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Abituraufgabe Fach: Technik Jahr: 2004 Bundesland: Baden-Württemberg Dieser Artikel ist eine Prüfungsaufgabe und darf ohne schriftliche Genehmigung nicht weiter verbreitet werden.

[Bearbeiten] Containerkran

Mit Hilfe eines Containerkrans sollen Lastwagen be- und entladen werden. Der Ausleger kann durch einen Teleskoparm verlängert und mittels hydraulischer Zylinder in seiner Neigung verstellt werden.

• Gewichtskraft des Krans ohne Ausleger: FG1 = 260 kN in S1
• Gewichtskraft des Auslegers mit Teleskoparm: FG2 = 100 kN in S2
• Gewichtskraft des Containers: FG3 = 60 kN in S3

[Bearbeiten] Aufgaben

Alle Teilaufgaben sind unabhängig voneinander lösbar.

[Bearbeiten] 1. Aufgabe

Ermitteln Sie zeichnerisch die Achslasten FV und FH, wenn der Teleskoparm eingefahren ist. 6 Punkte

[Bearbeiten] 2. Aufgabe

Bei welcher Containerlast kippt das Fahrzeug, wenn der Teleskoparm in der gezeichneten Stellung ganz ausgefahren ist ? 3 Punkte

Der Schwerpunkt S2 ist dabei im Abstand l3 = 5 m vom Gelenkpunkt A aus anzunehmen.

[Bearbeiten] 3. Aufgabe

Lagerung des Hydraulikzylinders Kolbenkraft: FK = 250 kN Zul. Flächenpressung: pzul = 30 N/mm² b = 150 mm Sicherheit gegen Abscheren: 4,5 Bolzenwerkstoff: C45E (Ck 45) Berechnen Sie den erforderlichen Bolzendurchmesser

[Bearbeiten] 4. Aufgabe

Bestimmen Sie für die Kolbenkraft FK = 250 kN den Kolbendurchmesser des Hydraulikzylinders bei einem Öldruck von 120 bar und 30% Reibverlusten im Zylinder. (Verlustfrei gilt: p =F/A)

[Bearbeiten] 5. Aufgabe

Daten im Fahrbetrieb pro Rad: Motormoment: MM = 800 Nm Fahrgeschwindigkeit: v = 12 km/h Raddurchmesser: D = 800 mm Getriebe: Wirkungsgrad: h = 0,9 Zähnezahlen: Z1 = 24 Z2 = 36

==5.1== Die Antriebswelle der Räder soll als Hohlwelle augelegt werden. Berechnen Sie die Wandstärke der Hohlwelle für einen Außendurchmesser von 80 mm und eine zulässige Torsionsspannung von 35 N/mm². ==5.2== Berechnen Sie die Antriebsleistung an einem Rad in kW.

[Bearbeiten] Energietechnik

1. Welche Energieformen werden den Bauteilen Dampferzeuger, Turbine, Generator und Verbraucher zugeführt ? 2 Punkte

2. Vom Dampfprozess sind die folgenden Daten bekannt:

• Dampfdruck am Turbineneingang: p_TE = 180 bar
• Dampftemperatur am Turbineneingang: T_TE = 800 K
• Wassergehalt des Dampfes beim Turbinenaustritt: 10 %
• Kondensatordruck: p_Kond = 0,04 bar

2.1 Stellen Sie den Dampfprozess im T-s-Diagramm des Arbeitsblattes dar. 2 Punkte

2.2 Nummerieren Sie die charakteristischen Punkte im T-s-Diagramm, und erläutern Sie die Zustandsänderungen. 3 Punkte

2.3 Berechnen Sie die zugeführte spezifische Wärme qzu. Kennzeichnen Sie qzu als Fläche im T-s-Diagramm. 4 Punkte

2.4 Berechnen Sie die abgeführte Wärme spezifische Wärme qab. Kennzeichnen Sie qab als Fläche im T-s-Diagramm. 2 Punkte

2.5 Wie groß ist der thermische Wirkungsgrad des Kraftwerkes ? 2 Punkte

2.6 Durch eine Zwischenüberhitzung bei 50 bar auf 800 K kann der Wasseranteil des Dampfes am Turbinenausgang auf 5% verringert werden. Stellen Sie diesen Vorgang zusätzlich im T-s-Diagramm dar. Welche zwei Vorteile bietet die Zwischenüberhitzung ? 3 Punkte

3. Im Kraftwerk treten die folgenden Verluste auf:

• Dampferzeuger: 9%
• Dampfleitungen: 2%
• Turbine: 13%
• Generator: 2%
• Eigenbedarf: 2%

Der thermische Wirkungsgrad des Kraftwerkes mit Zwischenüberhitzung beträgt hth = 38%.

3.1 Berechnen Sie den Gesamtwirkungsgrad des Kraftwerkes. 2,5 Punkte

3.2 Das Kraftwerk gibt eine Leistung von Pab = 500 MW ab. Berechnen Sie den täglichen Bedarf an Steinkohle. 2 Punkte

Alle Teilaufgaben sind unabhängig voneinander lösbar. Insgesamt 22,5 Punkte

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