MasterING

the Future 2018

Bachelor-/Master-Studiengang Maschinenbau

Studienschwerpunkt

Energie- und Verfahrenstechnik

2018

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INHALT SEITE

1 Einführung 2

1.1 Bachelor-Studiengang Maschinenbau 2

1.2 Master-Studiengang Maschinenbau 3

2 Studienschwerpunkt Energie- und Verfahrenstechnik 5

3 Die Zukunft der Energie- und Verfahrenstechnik 6

4 Berufsfelder 7

4.1 Berufsfeld „Projektingenieur“ 8

4.2 Berufsfeld „Serviceingenieur“ 9

4.3 Berufsfeld „Betriebsingenieur“ 9

4.4 Berufsfeld „Forschungsingenieur“ 10

5 Beteiligte Institute bzw. Lehrstühle 10

6 Impressum 23

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1 Einführung

Die Fakultät für Maschinenbau der Ruhr-Universität Bochum bietet seit dem Wintersemester 2007/2008

den Bachelor- und den Master-Studiengang Maschinenbau mit verschiedenen Studienschwerpunkten an.

Die Studiengänge sind eng miteinander verzahnt. Der Masterabschluss ist mit dem ehemaligen Diplom ver-

gleichbar. Der Bachelor-Abschluss wird als Drehscheibe für eine industrielle Tätigkeit oder als Weiterqua-

lifizierung zum Master-Studiengang betrachtet.

Sowohl im Bachelor- als auch im Masterstudiengang sind Vertiefungen in verschiedenen Studienschwer-

punkten möglich. Sinnvollerweise ist sowohl im Bachelor- als auch im Masterstudiengang der gleiche Stu-

dienschwerpunkt zu wählen. Ein Wechsel der Studienschwerpunkte ist grundsätzlich möglich, erhöht aber

die Zahl der notwendigen Vorlesungen. Eine Ausnahme bildet der Studienschwerpunkt „Strömungsmaschi-

nen“, der ausschließlich als Masterstudiengang angeboten wird. Für Bachelor-Absolventen der Energie- und

Verfahrenstechnik ist der Studienschwerpunkt Strömungsmaschinen eine gleichwertige Alternative zur

Energie- und Verfahrenstechnik mit stärkerer Gewichtung der Disziplinen Turbomaschinen und Strömungs-

mechanik.

1.1 Bachelor-Studiengang Maschinenbau

Der Bachelor-Studiengang Maschinenbau ist grundlagen- und methodenorientiert. Er vermittelt die Grund-

lagen des Faches und liefert die Voraussetzungen für spätere Vertiefungen und Spezialisierungen. Das Stu-

dium befähigt die Studenten1, die im Studium erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten in der beruflichen

Praxis anzuwenden und sich im Zuge eines lebenslangen Lernens schnell neue, vertiefende Kenntnisse an-

zueignen. 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 Grundkennt-

nisse 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 physikali-

sche/mathematische Modelle für ingenieurwissenschaftliche Problemstellungen,

überblicken die Zusammenhänge zwischen den Fächern des Maschinenbaus und deren Anknüp-

fungspunkte zum Fachwissen anderer Disziplinen,

sind in der Lage, Analyse- und Entwicklungsaufgaben unter Berücksichtigung wissenschaftlicher,

technischer und ökologischer Randbedingungen unter Anwendung angemessener und Erfolg ver-

sprechender 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 Se-

mester 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 ge-

wählten Studienschwerpunkt fortzusetzen. Nähere Informationen liefert die Studienberatung unter

http://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/infos/studienfachberatung.php

1 Männliche Ausdrücke wie Ingenieur, Absolvent, Student usw. sind stets als geschlechtsneutral anzusehen. Sie umfassen also auch

Ingenieurinnen, Absolventinnen, Studentinnen usw.

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Die ersten vier Semester bieten eine breite Ausbildung in den mathematischen, naturwissenschaftlichen und

in den ingenieurwissenschaftlichen Grundlagenfächern. Im Rahmen der CAD-Übungen, des Werkstoffprak-

tikums und des Messtechnischen Laborpraktikums besteht die Möglichkeit, das Erlernte praxisnah einzu-

setzen.

Vor dem Studium sollten die Studierenden ein Grundlagenpraktikum absolvieren. Dieses Praktikum erleich-

tert das Verständnis und die Einordnung der Vorlesungen in das Fachgebiet. Zusammen mit dem bis zum

Bachelor-Abschluss zu absolvierenden Fachpraktikum und den anwendungsbezogenen Vorlesungen im

Rahmen der Profilmodule wird auf diese Weise eine Berufsbefähigung der Bachelor-Absolventen sicherge-

stellt.

Mit der in den ersten vier Semestern erworbenen Wissensbasis lässt sich dann im fünften Semester, in Ab-

hängigkeit von den jeweiligen Neigungen, ein interessanter Studienschwerpunkt wählen.

Im fünften und sechsten Semester setzt sich das Studium aus schwerpunktspezifischen Pflichtmodulen und

zusätzlichen Profilmodulen zusammen. Im Zusammenhang mit den Profilmodulen haben die Studierenden

die Möglichkeit, Fächer aus einer Auswahlliste zu wählen und so innerhalb des Studienschwerpunktes das

Ausbildungsprofil weiter zu schärfen. Auch im Bereich des technischen und des nichttechnischen Wahlfa-

ches bestehen weitere Wahlmöglichkeiten.

BACHELOR-SCHWERPUNKT ENERGIE- UND VERFAHRENSTECHNIK

Der Studienplan Energie- und Verfahrenstechnik erlaubt es Ihnen, unter vielen Vorlesungen die für Sie

interessantesten auszuwählen. 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 Vorle-

sungsstunden 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.

Weiterhin gibt Ihnen der Plan an, in welchem Semester die Vorlesungen zweckmäßigerweise gehört werden

sollen.

Dieser Studienverlaufsplan ist in den ersten vier Semestern für alle Studienschwerpunkte gleich. Die Diffe-

renzierung der einzelnen Studienschwerpunkte zeigt sich durch unterschiedliche Vorlesungen in den Pflicht-

und Profilmodulen des fünften und sechsten Semesters.

Das technische Wahlfach können Sie aus dem gesamten Bachelor-Lehrangebot technischer Art der Fakultät

für Maschinenbau, aus dem Lehrangebot einer anderen Fakultät der RUB oder aus dem Lehrangebot der

Fakultät Maschinenbau der Universität Dortmund wählen. Über die Zulässigkeit anderer Module entschei-

det auf Antrag der Prüfungsausschuss.

Die Projekt- und die Bachelor-Arbeit bearbeiten Sie bevorzugt an Lehrstühlen, die den Studienschwerpunkt

mitbetreuen.

Das Praktikum ist gemäß der Praktikumsrichtlinie in Industriebetrieben des Maschinenbaus oder der Ener-

gie- und Verfahrenstechnik durchzuführen.

1.2 Master-Studiengang Maschinenbau

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. Das

Profil des Masterstudiengangs Maschinenbau ist forschungsorientiert, und die Lehrinhalte sollen die Stu-

dierenden 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 Ma-

schinenbaus durch die Wahl eines Studienschwerpunktes erheblich zu vertiefen.

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Folgende Studienschwerpunkte stehen zur Auswahl:

Angewandte Mechanik

Energie- und Verfahrenstechnik

Konstruktions- und Automatisierungstechnik

Kraftfahrzeug-Antriebstechnik

Werkstoffe und Micro-Engineering

Strömungsmaschinen

Im Master-Studiengang Maschinenbau erwerben die Absolventen die folgenden Fähigkeiten und Kompe-

tenzen. Sie

beherrschen wissenschaftliche Methoden und Werkzeuge zur Bearbeitung komplexer ingenieur-

wissenschaftlicher 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 ange-

messene Methoden, Technologien und wissenschaftliche Werkzeuge zu deren Lösung, wenden

diese an und beurteilen die Ergebnisse,

bearbeiten Entwicklungsaufgaben unter Berücksichtigung wissenschaftlicher, sozialer, ökologi-

scher, 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 Fachlabor

besteht die Möglichkeit, aus schwerpunktspezifischen Auswahllisten vertiefende Vertiefungsmodule zu

wählen. Diese Vertiefungsmodule erlauben eine weitere Profilschärfung während des Studiums.

Weitere Detailinformationen sind im Studienverlaufsplan sowie in der Prüfungsordnung und der Prakti-

kumsrichtlinie zu finden.

MASTER-SCHWERPUNKT ENERGIE- UND VERFAHRENSTECHNIK

Die Module im Bereich der erweiterten ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen sind Pflichtmodule. Die

Vertiefungsmodule im Bereich der ingenieurwissenschaftlichen Vertiefung sind aus den im Studienver-

laufsplan aufgelisteten Vorlesungen zu wählen. Im technischen Wahlbereich können Fächer aus dem ge-

samten Master-Lehrangebot technischer Art der Fakultät für Maschinenbau der RUB oder der Fakultät für

Maschinenbau an der TU Dortmund gewählt werden. Im nichttechnischen Wahlbereich kann aus dem ge-

samten Fächerangebot nichttechnischer Art der Fakultät für Maschinenbau der RUB oder aus dem Lehran-

gebot anderer Fakultäten der RUB gewählt werden. Die Vorlesungsinhalte sollen nichttechnischer Art sein,

aber für die Ingenieurausbildung grundsätzlich sinnvoll sein.

Die Master-Arbeit soll bevorzugt an einem der Lehrstühle erfolgen, der an dem Studienschwerpunkt betei-

ligt ist.

Die Vorlesungsinhalte für die Vorlesungen lassen sich dem Modulhandbuch entnehmen.

http://www.mb.rub.de/studium-mb/sites/studiengang/modulbeschreibungen.php

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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 Pro-

blem aus ihrem bzw. seinem Fach selbständig unter Anwendung wissenschaftlicher Methoden zu bearbei-

ten.

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 (www.ing-interna-

tional.ruhr-uni-bochum.de). 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 weiterführende Informationen zum Studienschwerpunkt Energie- und Ver-

fahrenstechnik.

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 petro-

chemischen Industrie, in der Nahrungs- und Genussmittelindustrie, in der Raffinerie-, Pharma- und Textil-

industrie sowie in der Energie-, Kern- und Kraftwerkstechnik. Aber auch Umwelt-, Verkehrs-, Klima- und

Kältetechnik sowie die technische Gebäudeausrüstung hängen ganz wesentlich von der Energie- und Ver-

fahrenstechnik ab. Zusammengenommen machen die genannten Industriezweige und Technikbereiche weit

über die Hälfte der industriellen Produktion Deutschlands aus. Die große fachliche Breite und die dynami-

sche 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, Spezialwis-

sen aus ausgewählten Fachvorlesungen, der vertraute Umgang mit rechnergestützten Hilfsmitteln und prak-

tische 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 entstan-

den. Ingenieure mit energie- und verfahrenstechnischer Ausbildung bestimmen auf der technischen Seite

das Geschehen in Industriezweigen, die zusammen den Hauptteil der industriellen Produktion Deutschlands

ausmachen. 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

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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, pe-

trochemischen 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 An-

lagen mit hohem Produktdurchsatz betrieben werden, wie bei der Herstellung von Grundprodukten der che-

mischen 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 Verant-

wortung für umfangreiche Projekte verlangt Organisationstalent; Zusammenarbeit im internationalen Rah-

men verlangt Aufgeschlossenheit für fremde Länder, Sprachen und Kulturen; der Umgang mit begrenz-

ten Ressourcen und sicherheitstechnisch anspruchsvollen Systemen erfordert ein hohes Maß an Ver-

antwortung für Mensch und Umwelt. Wie das Berufsbild eines Ingenieurs in diesem Geflecht von An-

forderungen 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 sachkun-

digen, anwendungsorientierten Ingenieur mit breitem technischen und betriebswirtschaftlichen Wis-

sen. Mit zunehmender Unternehmensgröße nimmt in der Regel auch die Schärfe des Anforderungspro-

fils 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 Kom-

munen 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 Beschäfti-

gungsfeldern, die den Absolventen die Wahl eines individuellen Berufsbilds ermöglicht.

3 Die Zukunft der Energie- und Verfahrenstechnik

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 che-

mischen Industrie, im Bereich der Lebensmittelerzeugung, in der pharmazeutischen Industrie und im Be-

reich 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 Ener-

gieversorgung 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 steigen-

den Preisen. Gleichzeitig wächst die Abhängigkeit der Industrienationen von Ländern, die noch über aus-

reichend Erdöl, Erdgas oder auch Kohle verfügen.

Die Zukunft liegt daher in der Entwicklung neuer oder verbesserter Technologien zur energetischen und

stofflichen Versorgung der Gesellschaft – und damit in den Händen von Energie- und Verfahrenstechnikern.

Einige der wichtigen Fragestellungen der Zukunft sind im Folgenden aufgelistet:

Effizienzsteigerung und CO2-Minderung:

Um die Folgen der steigenden Energiepreise abzuschwächen, muss es gelingen, effizientere Pro-

zesse, Anlagen und Maschinen zu entwickeln. Dies beginnt bei der Energieerzeugung und beim

Betrieb von chemischen Anlagen und geht bis zur Entwicklung von sparsamen Motoren. Durch die

Energieeinsparung werden gleichzeitig die Emissionen z.B. an Kohlendioxid reduziert und damit

die Auswirkungen auf die Umwelt geringer.

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CO2-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 Verfahrens-

techniker wird es sein, Verfahren zu erarbeiten, die eine Abtrennung und Speicherung des Kohlen-

dioxids 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 ver-

mehrt 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 nach-

wachsenden Rohstoffen wie bspw. 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 La-

gerstätten in der Tiefsee und im Permafrostboden vorkommen. Der energetische Inhalt dieser Gas-

hydrate übersteigt bei weitem die Reserven an Erdöl und Erdgas. Die Gewinnung, die Reinigung

und der Transport dieses Energieträgers ist neben geologischen Fragen auch eine Fragestellung für

Energie- und Verfahrenstechniker.

Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe:

Die Verknappung fossiler Rohstoffe zwingt zur Suche nach alternativ nutzbaren Rohstoffen. Lang-

fristig kann nur durch die breite Erschließung nachhaltiger, sich erneuernder Rohstoffe erfolgen.

Dieser Weg erfordert jedoch völlig neue Produktionssysteme, die sich unter dem Begriff „Bioraf-

finerie“ 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. Verfahrenstechniker müssen in Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen neue Synthe-

sen und Aufarbeitungsschritte erarbeiten um z.B. Polymere aus nachwachsenden Rohstoffen her-

stellen zu können.

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 Roh-

stoffe. Die Naturbrennstoffe enthalten eine Vielzahl organischer und anorganischer Komponenten

deren Verhalten bei der Verbrennung bisher nur ansatzweise verstanden wird. Aufgabe der Ener-

gietechniker wird es sein die Verbrennungsprozesse für derartig heterogene Brennstoffe zu opti-

mieren.

Die Aufstellung zeigt, dass Energie- und Verfahrenstechniker wesentlich an der Gestaltung unserer Zukunft

beteiligt sind. 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 wirtschaf-

tenden Gesellschaft entwickeln.

4 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 Verfahrenstechni-

ker.

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4.1 Berufsfeld „Projektingenieur“

Energie- und verfahrenstechnische Anlagen sind oft komplexe Systeme, in denen eine Vielzahl von Stoff-

strömen verarbeitet werden, die aus mehreren hundert Aggregaten bestehen und komplexe Mess- und Re-

geleinrichtungen beinhalten. Bauzeiten von mehreren Jahren und Investitionsvolumina jenseits der Milliar-

den-Euro-Grenze sind keine Seltenheit. Wer plant, wer überwacht den Bau und wer nimmt solche faszinie-

renden Anlagen in Betrieb? Dies ist der Projektingenieur – sicher eines der interessantesten Berufsfelder für

Ingenieure.

Der Projektingenieur beschäftigt sich zunächst mit der verfahrenstechnischen Planung und der Thermody-

namik des Prozesses und legt die Verschaltung der einzelnen Aggregate fest. Er entscheidet, welche physi-

kalischen 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 Genehmigun-

gen der Behörden, wie z.B. die Betriebsgenehmigung nach den Emissionsschutzgesetzen.

Die Anforderungen an die Komponenten sind festzulegen - welche Pumpe, welche Turbine, welche Trenn-

kolonnen sind zu wählen? Mit den Lieferanten müssen technische Spezifikationen geklärt werden, die Ter-

mintreue und die Qualität der Fertigung der Komponenten muss überwacht werden, der Transport der oft

hunderte Tonnen schweren Komponenten organisiert werden. Organisieren zahlreicher Termine, immer ei-

nen 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 Singapur bis Katar. Anschließend ist die hochkomplexe Anlage in Betrieb

zu nehmen. Auch diese Aufgaben, Bauüberwachung und Inbetriebnahme, sind Tätigkeiten von Projektin-

genieuren. Oft fängt der junge Ingenieur in der Planung im Stammhaus an, geht dann mit auf die Baustelle

zur Bauüberwachung oder unterstützt bei der Inbetriebnahme. Dieses Berufsfeld ist äußerst vielfältig und

verknüpft verschiedenste Arbeitsgebiete. Nicht selten sind Stellen in diesem Bereich mit Auslandsaufent-

halten verknüpft und bieten immer wieder Einblick in neue Gebiete.

In dieses Berufsfeld gehört auch die Stelle eines Projektmanagers – eines erfahrenen Projektingenieurs, der

eigenverantwortlich ein solches Projekt plant und zusätzlich Personalverantwortung und finanzielle Verant-

wortung übernehmen kann. Projektingenieure und -manager haben oft große Verantwortung – und dennoch

ist es ein äußerst vielfältiges und faszinierendes Berufsfeld.

Bild 1: Planung und Inbetriebnahme einer Großanlage

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4.2 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, oder wie lange hält

eine Komponente noch, kann ich meine Anlage weiterfahren? Oft keine einfachen 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 Mess-

technik 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 techni-

sches 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 Servicelei-

tung - 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!

4.3 Berufsfeld „Betriebsingenieur“

Ein Großteil der Wertschöpfung der Volkswirtschaften kommt aus dem Betrieb von energie- und verfah-

renstechnischen 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 die-

ser Anlagen zu 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 Bereitstel-

lung 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 or-

ganisiert den Abtransport der Waren an seine Kunden. Nur wenn all diese Schritte reibungslos und störungs-

frei 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 In-

standsetzungsarbeiten durchgeführt werden, möglichst ohne den eigentlichen Produktionsbetrieb zu unter-

brechen oder gar nachhaltig zu gefährden.

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 ge-

gebenenfalls 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 wiederherstellt. Dabei steht er selbst an vorderster Front und muss im

Zweifelsfall rund um die Uhr für seinen Betrieb kämpfen - nichts ist teurer als eine stillstehende Anlage!

Als Betriebsingenieur sind schnelle, 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 und Ihre

Mitarbeiter!

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4.4 Berufsfeld „Forschungsingenieur“

Auf der Suche nach neuen Produkten und Verfahren 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. Daher ist technischer Vor-

sprung ausschlaggebend. Genau dieser Herausforderung stellt sich der Forschungsingenieur.

Der Forschungsingenieur im Bereich der Energie- und Verfahrenstechnik arbeitet in modernsten For-

schungseinrichtungen mit exzellenter Ausstattung. Ob in der Industrie oder in Forschungseinrichtungen der

öffentlichen Hand wie z. B. Universitäten, Fraunhofer-Instituten oder in der Max Planck 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 ande-

ren Disziplinen entwickelt er neue Produkte, neue 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.

Zu den Aufgaben des Forschungsingenieurs gehört die Entwicklung innovativer Forschungsansätze, die

Beantragung der Forschungsprojekte bei öffentlichen und industriellen Geldgebern, der Aufbau von Ver-

suchsapparaturen, 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 For-

schungsingenieur aufweisen sollte. Da die Forschung nicht immer vom Erfolg gekrönt ist, sollte der For-

schungsingenieur die Fähigkeit besitzen das Ziel, trotz mancher Enttäuschung, nicht aus den Augen zu ver-

lieren. Diese Hartnäckigkeit zahlt sich aus, wenn schließlich Ihre Ideen zu neuen Produkten oder effiziente-

ren Prozessen umgesetzt werden.

5 Beteiligte Institute bzw. Lehrstühle

Nachfolgend stellen sich die Institute bzw. Lehrstühle, die diese Vertiefungsrichtung tragen, mit ihren Lehr-

angeboten und Forschungsaktivitäten vor.

Institut für Energietechnik

Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT)

Lehrstuhl für Verbrennungsmotoren (LVM)

Lehrstuhl für Thermische Turbomaschinen und Flugtriebwerke (TTF)

Institut für Antriebstechnik / Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft (LEE)

Arbeitsgruppe Plant Simulation and Safety (PSS)

Institut Product and Service Engineering

Lehrstuhl für Regelungstechnik und Systemtheorie (RUS)

Institut für Thermo- und Fluiddynamik

Lehrstuhl für Thermodynamik

Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Transportprozesse (VTP)

Lehrstuhl für Feststoffverfahrenstechnik (FVT)

Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik (FluidVT)

Lehrstuhl für Hydraulische Strömungsmaschinen (HSM)

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Lehrstuhl für

Energieanlagen und

Energieprozesstechnik

Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Thermische Kraftwerke

Ver- und Entsorgungstechnik

von Energieanlagen

Motorische Verbrennung

Energietechnik und Ressourcen-

management

Technische Verbrennung

CO2-Abscheidung aus Industrie-

prozessen

Erdgasinfrastrukturen

Ganzheitliche Planung energie-

technische Anlagen

Industrielle Energiewirtschaft

Forschung und IndustriebezugNumerische Simulation von Prozes-

sen:

Numerische Verfahren zur Simulation

von energieverfahrenstechnischen Syste-

men haben heute eine zunehmende Be-

deutung. Verantwortlich für diese Ent-

wicklung sind die gestiegene Leistung

der Rechner sowie der Fortschritt, der im

Bereich der numerischen Lösungsver-

fahren und bei den Modellen zur Be-

schreibung von physikalischen und che-

mischen Vorgängen erzielt werden

konnte. In Verbindung mit wenigen ex-

perimentellen Untersuchungen zur Absi-

cherung der aus der Theorie stammenden

Resultate können mit geeigneten Berech-

nungsverfahren alle Informationen (Strö-

mungs-, Mischungs- und Temperaturfel-

der, Wärmeübertra-gung, Produktbil-

dung, Schadstoff-emissionen) ermittelt

werden, die zum Verständnis und so zur

Optimierung eines Prozesses benötigt

werden. Am Lehrstuhl werden Rechen-

programme zur Simulation reagierender,

technischer Strömungen entwickelt, an

Testfällen überprüft und verbessert. Aber

auch Verfahren zur Beschreibung mo-

derner Energiespeicherkonzepte für die

Stromerzeugung (Liquified Air Energy

Storage) oder für Herstellung von

Biotreibstoffen werden entwickelt.

Experimentelle Untersuchungen che-

misch reagierender Strömungen:

In allen energie- und verfahrenstechni-

schen Apparaten haben neben den rein

geometrischen Größen die Strömungs-

und Mischungsverhältnisse sowie die da-

mit verbundenen chemischen Umsetzun-

gen einen entscheidenden Einfluss auf

den Wirkungsgrad oder die Realisierbar-

keit eines Prozesses. Anhand von Expe-

rimenten wird der Einfluss von Betriebs-

parametern auf die Umsetzung von Koh-

len, Abfallstoffen und Biomassen unter-

sucht. Dabei steht die Minimierung der

Schadstoffbildung im Vordergrund. Die

Reformierung von Erdgas, die Untersu-

chung von verfahrenstechnischen Pro-

zessen und der Calcinierung, der

Sprühröstung von Metallen oder der Ze-

mentherstellung sind weitere Arbeits-

schwerpunkte des Lehrstuhls.

Prof. Dr.-Ing. V. Scherer

Sekretariat: IC 2-115

Tel: 0234 / 32 – 26323

Internet: www.leat.rub.de

Mail: scherer@leat.rub.de

12

13

Lehrstuhl für

Thermische Turbomaschinen

und Flugtriebwerke

Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Grundlagen der Fluidenergiemaschinen

Turbomaschinen

Versuche im Messtechnischen Laborprakti-

kum und Fachlabor Energietechnik

Computersimulation von Fluidströmungen

Numerische Gasdynamik für Antriebs- und

Energiesysteme

Simulation der Strömung in Turbomaschi-

nen

Auslegung von Triebwerks- und Gasturbi-

nenverdichtern

Dampfturbinen – Strömungstechnische

Auslegung und Konstruktion

Flugtriebwerkskonzepte

Forschung

Die Forschungstätigkeiten am Lehrstuhl

konzentrieren sich auf die Komponenten

(Verdichter, Brennkammer und Turbine)

von Gasturbinen und Triebwerken sowie

auf Dampfturbinen.

Schwerpunkt der Arbeiten bilden dabei nu-

merische und experimentelle Untersuchun-

gen der dreidimensionalen und instationä-

ren Strömung sowie die Wechselwirkung

zwischen der Strömung und den Bauteilen

(Fluid-Struktur-Interaktionen).

Mittels numerischer Strömungssimulatio-

nen (CFD) werden die komplexen Strö-

mungsvorgänge im Detail untersucht. In

aktuellen Forschungsprojekten konzentrie-

ren sich diese Arbeiten auf verschiedene

Baugruppen und Strömungsaspekte in

Gasturbinen, Triebwerken und Dampftur-

binen.

Fluid-Struktur-Interaktionen spielen eine

wichtige Rolle im Hinblick auf Schwin-

gungsanregungen und Lebensdauer von

Turbomaschinenkomponenten. Diese

Wechselwirkungen werden ebenfalls nu-

merisch untersucht, bedürfen aber auch ei-

ner experimentellen Validierung.

Für die experimentellen Strömungsunter-

suchungen stehen im Turbomaschinenver-

suchsfeld des Lehrstuhls u.a. mehrere Ra-

dialverdichter, mehrstufige Axialverdich-

ter sowie eine einstufige

Axialturbine zur Verfügung. Für die expe-

rimentellen Untersuchungen innerhalb der

Forschungsprojekte werden konventio-

nelle und zeitauflösende Druck- und Ge-

schwindigkeitsmesstechniken und künftig

auch verstärkt laseroptische Messverfahren

eingesetzt werden.

Prof. Dr. F. di Mare

Sekretariat: IC E2-63

Tel: 0234 / 32 – 24505

Internet: www.ttf.rub.de

Mail: lsttf@rub.de

TTF

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Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Auslegung von Triebwerks- und

Gasturbinenverdichtern

Flugtriebwerkskonzepte

Forschung Das Institut für Antriebstechnik ist mit seinen

Forschungsarbeiten an den DLR-Standorten

Köln, Berlin, Göttingen und Trauen auf die

Entwicklung leistungsfähiger und umwelt-

freundlicher Flugantriebe und Kraftwerkstur-

binen ausgerichtet. Die Forschungsarbeiten

umfassen sowohl die Entwicklung und An-

wendung hoch effizienter Methoden und

schneller Simulationsverfahren wie auch den

Einsatz einzigartiger Prüfstände und an-

spruchsvoller Messverfahren. Die For-

schungsthemen betreffen leistungsfähige und

leise Antriebskonzepte, umweltfreundliche

Turbokomponenten und schadstoffarme

Brennkammern. Darüber hinausgehende

Querschnittsthemen beinhalten moderne drei-

dimensionale, instationäre Rechenverfahren,

die Analyse und Reduktion der Schallabstrah-

lung von Triebwerken und Flugzeugen sowie

laseroptischen Messverfahren zur Strömungs-

und Reaktionsanalyse.

Der moderne Anlagenpark umfasst im We-

sentlichen einen 10MW-Zweiwellen-Fan-

und Verdichterprüfstand zum wahlweisen Be-

trieb eines eigenen Fanrigs oder eines eigenen

4-stufigen Hochleistungsaxialverdichters, ei-

nen Turbinenprüfstand (Göttingen), einen Ra-

dialverdichter- und ebenen Gitterprüfstand,

einen ebenen Turbinengitterprüfstand (Göt-

tingen), Hochdruckbrennkammerprüfstände

für Demonstrations- und industrielle Ent-

wicklungsversuche und vielseitig ausgerü-

stete Prüfstände für die Brennkammerfor-

schung.

Die vorhandenen Versuchsanlagen ermögli-

chen es, Triebwerks- und Gasturbinenkompo-

nenten in Originalgröße bei realen Betriebs-

bedingungen zu untersuchen und zu qualifi

zieren. Außerdem stehen Brandversuchsanla-

gen zur brandschutztechnischen Qualifizie-

rung von Triebwerks- und Flugzeugkompo-

nenten zur Verfügung (Trauen).

Industrie Die wichtigsten Industriepartner bei Luft-

fahrtantrieben sind MTU Aero Engines im Be-

reich Gesamttriebwerk, Verdichter und Simu-

lationsverfahren (TRACE) und Rolls-Royce

im Bereich Brennkammer, Turbine und Aku-

stik. Im Energiebereich zählen Siemens

Energy, General Electric und MAN Turbo zu

den wichtigsten industriellen Kooperations-

partner. Der Drittmittelumsatz des Instituts

liegt derzeit bei etwa 14 M€ pro Jahr.

Institut Die Abteilungen Triebwerk, Verdichter,

Brennkammer, Numerische Methoden und

Triebwerksmesstechnik sind in Köln ange-

siedelt, die Abteilung Triebwerksakustik in

Berlin und die Abteilung Turbine in Göt-

tingen. Das Institut für Antriebstechnik be-

schäftigt an den drei Standorten Köln, Berlin

und Göttingen derzeit knapp 180 Mitarbei-

ter, davon den weitaus größten Teil in Köln-

Porz.

Institut für Antriebstechnik

Prof. Dr.-Ing. R. Mönig

Institut für Antriebstechnik

Tel.: 02203-601-2250

Internet: www.dlr.de/at

Mail: reinhard.moenig@dlr.de

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Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Energieumwandlungssysteme Energiewirtschaft Wasserkraftwerke Kosten- und Investitionsrech-nung

Fachlabor Energietechnik Regenerative Energien Energieaufwendungen und Ökobilan-zierung

Forschung

Das Arbeitsgebiet lässt sich durch den

Begriff ressourcenschonende Energie-

wirtschaft charakterisieren.

Entsprechend dem genannten For-

schungsbereich konzentrieren sich die

Arbeiten auf:

Systemanalyse von Energieversorgungs-

systemen und -strukturen:

- Berechnung der Energieaufwendungen

und Emissionen von Energieanlagen

über ihren gesamten Lebenszyklus hin-

weg (Ökobilanzen).

- Wärmenutzungskonzepte und Nutzung

von Anlagen des Steinkohlebergbaus.

- Analyse von Einsatzoptionen effizien-

ter und umweltfreundlicher Technolo-

gien in Gebäuden und Gewerbegebieten.

- Einsatzmöglichkeiten neuer Energie-

techniken und Energiesysteme.

Prof. Dr.-Ing. H.-J. Wagner

Sekretariat: IC 2-181

Tel: 0234 / 32 – 26046

Internet: www.lee.ruhr-uni-bochum.de

Mail: lee@lee.rub.de

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Prof. Dr.-Ing. Marco K. Koch

Sekretariat: GB 6-150

Tel: 0234 / 32 – 26368

Internet: www.pss.rub.de

Mail: pss@pss.rub.de

und/oder: marco.koch@pss.rub.de

Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Kernkraftwerkstechnik

Reaktortheorie

Koordination des Studierendenaustausches

mit der University of Sheffield

Forschung

Kraftwerke, aber auch moderne Produkte und

Prozesse in der Verfahrenstechnik, müssen eine

Vielzahl von Anforderungen aus dem Bereich

Sicherheit erfüllen. Diese befinden sich insbe-

sondere bei der Betrachtung von Kernkraftwer-

ken weltweit auf sehr hohem Niveau und stellen

spezielle methodische Herausforderungen dar.

Dabei kann die im Mai 2018 neuaufgestellte Ar-

beitsgruppe PSS mehr als 20 Jahre Erfahrung

vorweisen, ehemals eingebunden in die Lehr-

stühle NES und LEE. PSS führt numerische Si-

mulationen und Sicherheitsanalysen von Kraft-

werken und relevanter Phänomene durch.

Analysen zur Simulation und Sicherheit kern-

technischer Anlagen sowie die Bewertung der

hierzu notwendigen Werkzeuge bilden den

Schwerpunkt der Aktivitäten der AG PSS. Als

Werkzeuge werden internationale Systemcodes

angewendet und validiert. Darüber hinaus wer-

den Beiträge zu deren Weiterentwicklung gelei-

stet. Umfassende Analysen für Kernkraftwerke

oder von einzelnen Teilsystemen erfordern den

Einsatz dieser Rechenprogramme, auch bei Be-

treibern, Herstellern und Genehmigungsbehör-

den, die entsprechend dem aktuellen Stand von

Wissenschaft und Technik eine möglichst reali-

tätsnahe Simulation (best estimate) der Abläufe

und der sich einstellenden Zustände, gerade auch

bei Störfällen erlauben. Sie bilden über ihre

Hauptfunktion als Simulationswerkzeug hin-

aus,einen Wissenspool der Störfallanalyse. Die

internationalen Störfallanalysecodes leben dabei von

der ständigen Aktualisierung der eingesetzten Mo-

delle und Methoden zum einen aufgrund neuester

wissenschaftlicher Erkenntnisse und zum anderen als

Ergebnis intensiver Analysen bei der Programman-

wendung und -validierung.

Die aktuelle Bedeutung des Themas Sicherheit zeigt

sich neben der vielfältigen nationalen und europäi-

schen Förderung auch durch die Neugründung des

VDI-Fachausschusses „Synthese von Safety und

Security“ in 2017.

Einzelne PSS Forschungsaktivitäten sind:

Weiterentwicklung, Optimierung und Validie-

rung internationaler Störfallanalysecodes und

deren physikalischer Modellbasis,

Störfallanalysen und Möglichkeiten der Stör-

fallvermeidung (Severe Accident Management

Guidelines (SAMGs)),

Entwicklung von Datensätzen zur Simulation

europäischer Kraftwerkstypen,

Untersuchung aktueller Ereignisse.

Industrie-/Kooperationspartner

Durch eine Vielzahl von Forschungsvorhaben beste-

hen enge Kontakte zu Unternehmen der Energietech-

nik und Forschungsinstitutionen in ganz Europa.

Auf Wunsch können Praktika vermittelt werden.

AG Plant Simulation and Safety

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Prof. Dr.-Ing. M. Mönnigmann

Sekretariat IC 1 / 115

Tel: 0234 / 32 - 24060

Internet: www.rus.rub.de

Mail: martin.moennigmann@rub.de

Lehrstuhl für

Regelungstechnik und Systemtheorie

Lehrangebote in diesem Schwerpunkt Messtechnisches Laborpraktikum

Fachlabor Konstruktion & Automatisie-

rungstechnik

Grundlagen der Regelungstechnik

Einführung in Matlab

Fortgeschrittene Methoden der Steuerungs-

technik

Fortgeschrittene Methoden der Regelungs-

technik

Modellierung und Entwurf dynamischer

Systeme

Prozessführung und Optimalsteuerung

Embedded Systems

Forschung und Industriebezug

Am Lehrstuhl werden modellbasierte Methoden

zur Optimierung und Regelung technischer Pro-

zesse und Anlagen entwickelt. Modellbasierte

Methoden sind inzwischen in vielen Industrie-

zweigen etabliert. Die in der industriellen Praxis

verwendeten Modelle sind aber aus Kosten-

gründen eher so genau wie nötig als so genau

wie möglich. Jedoch können modellbasierte

Methoden mit ungenauen Modellen bei Simula-

tionen und Optimierungen zu irreführenden

oder sogar falschen Ergebnissen führen. Ein

Schwerpunkt des Lehrstuhls ist die Weiterent-

wicklung bestehender Methoden, sodass in der

Praxis unvermeidliche Modellunsicherheiten

aber auch andere Störeinflüsse systematisch be-

rücksichtigt werden können. Dieser Themenbe-

reich wird am Lehrstuhl z.B. in DFG-Projekten

behandelt.

Für industrielle regelungstechnische Aufgaben

existiert oft mehr als eine Lösung, sodass Mach-

barkeitsstudien nötig sind, um unter

mehreren konkurrierenden Ansätzen den besten

auszuwählen. Am Lehrstuhl werden mit Indu-

striepartnern moderne Methoden mit bewährten

Ansätzen verglichen, um vor einer Implemen-

tierung Aufwand und Verbesserungspotential

gegeneinander systematisch abwägen zu kön-

nen. Ein aktuelles Projekt in Kooperation mit

Uniper beinhaltet Machbarkeitsstudien im Be-

reich der Kraftwerksregelung.

Regelungs- und Steuerungstechnik läuft oft im

Verborgenen ab, z.B. auf Bordcomputern von

Fahr- und Flugzeugen oder auf Einbaurechnern

von Haushaltsgeräten. Viele theoretisch attrak-

tive, moderne Ansätze der Regelungstechnik

sind für solche Einbaurechner zu komplex. Am

Lehrstuhl wird daran gearbeitet, die Komplexi-

tät regelungstechnischer Algorithmen zu redu-

zieren, indem sie für die jeweilige Anwendung

maßgeschneidert werden. Aktuell werden Algo-

rithmen beispielsweise für die Laserfertigungs-

technik im Rahmen eines BMBF Projektes und

für die Windenergietechnik innerhalb eines

BMWi Projektes entwickelt.

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Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Prozess- und Mischphasenthermodynamik I

Mischphasenthermodynamik II & Reaktions-

technik

Prozesssimulation energietechnischer

Anlagen

Forschung

Die wissenschaftliche Arbeit des Lehr-

stuhls für Thermodynamik umfasst der-

zeit sechs verschiedene, aber in vielerlei

Hinsicht verwobene Gebiete.

Im Bereich der Messung von ther-

mophysikalischen Stoffdaten werden

Projekte im Bereich der hochgenauen

Dichte- und Viskositätsmessung behan-

delt. Eine Anlage zur simultanen Mes-

sung von Dichten und Schallgeschwin-

digkeiten befindet sich im Aufbau.

Im Bereich Modellierung von Stoffda-

ten laufen Projekte zur Entwicklung von

Fundamentalgleichungen für assoziie-

rende Stoffe und für Gemische.

Bei der Simulation von energietechni-

schen Prozessen wird auf Kraftwerk-

sprozesse mit CO2-Rückhaltung und auf

Prozesse mit verflüssigten Erdgasen ab-

gehoben, wobei an verschiedenen Stellen

stoffdatenbezogenes Knowhow eine be-

sondere Rolle spielt.

Ein Labor zur Untersuchung des Wärme-

übergangs in siedenden hochviskosen

Flüssigkeiten befindet sich im Aufbau.

Im Bereich der Biogase beschäftigt sich

der Lehrstuhl mit der Simulation von

Biogasanlagen und der Aufbereitung von

Biogasen zu Bio-Erdgasen sowie mit der

experimentellen Untersuchung der ent-

sprechenden Prozesse. Zu diesem Zweck

befindet sich ein Biogas-Labor im Auf-

bau.

Bei der verfahrenstechnischen Stoffda-

ten-forschung konzentriert sich der

Lehrstuhl in enger Zusammenarbeit mit

dem Lehrstuhl für Verfahrenstechnische

Transportprozesse auf die experimentelle

Untersuchung von Sorptions-prozessen.

Das in Zusammenarbeit mit E.on Ruhr-

gas und dem Ministerium für Innovation,

Forschung, Wissenschaft und Technolo-

gie (MIWFT) aufgebaute Kompetenzzen-

trum „Thermodynamik der Gase“ bündelt

die erd- und biogasbezogenen Aktivitä-

ten.

Prof. Dr.-Ing. R. Span

Sekretariat: IC 3-129

Tel: 0234 / 32 – 23 034

Internet: www.rub.de/thermo

Mail: roland.span@thermo.rub.de

Lehrstuhl

für

Thermodynamik

19

Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Wärme- und Stoffübertragung

Produktkonfektionierung in der Lebens-

mitteltechnologie und Pharmazie

Hochdruckverfahrenstechnik

Integrierte Hochdruckverfahren

Wärmeübertrager

Forschung In grundlagenorientierten Arbeiten des Lehr-

stuhls tragen zur Aufklärung der nur ansatz-

weise bekannten Transporteigenschaften in

Mehrstoffsystemen unter Druck bei. Hierzu

werden Untersuchungen zum Phasenverhalten

und zu den fluiddynamischen Eigenschaften

von Modellsubstanzen und von realen Stoffge-

mischen durchgeführt. Die Kenntnis dieser Ei-

genschaften ist für die sich daraus ableitenden

technischen Verfahren essentiell. Ein Beispiel

hierfür sind Untersuchungen zur Thermo- und

Fluiddynamik von Schmierstoffen in Kältean-

lagen, die mit Kohlendioxid als umweltge-

rechtem Kältemittel betrieben werden.

Die anwendungsorientierten Arbeiten befassen

sich wesentlich mit modernen Hochdruckver-

fahren und Gesamtprozessen. Schwerpunkte

sind neue, produkt- und umweltschonende Ver-

edelungsverfahren für Naturstoffe wie die

Hochdruckextraktion oder Reaktionen in ver-

dichteten Gasen.

Weiterhin werden Hochdrucksprühverfahren

zur Herstellung und Formgebung von

Feststoffen und Pulvern im Labormaßstab ent-

wickelt und für die praktische Umsetzung erfor-

derliche Prozessdaten im halbtechnischen Maß-

stab erarbeitet. Diese Verfahren werden vor al-

lem im Bereich der Lebensmitteltechnologie,

der Pharmazie und der Polymertechnologie an-

gewandt.

In weiteren Forschungsarbeiten wird die Im-

prägnierung von heterogenen Werkstoffen wie

Textilien, Baustoffen, Hölzern und Polymer-

werkstoffen unter Einsatz verdichteter Gase un-

tersucht. Dabei stehen die Eindringtiefe, die

Abscheidung des Imprägniermittels in den

Werkstoffen und die Homogenität der Imprä-

gnierung neben der Funktionalität der imprä-

gnierten Werkstoffe im Vordergrund.

Die vorwiegend experimentell ausgerichteten

Arbeiten werden durch Einbindung moderner

Simulationsprogramme begleitet und unter-

stützt. Hiermit werden thermo- und fluiddyna-

mische Eigenschaften modelliert und darauf

aufbauend Gesamtprozesse entwickelt und op-

timiert.

Prof. Dr. -Ing. E. Weidner

Sekretariat: IC 3-51/55

Tel: 0234 / 32 – 26 680

Internet: www.vtp.rub.de

Mail: weidner@vtp.rub.de

Lehrstuhl für

Verfahrenstechnische Transportprozesse

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Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Apparatebau

Computeranwendungen in der

Prozessentwicklung

Mechanische Verfahrenstechnik

Prozesse der Mechanischen Verfahrens-

technik

Forschung und Industriebezug

In vielen Prozessen der Verfahrenstechnik

werden partikuläre Systeme hergestellt oder

weiterverarbeitet. Dabei steht meist nicht

mehr nur die Partikelgröße und –form im Vor-

dergrund, vielmehr müssen maßgeschnei-

derte Partikelsysteme mit definierten Eigen-

schaften hergestellt werden. Es kann sich da-

bei

z. B. um eine zeit- oder temperaturgesteuerte

Freisetzung von Inhaltsstoffen handeln oder

um Polymerpartikel die durch Zugabe von

Nanopartikeln eine verbesserte Wärmeleitfä-

higkeit aufweisen. Für die Erzeugung derarti-

ger System kommen neben klassischen Pro-

zessen der mechanischen Verfahrenstechnik

auch Hochdruckanlagen im Labor- und Tech-

nikumsmaßstab zum Einsatz. Ein weiterer

Forschungsschwerpunkt liegt im Bereich der

Sorptionstechnik. Sorption von Gasen kann

zur Charakterisierung der Partikel und auch

als Reinigungsschritt z. B. bei der Aufarbei-

tung von Biogasen eingesetzt

werden. Als eine besonders vielseitige Stoff-

klasse der Absorbentien haben sich Ionische

Flüssigkeiten herausgestellt. Durch die Viel-

falt dieser flüssigen Salze, können maßge-

schneiderte Trennprozesse entwickelt wer-

den. Die anwendungsorientierten Arbeiten

werden durch Grundlagenuntersuchungen zur

Thermo- und Fluiddynamik von komple-

xen Mehrkomponentensystemen und durch

die Entwicklung von Messtechnik für Sorpti-

onsanwendungen begleitet.

Die Forschungsarbeiten haben als Ziel die

Entwicklung moderner Produkte der

Feststoffverfahrenstechnik. Zahlreiche For-

schungsarbeiten werden in direkter Zusam-

menarbeit oder, durch die Einbindung in öf-

fentlich geförderten Projekten, mit Unter-

nehmen aus der Lebensmittel-, Pharma-,

Kosmetik-, Polymer- und Life-Science-In-

dustrie durchgeführt.

Prof. Dr.-Ing. M. Petermann

Sekretariat: IC 3-51/55

Tel: 0234 / 32 – 26 685

Internet: www.fvt.rub.de

Mail: petermann@fvt.rub.de

Lehrstuhl für

Feststoffverfahrenstechnik

21

Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik

Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Reaktions- und Trennapparate

Beispiele der simulationsgestützten Pro-

zessentwicklung

Produktentwicklung in der chemischen

Industrie

Anlagen- und Logistikplanung in der che-

mischen Industrie

Prozesstechnik

Anlagentechnik

Umweltchemie

Ressourcenmanagement

Apparatedesign

Grundlagen der Verfahrenstechnik

Forschung

Gegenstand der Forschungsarbeiten sind

neben den bisherigen Untersuchungen auf

dem Gebiet der konventionellen

1. Absorption und Destillation

die Entwicklung neuer methodischer Lö-

sungsansätze in der Trenntechnik sowie die

Aufklärung entsprechender Apparate hin-

sichtlich Hydrodynamik, Stofftransport und

resultierendem Betriebsverhalten. Die For-

schungsaktivitäten des Lehrstuhls fokussie-

ren sich auf folgende Themenfelder:

2. Multifunktionale Apparate

3. Mikrotechnische Apparate

der Verfahrenstechnik

4. Aufklärung mehrphasiger Apparate

5. Modellierung komplexer Reaktor-

und Apparatekonzepte

6. Modulare Apparate-, Anlagen- und

Logistikkonzepte

Industriekontakte & Praktika Es bestehen zahlreiche Kontakte mit Indu-

striepartnern, vornehmlich in der Chemi-

schen Großindustrie (u.a. BASF, EVONIK,

BAYER).

Im Rahmen dieser Kontakte ergeben sich

regelmäßig Möglichkeiten Praktika sowie

externe Bachelor- und Masterarbeiten zu

vermitteln. Interessenten werden gebeten

mit dem Sekretariat Kontakt aufzunehmen.

Bachelor- & Masterarbeiten In den Forschungsprojekten des Lehrstuhls

kommen sowohl theoretische Methoden

wie zum Beispiel stationäre und dynami-

sche Simulationen bzw. Strömungssimula-

tionen als auch experimentelle Studien zu

deren Validierung zum Einsatz.

Prof. Dr.-Ing. M. Grünewald

Sekretariat: IC 3-115

Tel: 0234 / 32 – 26 426

Internet: www.fluidvt.rub.de

Mail: gruenewald@fluidvt.rub.de

21

Ergebnisse der Strömungssimulation in ei-

ner Kreiselpumpe

Lehrstuhl für

Hydraulische Strömungsmaschinen

Lehrangebote in diesem Schwerpunkt

Fortgeschrittene Strömungsmechanik

Fachlabore

Forschung

Im Jahr 2012 wurde der Lehrstuhl gegründet. Es

werden numerische Methoden (CFD) sowie

Validierungsexperimente zum Entwurf und zur

Optimierung von hydraulischen Maschinen und

Komponenten entwickelt. Der Schwerpunkt

liegt dabei auf strömungsmechanischen Frage-

stellungen. Einzelne Forschungsaktivitäten

sind:

Untersuchung der instationären Wechsel-

wirkungen der Maschinen mit dem Ge-

samtsystem

Betrachtung der Mehrphasenströmungen

(Kavitation, Luftausgasung, partikelbela-

dene Strömungen)

Verbesserung des Teillastverhaltens

Berücksichtigung unterschiedlicher

Fluide

Minimierung der Geräuschemissionen

Lebensdauer- bzw. Standzeiterhöhung

Industrie

Aufgrund der nicht nur maschinen- sondern

auch grundlagen- und methodenorientierten

Ausrichtung des Lehrstuhls werden neben den

Unternehmen der hydraulischen Strömungsma-

schinenindustrie (Kreiselpumpen, Wasserturbi-

nen) auch Unternehmen der Fluidtechnik

(Ölhydraulik, Fördertechnik etc.) angespro-

chen. Auf Wunsch können Industriepraktika

vermittelt werden.

Bachelor- & Masterarbeiten

Das Angebot an Abschlussarbeiten richtet sich

nach den Forschungsschwerpunkten des Lehr-

stuhls. Es werden sowohl experimentelle als

auch numerische Arbeiten angeboten. Konkrete

Themen können an die Interessen der Studie-

renden angepasst werden, sodass gilt: Nachfra-

gen lohnt immer!

Prof. Dr.-Ing. R. Skoda

Sekretariat: IC 3-95

Tel: 0234 / 32 – 28801

Internet: www.hsm.rub.de

Mail: romuald.skoda@rub.de

23

6 Impressum

Herausgeber:

Ruhr-Universität Bochum

Fakultät für Maschinenbau

Institute für Thermo- und Fluiddynamik und Energietechnik

Für Fragen zum Studienschwerpunkt stehen zur Verfügung:

Dr.-Ing. H. Grote, Dekanat Maschinenbau, Tel. (0234) 32 – 26190

Prof. Dr.-Ing. M. Grünewald, 1. Sprecher des Studienschwerpunktes, Tel. (0234) 32 – 26426

Prof. Dr.-Ing. V. Scherer, 2. Sprecher des Studienschwerpunktes, Tel. (0234) 32 – 26323

Sowie sämtliche Lehrstühle des Studienschwerpunktes

Bildnachweise:

Bild 1: ThyssenKrupp AG

Stand Juni 2018