Eine Kraftmaschine ist eine Maschine, die einem Fluid Energie entzieht und nach außen in Form von mechanischer Arbeit (W) abgibt. Dabei wird eine Energieart wie thermische Energie in mechanische Energie umgewandelt.
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Kraftmaschinen
Fluidenergiemaschinen
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Thermische Turbinen arbeiten mit kompressiblen Fluiden: z.B. Gas-, Wind- oder Dampfturbinen.
Turbinen
Turbinen für gasförmige Fluide
Untersuchung einer druckluftbetriebenen, axialen Impulsturbine
Lerninhalte/Übungen
- Aufbau und Funktion einer Impulsturbine
- Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien für Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad grafisch darstellen
- Einfluss von Düsendruck und Düsenanzahl untersuchen
Untersuchung einer druckluftbetriebenen, radialen Reaktionsturbine
Lerninhalte/Übungen
- Aufbau und Funktion einer Reaktionsturbine kennenlernen
- Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien für Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad grafisch darstellen
Betrieb mit Nutzturbine oder als Strahltriebwerk mit Schubdüse; Betrieb mit Flüssiggas
Lerninhalte/Übungen
- Funktion und typisches Verhalten im Betrieb einer Gasturbine
- Betrieb als Strahltriebwerk
- Betrieb als Nutzturbine
- Nutzleistung bestimmen
- Schubmessung
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Zweiwellenanordnung mit Hochdruckturbine und Nutzturbine; Betrieb mit Flüssiggas
Lerninhalte/Übungen
- Wellenleistung bestimmen
- spezifischen Brennstoffverbrauch bestimmen
- Turbinenkennlinie der Nutzturbine aufnehmen
- Wirkungsgrad der Anlage bestimmen
kleine Einwellen-Gasturbine mit Schubmessung; Betrieb mit Kerosin oder Petroleum
Lerninhalte/Übungen
- Verhalten im Betrieb eines Strahltriebwerks inkl. Startprozedur
- Bestimmung des spezifischen Schubs
- Bestimmung des spezifischen Brennstoffverbrauchs
- Bestimmung des Luftverhältnisses
einstufige Dampfturbine mit Leistungsmessung; Dampfversorgung über ET 850, gasbeheizt oder ET 852, elektrisch
Lerninhalte/Übungen
- Arbeitsweise einer Dampfturbine:
- Dampfverbrauch der Turbine
- Turbinenleistung bei unterschiedlichen Einstellungen
- Untersuchung der auftretenden Verluste an unterschiedlichen Komponenten der Turbine
- Leistungs- und Drehmomentverlauf
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ölbeheizter Dampfkessel, einstufige Industrie-Kleinturbine, Kondensator und Speisewasseraufbereitung; Überwachung über SPS
Lerninhalte/Übungen
- Dampfkraftanlage und ihre Komponenten
- Anfahren, Betrieb und Abfahren einer Dampfkraftanlage
- geschlossener Dampf-Wasser-Kreislauf mit Speisewasseraufbereitung
- u. a. Bestimmung von:
Dampfturbinenanlage wie ET 830, zusätzlich mit Überwachung und Steuerung über Leitwarte mit Touchscreen
Lerninhalte/Übungen
- Dampfkraftanlage und ihre Komponenten mit Steuer- und Reglungssystem
- Anfahren, Betrieb und Abfahren einer Dampfkraftanlage
- Anlagensteuerung und -überwachung über ein Prozessleitsystem kennenlernen
- Überwachungs-, Pflege- und Wartungsarbeiten
- u.a. Bestimmung von: Ein- und Ausgangsleistungen, Komponenten- und Anlagenwirkungsgrade, spezifischer Brennstoffverbrauch der Anlage
Dampfturbine mit Synchrongenerator für Netzparallel- oder Inselbetrieb; komplett ausgestattet mit öl-/gasbeheiztem Dampfkessel, Kondensator, Kühlturm und Speisewasseraufbereitung; moderne Synchronisiereinrichtung (PPU)
Lerninhalte/Übungen
- Aufbau und Funktion einer kompletten Dampfkraftanlage mit Steuer- und Regelungssystem
- Anfahren, Betrieb, Abfahren, Pflege und Wartung einer Dampfkraftanlage
- Anlagensteuerung und -überwachung über ein Prozessleitsystem
- Erfassung und Auswertung der wichtigsten Betriebsparameter
- u.a. Bestimmung von: Ein- und Ausgangsleistungen, Komponenten- und Anlagenwirkungsgrade, spezifischer Brennstoffverbrauch
Umwandlung von kinetischer Windenergie in elektrische Energie
Lerninhalte/Übungen
- Umwandlung von kinetischer Windenergie in elektrische Energie
- Funktion und Aufbau eines Inselsystems mit einer Windkraftanlage
- Ermittlung des Leistungsbeiwertes in Abhängigkeit von der Schnelllaufzahl TSR (tip speed ratio)
- Energiebilanz an einer Windkraftanlage
- Bestimmung des Wirkungsgrades einer Windkraftanlage
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Turbineneinheit mit Wellsturbine und Generator; konfigurierbarer Wellenerzeuger
Lerninhalte/Übungen
- Prinzip eines Wellenkraftwerk kennenlernen
- Verständnis der Energiegewinnung aus Wellenbewegungen
- Messung von Wellenbewegungen
- Aufbau und Funktion einer Wellsturbine
- Optimierung des Betriebsverhaltens
Hydraulische Turbinen arbeiten mit inkompressiblen Fluiden: Wasserturbinen.
Turbinen
Wasserturbinen
Modell einer Freistrahlturbine mit verstellbarer Düse; Wirkungsgradbestimmung
Lerninhalte/Übungen
- Aufbau und Funktion einer Peltonturbine
- Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien für Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad grafisch darstellen
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Modell einer Überdruckturbine mit verstellbaren Leitschaufeln; Wirkungsgradbestimmung
Lerninhalte/Übungen
- Aufbau und Funktion einer Francisturbine
- Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien für Drehmoment, Leistung und Wirkungsgrad grafisch darstellen
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Kenngrößen einer axialen Überdruckturbine aufnehmen
Lerninhalte/Übungen
- Funktionsprinzip einer Axialturbine
- Ermittlung der Leistung
- Ermittlung des Wirkungsgrades
- Kennlinie aufnehmen
- Vergleich von Experiment und Berechnung
Kenngrößen einer Turbine nach dem Rückstoßprinzip aufnehmen
Lerninhalte/Übungen
- Funktionsprinzip einer Reaktionsturbine
- Kennlinien bei konstanter Fallhöhe:
- Zusammenhang zwischen Drehmoment und Drehzahl
- Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Drehzahl
- Durchfluss in Abhängigkeit von der Drehzahl
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Kenngrößen einer Freistrahlturbine aufnehmen
Lerninhalte/Übungen
- Funktionsprinzip einer Peltonturbine
- Kennlinie bei konstanter Fallhöhe
- Zusammenhang zwischen Drehmoment und Drehzahl
- Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Drehzahl
- Durchfluss in Abhängigkeit von der Drehzahl
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Kenngrößen einer axialen Gleichdruckturbine aufnehmen
Lerninhalte/Übungen
- Funktionsprinzip einer Aktionsturbine
- Kennlinie bei konstanter Fallhöhe
- Zusammenhang zwischen Drehmoment und Drehzahl
- Wirkungsgrad in Abhängigkeit von der Drehzahl
- Durchfluss in Abhängigkeit von der Drehzahl
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Vergleich zwischen Gleich- und Überdruckturbinen
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit HM 365 und HM 365.32
- Vergleich von Gleich- und Überdruckturbinen
- Bestimmung der mechanischen und der hydraulischen Leistung
- Bestimmung des Wirkungsgrads
- Aufnahme von Kennlinien
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Modell einer Freistrahlturbine mit Drehzahl- und Drehmomentmessung
Lerninhalte/Übungen
- mechanische Leistung bestimmen
- Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien aufnehmen
- Einfluss des Düsenquerschnitts auf die Leistung untersuchen
Modell einer Überdruckturbine mit Drehzahl- und Drehmomentmessung; verstellbare Leitschaufeln
Lerninhalte/Übungen
- mechanische Leistung bestimmen
- Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien aufnehmen
- Einfluss der Leitschaufelstellung auf die Leistung untersuchen
- Geschwindigkeitsdreiecke
Sechsflügelige Propellerturbine mit Leitschaufelverstellung zur Leistungseinstellung, Drehzahl- und Drehmomentmessung
Lerninhalte/Übungen
- mechanische Leistung bestimmen
- Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien aufnehmen
- Einfluss der Leitschaufelstellung auf den Wirkungsgrad untersuchen
Fünfflügelige Kaplanturbine mit Lauf- und Leitschaufelverstellung zur Leistungseinstellung, Drehzahl- und Drehmomentmessung
Lerninhalte/Übungen
- mechanische Leistung bestimmen
- Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien aufnehmen
- Einfluss der Leit- und der Laufschaufelstellung auf den Wirkungsgrad untersuchen
Kenngrößen einer leistungsstarken Francisturbine mit verstellbaren Leitschaufeln
Lerninhalte/Übungen
- Umwandlung von hydraulischer in mechanische Energie untersuchen
- mechanische Leistung und hydraulische Leistung der Turbine bestimmen
- Wirkungsgrad bestimmen
- Kennlinien aufzeichnen
- Einfluss der Leitschaufelstellung untersuchen
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Vierflügelige Propellerturbine mit Leitschaufelverstellung zur Leistungseinstellung
Lerninhalte/Übungen
- Leistungskurven bei verschiedenen Drehzahlen bestimmen
- hydraulische Leistung
- mechanische Leistung
- Fallhöhe bestimmen
- Wirkungsgrad der Turbine bestimmen
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Funktion einer Strömungsmaschine; Konfiguration als Pumpe oder Turbine mit auswechselbaren Lauf- und Leiträdern
Lerninhalte/Übungen
- Aufnahme von Kennlinien
- Ermittlung dimensionsloser Kennzahlen
- Geschwindigkeitsdreiecke und Druckverläufe
- Untersuchung der Energieumsetzung innerhalb der Strömungsmaschine
- Einfluss der Schaufelform auf Leistung und Wirkungsgrad
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CT 159 - CT 400 Prüfstände für Verbrennungsmotoren
Verbrennungsmotoren
luftgekühlter OHV-Viertakt-Ottomotor
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit Prüfstand CT 159 + Belastungseinheit HM 365
- Viertakt-Benzinmotor kennenlernen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
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luftgekühlter Viertakt-Dieselmotor mit Direkteinspritzung
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit Prüfstand CT 159 + Belastungseinheit HM 365
- Viertakt-Dieselmotor kennenlernen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
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luftgekühlter Zweitakt-Ottomotor
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit Prüfstand CT 159 + Belastungseinheit HM 365
- Zweitakt-Benzinmotor kennenlernen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
luftgekühlter Viertakt-Ottomotor mit äußerer Gemischbildung
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit dem Prüfstand CT 110
- Viertakt-Benzinmotor kennenlernen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
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luftgekühlter Zweitakt-Ottomotor mit Umkehrspülung
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit dem Prüfstand CT 110
- Zweitakt-Benzinmotor kennenlernen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
Luftgekühlter Viertakt-Dieselmotor mit Direkteinspritzung
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit dem Prüfstand CT 110
- Viertakt-Dieselmotor kennenlernen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauchs bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
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Wassergekühlter Viertakt-Dieselmotor nach dem Wirbelkammerprinzip
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit dem Prüfstand CT 110
- wassergekühlten Viertakt-Dieselmotor kennenlernen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
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Luftgekühlter Viertakt-Benzinmotor mit äußerer Gemischbildung
Lerninhalte/Übungen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
- Energiebilanzen aufstellen
- Reibleistung bestimmen (im Schleppbetrieb)
Wassergekühlter Viertakt-Dieselmotor mit indirekter Einspritzung
Lerninhalte/Übungen
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
- Energiebilanzen aufstellen
- Reibleistung bestimmen (im Schleppbetrieb)
Ottomotor mit geregeltem Katalysator, max. 75kW
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit der Belastungseinheit CT 400
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis bestimmen
- Energiebilanzen
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Dieselmotor mit Direkteinspritzung, max. 41kW
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit der Belastungseinheit CT 400
- Drehmoment- und Leistungskurven aufnehmen
- spezifischen Kraftstoffverbrauch bestimmen
- Liefergrad und Luftverhältnis λ bestimmen
- Energiebilanzen
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Einzylinder-Kolbendampfmaschine mit gasbeheiztem Kessel zur Dampferzeugung
Lerninhalte/Übungen
- Demonstration der Funktion einer Dampfmaschine
- Komponenten einer Dampfkraftanlage und deren Zusammenspiel kennenlernen
- Aufnahme der Dampfdruckkurve
- Effekt der Nachverdampfung und der Nachspeisung von kaltem Wasser
- Bestimmung des Brennstoffverbrauchs, der erzeugten Dampfmenge, des Kesselwirkungsgrads sowie der Kondensatorleistung
einfachwirkende Dampfmaschine mit Kondensation; Bestimmung von mechanischer Leistung und Wirkungsgrad
Lerninhalte/Übungen
- zusammen mit HM 365 und ET 813.01
- Bestimmung der erzeugten Dampfmenge, der mechanischen Leistung und des Energieverbrauchs
- Berechnung des Gesamtwirkungsgrads
- Bestimmung der im Kondensator abgeführten Wärme
- Aufnahme der Dampfdruckkurve
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