Labor für Thermodynamik

Schraubenkompressor (Bild: Rainer Wißkirchen  / TH Köln)

Viel mehr als nur heiße Luft!

Die Wärmelehre oder Thermodynamik ist ein Teilgebiet der Physik. Sie ist die Wissenschaft der Zustandsänderungen von Körpern durch Zufuhr oder Abgabe von Wärme, sowie der Energieumwandlungen, bei denen Wärme beteiligt ist. Sie beschäftigt sich mit der Temperatur von Körpern, der Zufuhr und Abgabe von Wärme und den damit verbundenen Temperatur- und Volumenänderungen, den Aggregatzuständen und ihren Änderungen, der Wärmeübertragung und den Wärmekraftmaschinen (Verbrennungsmotoren, Turbinen, Dampfmaschinen).

In den Ingenieurwissenschaften ist die Thermodynamik wichtig für die Konstruktion, Berechnung und Analyse von zahlreichen Maschinen oder Anlagen. Dazu zählen die verschiedenen Wärmekraftmaschinen (Dampfmaschine, Gas- oder Dampfturbine, Dieselmotor), die Arbeitsmaschinen wie Pumpen, Verdichter, Klima und Kältetechnik, Wärme und Stoffübertragung, Industrieöfen sowie Versorgungs und Entsorgungstechnik oder Energietechnik.

Weitere Teilbereiche, mit denen sich die Wärmelehre beschäftigt, sind:

  • Wärmequellen und deren thermische Leistung,

  • die grundlegenden Zusammenhänge zwischen Wärme, Energie und Arbeit, die in den Hauptsätzen der Wärmelehre zusammengefasst sind,

  • die Längen- und Volumenänderung von Körpern bei Temperaturänderung,

  • die Übertragung von Wärme und damit auch von Energie durch Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung,

  • die Wärmedämmung, die Beschreibung und Erklärung von Erscheinungen der Wärmelehre mit Hilfe der Teilchenvorstellung vom Aufbau der Stoffe.

Schraubenkompressor Schraubenkompressor (Bild: Rainer Wißkirchen / TH Köln)

Um die in der Vorlesung erworbenen Kenntnisse in die Praxis zu übertragen,verfügt das Labor für Thermodynamik unter anderem über einen Sullair Schraubenverdichter der von einem 2-Zylinder Deutz Dieselmotor angetrieben wird. Ziel des Praktikums ist es, mit Hilfe von Temperaturen, Drücken ,Massenströmen sowie den entsprechenden thermodynamischen Gleichungen einen Wirkungsgrad zu ermitteln. In unserem Falle also das Verhältnis aus Brenstoffleistung zur Verdichtungsleistung.

Wärmepumpenversuchstand Wärmepumpenversuchstand (Bild: Rainer Wißkirchen / TH Köln)

Des weiteren verfügt das Labor über einen Wärmepumpenversuchstand.

M
M