantwortlich für seine Anlage in allen Bereichen. Er organisiert die Bereitstellung von Rohstoffen und Energie für die Produktion, er kümmert sich um die Einteilung des Personals, er plant die Auslastung seiner Anlagen, er kontrolliert und gewährleistet die Qualität seiner Produkte und organisiert den Abtransport der Waren an seine Kunden. Nur wenn all diese Schritte reibungslos und störungsfrei ablaufen, kann der wirtschaftliche Erfolg von Produktionsstätten sichergestellt werden. Neben der Erzielung von möglichst hohen Produktionsmengen ist der Betriebsingenieur für die Sicherheit und den Schutz von Personal und Umwelt verantwortlich. Es müssen daher regelmäßig Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten durchgeführt werden, möglichst ohne den eigentlichen Produktionsbetrieb zu unterbrechen oder gar nachhaltige zu gefährden. Bild 7: Verantwortung für eine Produktionsanlage Es geht aber für den Betriebsingenieur nicht nur darum eine bestehende Technik anzuwenden sondern er hat auch die Aufgabe den Markt zu beobachten um technische Neuerungen frühzeitig zu erkennen und gegebenenfalls in der Produktionsanlage umzusetzen. Auch die rechtzeitige Akquise von neuen Aufträgen, die die zukünftige Auslastung seines Betriebes sicherstellen gehört zu seinem Aufgabenfeld. Der Betriebsingenieur ist der Mann für Alles in einer Produktionsstätte. Er muss ein Gespür für die Lage seiner Mitarbeiter entwickeln und ein erfolgreiches Team zusammenstellen, das bei Störfällen in der Anlage schnell und zuverlässig den Betrieb wieder herstellt. Dabei steht er selbst an vorderster Front und muss im Zweifelsfall rund um die Uhr für seinen Betrieb kämpfen - nichts ist teurer wie eine stillstehende Anlage! Als Betriebsingenieur sind schnelle, 15
manchmal intuitive Entscheidungen ebenso gefragt wie langfristige Planungen zur Sicherung eines Produktionsstandortes. Der Lohn für diese Arbeit sind die Waren, die Ihren Betrieb verlassen und die Mitarbeiter denen Sie ein Einkommen sichern das sind Ihre Produkte, Ihre Mitarbeiter! 5.4 Berufsfeld Forschungsingenieur In Hochlohnländern wie Deutschland kann die Zukunft nur durch neue Produkte und Verfahren gemeistert werden. Daher steht die Forschung und Entwicklung am Anfang der Kette zum wirtschaftlichen Erfolg der Zukunft. Heute muss das erforscht und entwickelt werden, was in 5 bis 10 Jahren unsere Arbeitsplätze sichert. Im Zuge der Globalisierung der Märkte steht Deutschland dabei zunehmend in Konkurrenz zu andern Industrienationen und Schwellenländern. Nur durch technischen Vorsprung können wir unseren Wohlstand behaupten. Genau dieser Herausforderung stellt sich der Forschungsingenieur. Der Forschungsingenieur im Bereich der Energie- und Verfahrentechnik arbeit in modernsten Forschungseinrichtungen mit exzellenter Ausstattung. Ob in der Industrie oder in Forschungseinrichtungen der öffentlichen Hand wie z. B. Universitäten, Fraunhoferinstituten oder in der Max Plank Gesellschaft, der Forschungsingenieur steht an der Spitze der technischen Innovationen. Der Forschungsingenieur arbeitet nicht alleine, sondern er ist meist in ein interdisziplinäres und häufig auch internationales Team eingebunden. In Zusammenarbeit mit Naturwissenschaftlern und Forschern aus anderen Disziplinen entwickelt er neue Produkte, neu Verfahren und neue Lösungsansätze. Als Ingenieur steht dabei die anwendungsorientierte Forschung im Mittelpunkt. Häufig sind daher bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt Produktionsleiter in die jeweiligen Forschungsprojekte integriert, um eine möglichst schnelle Umsetzung der Ergebnisse in den industriellen Maßstab zu erreichen. Bild 8: Forschen an Technikumsanlagen 16
Zu den Aufgaben des Forschungsingenieurs gehört die Entwicklung innovativer Forschungsansätze, die Beantragung der Forschungsprojekte bei öffentlichen und industriellen Geldgebern, der Aufbau von Versuchsapparaturen, die Planung und Auswertung von Versuchen und schließlich auch die Präsentation und Vermarktung der Erfindungen. Zusätzlich trägt er Verantwortung für Laboranten, Meister und Techniker, die ihn bei seiner Arbeit unterstützen. Kreativität, Innovationsfreude aber auch Vermarktungsgeschick zählen zu den Eigenschaften, die ein Forschungsingenieur aufweisen sollte. Da die Forschung nicht immer vom Erfolg gekrönt ist sollte der Forschungsingenieur die Fähigkeit besitzen das Ziel, trotz mancher Enttäuschung, nicht aus den Augen zu verlieren. Diese Hartnäckigkeit zahlt sich aus, wenn schließlich ihre Ideen zu neuen Produkten oder effizienteren Prozessen umgesetzt werden. 6 Bachelor-Studienplan Energie- und Verfahrenstechnik Der Studienplan Energie- und Verfahrenstechnik erlaubt es Ihnen, unter vielen Vorlesungen die für Sie interessantesten auszuwählen. Wir sind auch gerne bereit, Sie zu beraten. Auf den folgenden Seiten finden Sie die Studienverlaufspläne sowohl für den Bachelor- als auch für den Master-Studiengang. Der Studienplan liefert Ihnen die einzelnen Module. Ein Modul setzt sich in der Regel aus Vorlesungen und Übungen zusammen. Dem Studienplan können Sie die Anzahl der Vorlesungsstunden pro Woche (SWS) entnehmen und die zugehörigen Leistungspunkte (CP). Außerdem finden Sie die Anzahl der Vorlesungsstunden (V) und die Anzahl der Übungsstunden (Ü) pro Woche. Auch können Sie in dem Studienplan erkennen, ob die Vorlesungen im Sommer- oder Wintersemester angeboten werden. Das erste, dritte, fünfte und siebte Semester sind jeweils Sommersemester, das zweite, vierte und sechste Semester sind jeweils Wintersemester. Weiterhin gibt Ihnen der Plan an, in welchem Semester die Vorlesungen zweckmäßigerweise gehört werden sollen. 6.1 Studienverlaufsplan Dieser Studienverlaufsplan ist in den ersten vier Semestern für alle Studienschwerpunkte gleich. Die Differenzierung der einzelnen Studienschwerpunkte zeigt sich durch unterschiedliche Vorlesungen in den Pflicht- und Profilmodulen des fünften und sechsten Semesters. Eine Auflistung der zugehörigen Vorlesungen finden Sie in den folgenden Tabellen. Das technische Wahlfach können Sie aus den Vorlesungen der ingenieurwissenschaftlichen Fakultäten frei wählen. Tabelle 7.3 gibt Ihnen eine Empfehlungsliste für den Studienschwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik. Das nichttechnische Wahlfach wählen Sie aus allen Vorlesungen der Universität. Tabelle 7.4 gibt Ihnen eine Empfehlungsliste. Die Semesterarbeit und die Bachelor-Arbeit bearbeiten Sie an Lehrstühlen, die den Studienschwerpunkt mitbetreuen. Sinnvolle Ausnahmen sind zulässig, müssen allerdings vorher von der Studienberatung genehmigt werden. Das 14-wöchige Fachpraktikum ist gemäß der Praktikumsrichtlinie in Industriebetrieben des Maschinenbaus oder der Energie- und Verfahrenstechnik durchzuführen. 17
Tabelle 6.1: Studienverlaufsplan für den Bachelor-Studiengang mit dem Schwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik 1. Sem V Ü 2. Sem V Ü 3. Sem V Ü 4. Sem V Ü 5. Sem V Ü 6. Sem V Ü 7. Sem V Ü Modul Modulbezeichnung SWS CP Mathematisch/Naturwissenschaftliche Grundlagen 1 Mathematik 1 6 9 4 2 2 Mathematik 2 6 9 4 2 3 Mathematik 3 und 5 3 1 1 Numerische Mathematik 3 2 1 4 Physik und 6 3 2 1 Chemie 3 3 0 23 30 Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen 1 5 Mechanik A 6 9 3 3 6 Mechanik B 6 9 3 3 7 Werkstoffe 1 und 2 und 9 9 3-4 - Werkstoffpraktikum - 1-1 8 Maschinenbauinformatik 1 und 2 7 7 2 2 2 1 9 Elektrotechnik 6 7 4 2 10 Thermodynamik 6 9 4 2 11 Grundlagen der Konstruktionstechnik 1 und 2 7 9 1 2 3 1 12 Konstruktionstechnik 1 und 2 8 12 2 2 2 2 55 71 Ingenieurwissenschaftliche Grundlagen 2 13 Grundlagen der Messtechnik und 4 5 1 1 Messtechnisches Laborpraktikum - 2 14 Grundlagen der Regelungstechnik 4 5 3 1 15 Strömungsmechanik 4 5 2 2 12 15 Ingenieurwissenschaftliche Anwendungen 1 16 Pflichtmodul 1 4 6 2 2 17 Pflichtmodul 2 4 6 2 2 18 Pflichtmodul 3 4 6 2 2 19 Pflichtmodul 4 4 6 2 2 16 24 Ingenieurwissenschaftliche Anwendungen 2 20 Profilmodul 1 4 6 3 1 21 Profilmodul 2 4 6 3 1 22 Profilmodul 3 4 6 3 1 23 Profilmodul 4 4 6 3 1 24 Technisches Wahlfach 4 6 3 1 20 30 Nichttechnische Anwendungen 25 Industrial Management 3 4 2 1 26 BWL 3 4 2 1 27 Nichttechnisches Wahlfach 2 2 2 1 8 10 Fachwissenschaftliche Arbeiten 28 Semesterarbeit () - 6 29 Bachelor-Arbeit (360 h) - 12 360 h - 18 Berufspraktische Ausbildung 30 Praktikum (14 Wochen) - 12 x Gesamtsumme 134 210 Semesterwochenstunden 25 21 20 23 20 21 4 Creditpoints 31 29 30 30 30 30 30 SWS CP V Ü = Semesterwochenstunden = Creditpunkte = Vorlesungsstunden pro Woche = Übungsstunden pro Woche 18
6.2 Pflicht- und Profilmodule Die Module im Bereich der ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen 1 sind Pflichtmodule nach Tabelle 7.2. Die Profilmodule im Bereich der ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen 2 sind aus den aufgelisteten Vorlesungen zu wählen. Tabelle 6.2: Pflichtmodule und Profilmodule des Bachelor-Studiengangs Maschinenbau mit dem Studienschwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik 5. Sem Modul Modulbezeichnung SWS CP V Ü Ingenieurwissenschaftliche Anwendungen 1 16 Wärme- und Stoffübertragung 4 6 2 2 17 Grundlagen der Fluidenergiemaschinen 4 6 3 1 18 Chemische Verfahrenstechnik 4 6 2 2 19 Energieumwandlungssysteme 4 6 3 1 6. Sem V Ü 7. Sem V Ü Ingenieurwissenschaftliche Anwendungen 2 20 Profilmodul 1 4 6 x 21 Profilmodul 2 4 6 x Profilmodule 1 u. 2 sind aus folgender Modulgruppe zu wählen: Mechanische Verfahrenstechnik 3 1 Thermische Kraftwerke 3 1 Grundoperationen der Verfahrenstechnik und Apparatebau 2 2 Kolbenmaschinen 3 1 Mechanik 3 3 1 22 Profilmodul 3 4 6 x 23 Profilmodul 4 4 6 x Profilmodule 3 u. 4 sind aus folgender Modulgruppe zu wählen: Technische Verbrennung 3 1 Energiewirtschaft 3 1 Hochdruckverfahrenstechnik 3 1 Prozessleittechnik 2 2 Apparatedesign 2 2 SWS CP V Ü = Semesterwochenstunden = Creditpunkte = Vorlesungsstunden pro Woche = Übungsstunden pro Woche 6.3 Empfohlene technische Wahlfächer Im Wahlbereich gibt es ein technisches und ein nichttechnisches Wahlfach. Das technische Wahlfach soll aus Vorlesungen der ingenieurwissenschaftlichen Fakultäten gewählt werden. Die folgende alphabethische Auflistung enthält empfohlene technische Wahlpflichtfächer. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, andere Module mit mindestens 4 SWS Stundenumfang zu wählen, so können z.b. auch bisher nicht belegte Profilmodule ausgewählt werden. Hinter dem Titel des Wahlpflichtfaches ist jeweils der Name des Lehrenden angegeben worden. 19
Tabelle 6.3: Empfohlene technische Wahlfächer 24.1 Abluftreinigung Schultes 24.2 Abwasserreinigung Schultes 24.3 Anwendung der Methode der Finiten Elemente Prüfer 24.4 Grundlagen der Hydraulischen Strömungsmaschinen Skoda und Anlagen 24.5 Industrielle Energiewirtschaft Reinitzhuber 24.6 Kraftanlagen mit Gasturbinen Ziegner 24.7 Praxisorientiertes Programmieren von Windows- Gebhardt und Internetapplikationen 24.8 Ressourcenmanagement Grünewald, Ewert 24.9 Steuerungstechnik Gebhardt 24.10 Turbulente Strömungen (SS) Vasanta Ram Umschlag laminar-turbulent (WS) 24.11 Umweltchemie Ewert 24.12 Umweltschutz in der chemischen Industrie Börger 24.13 Wasserkraftwerke Wagner 6.4 Empfohlene nichttechnische Wahlfächer Das nichttechnische Wahlfach können Sie aus allen Vorlesungsangeboten der Universität wählen. Die folgende Auflistung enthält empfohlene Fächer. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit andere Fächer mit mindestens 2 SWS Umfang zu wählen. Tabelle 6.4: Empfohlene nichttechnische Wahlfächer 27.1 Arbeitssicherheit Lohmann 27.2 Englisch für IngenieurwissenschaftlerInnen Chakraborty 27.3 Französisch Roblin 27.4 Grundlagen des Projektmanagements Passenberg 27.5 Kosten- und Investitionsrechnung Wagner 27.6 Moderieren, Visualisieren, Präsentieren Reitz 27.7 Patentwesen Cohausz 27.8 Präsentationstechniken/Rhetorik Zelle 27.9 Qualitätsmanagement Zülch 27.10 Spanisch Santisco Saco 27.11 Wissenschaftliches Arbeiten und Präsentieren Kiwatkowski 20
6.5 Mein Studienplan für das Bachelor-Studium ab dem 5. Semester Pflichtmodule der ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen 1 Semester Dozent Termin Modul 16: Wärme- und Stoffübertragung Modul 17: Grundlagen der Fluidenergiemaschinen Modul 18: Chemische Verfahrenstechnik Modul 19: Energieumwandlungssysteme Weidner Mailach Grünewald H.-J. Wagner Pflichtmodule der ingenieurwissenschaftlichen Anwendungen 2 Semester Dozent Termin Modul 20 Modul 21 Modul 22 Modul 23 Nichttechnische Anwendungen und Wahlfächer Modul 24: Technisches Wahlfach Modul 25: Industrial Management Modul 26: BWL Modul 27: Nichttechnisches Wahlfach Semester Dozent Termin Meier Steven Fachwissenschaftliche Arbeiten Semester-Arbeit Semester Dozent Termin Bachelor-Arbeit Semester Dozent Termin 21
Berufspraktische Ausbildung (Praktikum) Semester Firma Termin Abschnitt 1 Abschnitt 2 6.6 Vorlesungsinhalte Die Vorlesungsinhalte für die Vorlesungen der ersten vier Semester lassen sich dem Modulhandbuch entnehmen. Die nun folgenden Modulbeschreibungen sind Kurzfassungen. Die ausführlichen Modulbeschreibungen können Sie ebenfalls dem Modulhandbuch entnehmen. Im Folgenden wird hier zunächst auf die vier Pflichtmodule eingegangen. Pflichtmodule Modul: Wärme- und Stoffübertragung work load Kreditpunkte 5. Semester 1 Semester Nach einer Einführung in die Wärme- und Stoffübertragung werden stationäre und instationäre Vorgänge bei Wärmeleitung, Diffusion, Konvektion, Kondensation und Verdampfung behandelt. Dabei werden an anschaulichen Beispielen, Modellen und Experimenten die jeweiligen Phänomene vorgestellt. Die mathematische Beschreibung der Wärme- und Stoffübertragung wird aus den Grundgleichungen (Masse- Energie- und Impulsgleichungen) abgeleitet. Die Anwendung der so erhaltenen Gebrauchsformeln wird in der Vorlesung an Beispielen aus der Praxis erläutert. Die Ergebnisse werden mit den Vorlesungsteilnehmern kritisch diskutiert. In den begleitenden Übungen soll unter Anleitung erlernt werden, die in der Vorlesung vermittelten Grundlagen und Methoden selbstständig auf aktuelle Fragestellungen anwenden zu können. Ein ausführliches Skript liegt vor. Die Übungen werden teilw. unter Einsatz des Internet durchgeführt. 12 Modulbeauftragter und hauptamtliche Lehrende: Prof. Dr. Ing. E. Weidner 13 Sonstige Informationen: 22
Modul: Grundlagen der Fluidenergiemaschinen work load Kreditpunkte 5. Semester 1 Semester Unter dem Begriff "Fluidenergiemaschinen" werden die Strömungsmaschinen und die Kolbenmaschinen zusammengefasst, da in beiden Maschinentypen Energieaustauschvorgänge zwischen Fluiden und Maschinenteilen stattfinden. Nach einer Übersicht über die verschiedenen Arbeitsprinzipien dieser Maschinen wird insbesondere an den dynamisch arbeitenden Fluidenergiemaschinen (Turbomaschinen) der Energieaustausch zwischen Rotor und Fluid behandelt. Aus der Ähnlichkeitsmechanik werden Kenngrößen auf die Maschine und die Stufe abgeleitet. Die eindimensionale Stromfadentheorie wird sowohl auf die einzelne Stufe als auch auf die vielstufige Turbomaschine angewendet. Das Betriebsverhalten wird durch Kennzahlen, Kennlinien und Kennfelder charakterisiert. Der zweite Teil der Vorlesung befasst sich mit statisch arbeitenden Fluidenergiemaschinen, d.h. Kolbenmaschinen. Es wird zunächst eine Einteilung der wichtigsten Kolbenmaschinen vorgenommen und auf deren Wirkungsweise eingegangen. Danach schließt sich eine energetische und volumetrische Behandlung der Kolbenmaschinen an. 12 Modulbeauftragter und hauptamtliche Lehrende: Prof. Dr.-Ing. habil. R. Mailach Modul: Chemische Verfahrenstechnik work load Kreditpunkte 5. Semester 1 Semester In der chemischen Verfahrenstechnik bilden Reaktoren das Kernstück jedes Syntheseprozesses und müssen deshalb auf den jeweiligen Prozess angepasst werden. Diese Reaktoren lassen sich nach verschiedenen Kriterien gliedern: Rührkessel / Strömungsrohr ideal / real homogen / heterogen Aufbauend auf den grundlegenden Eigenschaften (Stöchiometrie, Kinetik, Thermodynamik) chemischer Reaktionen werden die idealen Reaktortypen Rührkessel und Strömungsrohr vorgestellt und ihre Unterscheidungsmerkmale vermittelt. Anhand dieser Beispiele lernen die Studierenden allgemeine Stoff- und Wärmebilanzen aufzustellen, zu lösen und die Ergebnisse anhand von Leistungsparametern (Umsatz, Ausbeute, Selektivität) zu bewerten. Im Weiteren werden reale Reaktoren und ihre technische Anwendung präsentiert. Dabei werden Methoden vermittelt, um die Auslegung realer Reaktoren auf die Auslegung idealer Reaktoren zurückzuführen und Gefahren im Betrieb dieser Reaktoren zu erkennen. Anschließend werden zweiphasige (heterogene) Reaktortypen behandelt, bei denen die Leistungsparameter nicht nur von der Reaktion, sondern zusätzlich von den Stofftransportphänomenen abhängig sind. Es werden Möglichkeiten vorgestellt diese Transportprozesse mathematisch abzubilden, ihre Geschwindigkeit im Vergleich zur Reaktion zu ermitteln und so den Schritt, der die Reaktion limitiert, zu beurteilen. 12 Modulbeauftragter und hauptamtliche Lehrende: Prof. Dr.-Ing. M. Grünewald 13 Sonstige Informationen: Zur Vorlesung existiert ein Skript auch als Vorbereitung auf die Abschlussklausur. 23
Modul: Energieumwandlungssysteme work load Kreditpunkte 5. Semester 1 Semester Die Lehrveranstaltung vermittelt grundlegende Inhalte über Aufbau, Funktion und Stand ausgewählter Energieanlagen und systeme. Hierzu werden jeweils zunächst die allgemeinen physikalisch-technischen Grundlagen der Energieumwandlung behandelt, danach wird die technische Realisierung anhand von ausgewählten Beispielen erläutert. Behandelt werden u.a. Kesselanlagen, Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), Brennstoffzellensysteme, Dampfkraft- und GUD- Kraftwerke, Kernkraftwerke und ausgewählte regenerative Energiesysteme, beispielsweise solarthermische Kollektoren oder Geothermie. Die Lehrveranstaltung vermittelt zum einen das physikalisch, technische Verständnis der Zusammenhänge, zum anderen geht sie auf die energiewirtschaftlichen Randbedingungen und Potentiale der besprochenen Techniken ein. Die begleitende Übung vertieft den Lehrstoff durch Rechenbeispiele 12 Modulbeauftragter und hauptamtliche Lehrende: Prof. Dr.-Ing. Hermann-Josef Wagner 13 Sonstige Informationen: Das Skriptum und ergänzende Informationen werden über das Blackboard bereitgestellt Profilmodule 1 und 2 Modul: Mechanische Verfahrenstechnik work load Kreditpunkte 5. Semester 1 Semester Die Mechanische Verfahrenstechnik beschäftigt sich mit der Erzeugung, der Umwandlung, der Verarbeitung und der Handhabung von feinverteilten ( dispersen ) Stoffen. Ziel der Vorlesung Mechanische Verfahrenstechnik ist es, einen Einstieg in die verfahrenstechnische Problembehandlung solcher Systeme zu ermöglichen. Die Vorlesung beginnt mit der allgemeinen Beschreibung von Partikelsystemen. Dazu zählen u.a. die Bewegung von Einzelpartikeln in Fluiden, wie Gasen oder Flüssigkeiten, die Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen Partikeln durch Haftkräfte und die Korngrößenverteilung von Partikelsystemen. Die Partikelmesstechnik dient zur Charakterisierung solcher Partikelsysteme und wird mit ihren wesentlichen Methoden in der Vorlesung vorgestellt. Als weitere Gebiete der Mechanischen Verfahrenstechnik werden das Lagern und Fließen, das Mischen und die Klassierung von Schüttgütern erläutert. Die Vorlesungseinheit wird mit einem Praktikum begleitet, in dem die Studierenden anhand eigener experimenteller Arbeiten Grundoperationen der Mechanischen Verfahrenstechnik erlernen. 12 Modulbeauftragter und hauptamtliche Lehrende: Prof. Dr.-Ing. M. Petermann 13 Sonstige Informationen: 24