Bei diesem Dokument handelt es sich um eine Sammlung aller alten Klausurfragen bis Frühjahr 2021 für das Fach Elektrothermische Verfahren. Aus Erfahrung ändern sich die Fragen aber auch nicht oder nur sehr geringfügig.
Inhaltsverzeichnis
- Vorteile und Nachteile der elektrothermischen Verfahren im Vergleich zu konventionellen Brennstoffverfahren
- Welche elektrothermischen Verfahren gibt es und wo werden diese eingesetzt?
- Widerstanderwärmung
- Direkt: Konduktiv (Knüppel- und Drahterwärmung)
- Indirekt: mittelbare Widerstandserwärmung (Strahlungs- und Heizluftofen)
- Induktive Erwärmung
- ITO und IRO (Schmelzen, Warmhalten, Durcherwärmen zum Umformen, Härten, Schweißen)
- Dielektrische Erwärmung
- Direkt: Kondensatorfelderwärmung (Trocknung von Papier) Frequenz vielfache von 13,56 Hz
- Direkt: Mikrowellenerwärmung (Nahrung) 2,45 GHz
- Lichtbogen Erwärmung
- Direkt und Indirekt: Lichtbogen-Reduktionsofen (Elektrode steht im Gut)
- Indirekt: Lichtbogenofen (Elektrode wird über dem Gut gehalten)
- Plasmastrahl-Erwärmung
- Indirekt: Mittels Plasmaflamme durch Wärmestrahlung (Verdampfen, Beschichten, Schmelzen, Schneiden)
- Elektronenstrahl Erwärmung
- Direkt: Tiefnahtschweißen mittels Elektronenbeschuss
- Laserstrahl Erwärmung
- Indirekt: Schneiden und Schweißen mittels Laserstrahl (elektromagnetische Strahlung)
- Funkenerosion
- Indirekt: Trennen und Senken von Metall durch elektrische Entladungen
- Skizzieren Sie den Strom und Spannungsverlauf eines Lichtbogens mit Phasenverschiebung.
- Was ist der Unterschied zwischen ITO und IRO?
- Was ist bei der induktiven Erwärmung von dünnen Blechen zu beachten?
- Was sind wesentliche Merkmale der konduktiven Erwärmung?
- Was unterscheidet NF-ITO und MF-ITO? Welche Vor- und Nachteile gibt es?
- Nennen Sie Vorteile von dielektrischer Erwärmung. Wo wird sie eingesetzt?
- Wie kann der Prozesswirkungsgrad eines Widerstandsofens beeinflusst werden?
- Nach welchem Vorgehen lassen sich Induktivitäten bestimmen?
- Wie kann ein Lichtbogen stabilisiert werden?
- Welche physikalische Größe bestimmt die induktive Erwärmung?
- Wie beeinflusst die Leitfähigkeit es Einsatzes die induktive Erwärmung?
- Skizzieren Sie den Verlauf vom magnetischen Feld und vom Strom in einem Werkstück welches induktiv erwärmt wird. Bei einem Verhältnis vom Werkstückdurchmesser zur Eindringtiefe von <1, =4 und >>4.
- Welche Heizleiter gibt es und wo finden diese ihre Anwendung?
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Dieser Fragenkatalog dient als umfassende Sammlung von Fragen und Antworten zu elektrothermischen Verfahren (ETV) aus alten Gedächtnisprotokollen. Der Katalog ist insbesondere für Studierende relevant, die sich auf Prüfungen zu ETV vorbereiten. Ziel ist es, ein tiefes Verständnis der verschiedenen ETV-Techniken, ihrer Vor- und Nachteile sowie ihrer spezifischen Anwendungsgebiete zu vermitteln.
- Erläuterung der Funktionsweise und Anwendungsgebiete verschiedener elektrothermischer Verfahren.
- Vergleich elektrothermischer Verfahren mit konventionellen Brennstoffverfahren.
- Analyse der Vor- und Nachteile der verschiedenen ETV-Techniken.
- Bedeutung der Eindringtiefe bei induktiver Erwärmung.
- Einfluss der Leitfähigkeit auf die Effizienz der induktiven Erwärmung.
Zusammenfassung der Kapitel
- Der erste Abschnitt behandelt die Vorteile und Nachteile von elektrothermischen Verfahren im Vergleich zu konventionellen Brennstoffverfahren. Hier werden wichtige Aspekte wie die Direktwärmeübertragung, der Wirkungsgrad und die Umweltfreundlichkeit beleuchtet.
- Im zweiten Abschnitt werden die verschiedenen elektrothermischen Verfahren, wie Widerstanderwärmung, induktive Erwärmung, dielektrische Erwärmung, Lichtbogen Erwärmung, Plasmastrahl-Erwärmung, Elektronenstrahl Erwärmung, Laserstrahl Erwärmung und Funkenerosion, vorgestellt. Für jedes Verfahren werden die Einsatzgebiete und Funktionsweise erläutert.
- Der dritte Abschnitt befasst sich mit dem Strom und Spannungsverlauf eines Lichtbogens mit Phasenverschiebung und erklärt die Notwendigkeit einer Stabilisierung des Lichtbogens.
- Der vierte Abschnitt erläutert den Unterschied zwischen Induktionstiegelofen (ITO) und Induktionsrinnenofen (IRO) hinsichtlich ihrer Funktionsweise, Einsatzgebiete und Vor- und Nachteile.
- Der fünfte Abschnitt behandelt die Besonderheiten der induktiven Erwärmung von dünnen Blechen und die Notwendigkeit einer hohen Frequenz zur effektiven Leistungseinbringung.
- Der sechste Abschnitt widmet sich den wesentlichen Merkmalen der konduktiven Erwärmung, wie der direkten Erwärmung des Werkstücks, der hohen Leistungsquellendichte und dem Wirkungsgrad.
- Im siebten Abschnitt werden die Unterschiede zwischen Niederfrequenz- und Mittelfrequenz-Induktionstiegelöfen (NF-ITO und MF-ITO) sowie deren jeweilige Vor- und Nachteile diskutiert.
- Der achte Abschnitt beleuchtet die Vorteile der dielektrischen Erwärmung, wie die Direktwärmeübertragung, die Selbstregulierung und die hohe Prozessgeschwindigkeit. Außerdem werden die typischen Einsatzgebiete dieser Technik aufgezeigt.
- Der neunte Abschnitt beschäftigt sich mit der Beeinflussung des Prozesswirkungsgrads eines Widerstandsofens durch die Aufheizzeit und die Wärmeverluste.
- Der zehnte Abschnitt beschreibt das Vorgehen zur Bestimmung von Induktivitäten unter Verwendung des mittleren geometrischen Abstands.
- Der elfte Abschnitt erläutert die Stabilisierung eines Lichtbogens durch die Änderung des Elektrodenabstands und die Verwendung einer Induktivität.
- Der zwölfte Abschnitt beleuchtet die Bedeutung der Eindringtiefe für die induktive Erwärmung und die Auswirkungen auf die Stromdichte und die Homogenität der Erwärmung.
- Der dreizehnte Abschnitt analysiert den Einfluss der Leitfähigkeit auf die Effizienz der induktiven Erwärmung und stellt verschiedene Materialien mit ihren jeweiligen Leitfähigkeiten gegenüber.
- Der vierzehnte Abschnitt zeigt die Verläufe des magnetischen Felds und des Stroms in einem Werkstück, das induktiv erwärmt wird, für verschiedene Verhältnisse von Werkstückdurchmesser zu Eindringtiefe.
- Der letzte Abschnitt gibt einen Überblick über verschiedene Heizleiter und ihre jeweiligen Anwendungsgebiete.
Schlüsselwörter
Elektrothermische Verfahren (ETV), induktive Erwärmung, Widerstanderwärmung, dielektrische Erwärmung, Lichtbogen, Plasma, Laser, Funkenerosion, Eindringtiefe, Leitfähigkeit, Wirkungsgrad, Prozessgeschwindigkeit, Anwendungsgebiete, Vor- und Nachteile.
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- B.Sc. F. Drag (Author), 2021, Alle Klausurfragen für Elektrothermische Verfahren, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1168318
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