Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Technologie

Was ist Stahl?

Reines Eisen besitzt nicht die für viele Anwendungen erforderliche Festigkeit und Zähigkeit. Erst durch die Kombination mit geringen Mengen Kohlenstoff entsteht der bekannte Werkstoff Stahl. Dessen Eigenschaften hängen maßgeblich vom Kohlenstoffgehalt sowie von Legierungselementen wie Mangan, Chrom, Silizium und Aluminium ab.

Chemische Zusammensetzung

Stahl besteht primär aus Eisen und Kohlenstoff. Begleitelemente wie Schwefel und Phosphor sind aufgrund ihrer Bindung an Stahl schwer zu entfernen, werden jedoch auf harmlose Anteile (<0,05 %) reduziert. Andere Elemente wie Silizium und Mangan (0,2 bis 0,9 %) verhindern die Oxidation des geschmolzenen Metalls. Der Rest (97,5 bis 99,5 %) besteht aus Eisen.

Klassifizierung nach

Der Absorber: Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme

Der Absorber ist die zentrale Komponente, in der die Energie der Sonne in Wärme umgewandelt wird. Diese Wärme wird durch Wärmeleitung und Konvektion über die Platten zu den Kanälen und Leitungen für das Arbeitsfluid übertragen.

Aufbau und Material des Absorbers

Der Absorber besteht aus dünnen Blechen (0,3 bis 0,5 mm), meist aus Aluminium oder Kupfer, die die Strahlung absorbieren und an die Rohre weiterleiten. Die Rohre haben typischerweise einen Durchmesser von unter 1 cm, können sich aber nach der Verteilung mit anderen Rohren von etwa 2 cm Durchmesser verbinden. Das Fertigungsmaterial ist in der Regel Edelstahl oder Kupfer.

Anordnung der Rohre und Effizienz

Die Rohre müssen gleichmäßig... Weiterlesen "Komponenten und Funktion eines Flachkollektors: Absorber, Dämmung, Rahmen" »

Energie

Energie: Eine physikalische Größe, die die Fähigkeit beschreibt, Veränderungen in einem Körper zu bewirken. Energie ist messbar und wird in Joule (J) ausgedrückt. Umrechnungen: 1 cal = 4,19 J, 1 kWh = 3.600.000 J.

Mechanische Energie

Mechanische Energie ist die Summe aus kinetischer und potenzieller Energie eines Körpers.

Kinetische Energie

Kinetische Energie: Energie, die ein Körper aufgrund seiner Bewegung besitzt.

Potentielle Energie

Potentielle Energie: Energie, die ein Körper aufgrund seiner Lage oder Stellung besitzt, z. B. in einer bestimmten Höhe.

Weitere Energieformen

Elektrische Energie

Elektrische Energie: Entsteht, wenn elektrisch geladene Teilchen sich bewegen; diese gerichtete Bewegung erzeugt elektrischen Strom.

Innere

Metalle

Metalle sind Ausgangserzeugnisse mineralischen Ursprungs, die durch die Umwandlung eines Erzes gewonnen werden.

Gewinnung

Extraktion: Metalle kommen in der Natur meist mit anderen Stoffen verbunden vor, aus denen sie getrennt werden müssen. Das Erz ist meist nutzbar, teilweise aber kein Schnäppchen.

• Vorbereitung: Reinigen, Zerkleinern und Trocknen des Erzes.
• Mineralkonzentration: Mechanische Trennung.
• Reduktion im Ofen: Schmelzen, wobei sich die Bestandteile nach Dichte trennen, sodass das gewünschte Metall gewonnen wird.
• Raffination: Entfernen von Verunreinigungen.

Umformung: Umwandlung von Metallen in Objekte für verschiedene Industriezweige.

Arten von Metallen

Reine Metalle: Bestehen aus einem einzigen chemischen Element.

Legierungen: Mischungen... Weiterlesen "Metalle und Kunststoffe: Eigenschaften, Gewinnung und Verarbeitung" »

Stromerzeugung und Verkehr

Die elektromagnetische Wirkung ermöglicht es, Bewegung in Elektrizität umzuwandeln. In thermonuklearen Kraftwerken und durch fossile Brennstoffe wird Energie gewonnen; bei der Kernspaltung radioaktiver Kerne wird Energie aus Atomen freigesetzt, die zur Herstellung von Wasserdampf verwendet wird. Dieser treibt eine mit einem Generator verbundene Turbine an, die Strom erzeugt.

Strom wird auch durch Wasserkraft aus hydraulischer Energie erzeugt. Wasser fällt aus Talsperren herab; das fallende Wasser bringt die Schaufeln der Turbine zum Drehen, die mit einem Generator verbunden ist und Strom erzeugt. Thermische Kraftwerke sowie Thermo- und Hydro-Energiequellen sind konventionell. Sie erlauben es, große Mengen Strom... Weiterlesen "Stromerzeugung, Transport und Kraftwerkstechnik" »

A

Aktion:

Eine äußere Ursache, die eine Belastung oder einen Einfluss auf die Struktur oder Elemente ausübt.

Anden:

Erhöhter Gehsteig.

Arcen:

Gepflasterter Längsstreifen neben dem Bürgersteig, nicht für die Verwendung durch Fahrzeuge unter außergewöhnlichen Umständen bestimmt.

Arc:

Strukturelles Element mit gekrümmter Leitlinie.

B

Batterie:

Unterstützung durch ein Brett.

Brüstung:

Sicherheitsbarriere an den Kanten des Überbaus von Brücken, Dämmen und ähnlichen Bauwerken.

C

Causeway:

Teil der Straße für den Fahrzeugverkehr, bestehend aus mehreren Fahrspuren.

Curb:

Bordstein mit einer Höhe von mehr als 5 cm auf der Straße.

D

Deckschicht:

Oberste Schicht einer Brücke oder Fahrbahn, variabel in Art und Dicke, um den Übergang zu erleichtern, die

Die Erfindung des Viertaktmotors

Der deutsche Ingenieur und Erfinder Nikolaus Otto entwickelte 1876 einen Gasmotor mit Elementen, die der Dampfmaschine sehr ähnlich waren. Die Funktionsweise dieses Motors basierte auf dem Viertaktprinzip und bildete die Grundlage für Verbrennungsmotoren, die später in Benzin-Pkw eingesetzt wurden. Parallel dazu gelang es dem Franzosen Beau de Rochas, ebenfalls im späten 19. Jahrhundert, einen Motor ähnlich dem von Nikolaus Otto zu bauen.

Funktionsweise eines Viertaktmotors

Viertaktmotoren, die mit Benzin als Kraftstoff betrieben werden, verwenden einen Kurbeltrieb, der die geradlinige Auf- und Abbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung umwandelt, ähnlich wie bei Dampfmaschinen. Der Viertaktzyklus, auch... Weiterlesen "Viertaktmotoren: Funktionsweise und Geschichte" »

Einführung in Maschinen und Lernsysteme

Lernsysteme sind ein Teil mobiler Einheiten.

Mechanismus und Elemente

Elemente, die mechanisch geführt werden, realisieren Bewegungen und übertragen Kräfte.

Maschinenelemente: F feste Verbindungen und lösbare Verbindungen

• Feste Verbindungen: Schweißen, Nieten und ähnliche Verfahren.
• Lösbare Verbindungen: Verschraubungen, Keile, Passstifte, Lager.

Schraubverbindungen

Sie ermöglichen eine lösbare Verbindung. Kenngrößen sind:

• Gewindesteigung
• Neigung
• Flankengeometrie

Metrisches ISO-Gewinde

Verwendet eine dreieckige Geometrie mit einem Flankenwinkel von 60 Grad (im Gegensatz zu Whitworth-Gewinden).

Schrauben und Muttern

Dienen dazu, zwei Teile fest und lösbar miteinander zu verbinden.

Flüchtige und lösbare

Grundlagen der Polymere

Monomere: Einzelne Moleküle, die sich zu Ketten verbinden können. Polymere: Makromoleküle, die durch die Bindung mehrerer Monomere entstehen.

• Homopolymere: Bestehen aus Monomeren des gleichen Typs.
• Copolymere: Bestehen aus verschiedenen Arten von Monomeren.

Verfahren der Polymerisation

Um eine Molekülkette zu bilden, werden folgende Verfahren genutzt:

• Polyaddition: Monomere reagieren direkt miteinander und vereinigen sich zu einer Kette.
• Polykondensation: Chemische Reaktion zwischen zwei Produkten, die unter Abspaltung von Nebenprodukten polymerisieren.

Ursprung organischer Polymere

• Natürliche Polymere: Entstehen spontan in der Natur, wie zum Beispiel Cellulose oder Naturkautschuk (Gummi).
• Künstliche Polymere: Industriell

Wasserstoff als Energieträger

Wasserstoff ist ein sauberer Kraftstoff, da bei seiner Verbrennung lediglich Wasser als Rückstand entsteht. Der Einsatz in Fahrzeugen würde den Erdölverbrauch sowie die CO2-Emissionen deutlich reduzieren. Aktuell werden Fahrzeuge mit Brennstoffzellenmotoren entwickelt, in denen Wasserstoff mit Sauerstoff reagiert, um elektrische Energie zu erzeugen. Die derzeitigen technologischen Herausforderungen für den Ausbau dieser Energiequelle liegen vor allem in der Lagerung und Verteilung. Der Aufbau der notwendigen Infrastruktur wird noch Jahrzehnte in Anspruch nehmen.

Die Energie aus dem Meer

Wellenkraft und Gezeitenenergie werden bisher nur sehr wenig genutzt. Es wird intensiv an Geräten geforscht, die die Energie... Weiterlesen "Zukunft der Energie: Wasserstoff, Meereskraft & Kernfusion" »