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Laborpraktika am Lehrstuhl für Thermodynamik

Das Messtechnische Praktikum ist eine Teilleistung der Bachelorstudiengänge MB und SEPM. Im Rahmen des Messtechnischen Praktikums werden von den Studierenden eine Reihe von Versuchen durchgeführt. Am Lehrstuhl für Thermodynamik wird der Versuch „Temperaturmessung" von unterschiedlichen wissenschaftlichen Mitarbeitern betreut. Der das jeweilige Semester betreuende Mitarbeiter kann dem entsprechenden Moodle-Kurs entnommen werden.

Auf der Grundlage der internationalen Temperaturskala von 1990 (ITS-90) werden die wichtigsten Messverfahren vorgestellt und an zwei Beispielen erprobt.

Vollständige Kalibrierung eines Platinwiderstandsthermometers (Pt-100) oder NTC-Widerstandsthermometers einschließlich der Abschätzung der Messunsicherheit nach dem "Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement" (abgekürzt GUM).
Praktische Probleme bei der Messung mit Thermoelementen.

Am Lehrstuhl für Thermodynamik wird der der Laborversuch „Dichtemessung“ im Rahmen des Gemeinschafts-Fachlabors Verfahrenstechnik (MB) bzw. des Fachlabors UTRM-MB durchgeführt betreut. Der das jeweilige Semester betreuende wissenschaftliche Mitarbeiter kann dem entsprechenden Moodle-Kurs entnommen werden. Im Vergleich zum Messtechnischen Praktikum setzten die Versuche des Fachlabors ein tieferes, fachspezifischeres Grundwissen voraus.
Für die Dichtemessungen steht ein kommerziell erhältliches Biegeschwinger-Dichtemessgerät zur Verfügung, das für den Einsatz in der Stoffdatenforschung optimiert und modifiziert wurde. Im Rahmen des Fachlabors werden ausgewählte Daten aus Dichtemessungen von Helium und Wasser zur Verfügung gestellt, mit denen die Kalibrierkoeffizienten des Biegeschwinger-Dichtemessgerätes bestimmt werden sollen. Weitere Dichtemessdaten von Propan werden anschließend für die Validierung der durchgeführten Kalibrierung herangezogen. Ziel des experimentellen Teils des Versuchs ist anschließend die Dichtemessung eines unbekannten Stoffs an verschiedenen Zustandspunkten und die dazugehörige Auswertung der Messungen.

Im Rahmen der Kalibrierung und der Auswertung ist der Umgang mit dem am Lehrstuhl für Thermodynamik entwickelten Softwaretool TREND 4.0 erforderlich, um auf entsprechend benötigte Stoffdaten zugreifen zu können. Die Ergebnisse des Versuchs werden im Rahmen einer Präsentation klar strukturiert vorgestellt und prägnant diskutiert.

Im Rahmen des Gemeinschaftsfachlabors „Verfahrenstechnik“ wird auch der Versuch „Messung des Dampf - Flüssigkeits - Phasengleichgewichts binärer Gemische“ angeboten, der von Frau Dr.-Ing. Brigitte Weidner betreut wird.

Für die Auslegung von Rektifikations-, Extraktions- und Absorptionsprozessen ist eine genaue Kenntnis der Phasengleichgewichte erforderlich. Zahlreiche Gleichgewichtsdaten, insbesondere für binäre Systeme, sind aus der Literatur und aus Stoffdatenbanken bekannt. Dennoch ist es oft erforderlich, Phasengleichgewichte experimentell zu untersuchen, falls keine Literaturdaten für das zu untersuchende Stoffgemisch vorliegen oder keine Daten im technisch erforderlichen Druck-, Temperatur- und Konzentrationsbereich veröffentlicht sind.
Im Rahmen des Fachlabors können in einer modernen Versuchsanlage Dampf-Flüssigkeits-Phasengleichgewichte dynamisch vermessen werden. Die Versuchsanlage ist für Messungen in einem Druckbereich von 1 mbar bis 4 bar und bei Temperaturen bis 240 ° C ausgelegt.
Im Rahmen des Fachlaborversuchs soll eine experimentelle Bestimmung des Dampf-Flüssigkeits-Phasengleichgewichts eines binären Gemisches bestehend aus Methanol (CH3OH) und Isopropanol ((CH3)2CHOH) erfolgen.
Die Messungen werden bei konstantem Druck für mehrere unterschiedliche Zusammensetzungen des binären Gemisches durchgeführt. Die Analyse der Anteile der einzelnen Komponenten in der Flüssigphase und in der Gasphase erfolgt mit Hilfe eines Refraktometers.