Dieser Konferenzband ist das Ergebnis von SPRING 2022, der Summerschool Python remote für Ienieur*innen, einer von der Technischen Unviersität Dresden organisierten Online-Summerschool, welche in der Woche vom 07.06. bis 10.06.2022 stattfand. Das erste Kapitel befasst sich mit den Rahmenbedingungen, Vorüberlegungen und der organisatorischen Umsetzung der Summerschool mit dem Ziel, die Erfahrungen der Organisator*innen mit interessierten Nachahmenden zu teilen. Das zweite Kapitel fasst die Inhalte und Übungsaufgaben der theoretischen Einheiten der Summerschool zusammen, aufgeteilt in die Inhalte für Anfänger*innen und die Inhalte für Fortgeschrittene. Im letzten Kapitel finden sich die Beiträge des Symposiums, einer Abendveranstaltung im Rahmen der Summerschool, bei der die fortgeschrittenen Teilnehmenden ihre Erfahrungen zum Einsatz von Python aus ihrem Ingenieur*innenalltag teilen konnten.:1 Organisatorisches 5 Abstract 5 1.1 Organisation einer Online-Summerschool Python für Ingenieur*innen 6 1.1.1 Motivation 6 1.1.2 Team und Teilnehmende 7 1.1.3 Ablauf 9 1.1.4 Evaluation und Ausblick 13 2 Workshops 19 2.1 Python für Ingenieur*innen - Programmiereinstieg 20 2.2 Python für Ingenieur*innen - Fortgeschrittene 27 2.2.1 Numpy-Übungen 27 2.2.2 Einschub: Effizienter Umgang mit Dokumentationen und anderen Online-Ressourcen 30 2.2.3 Matplotlib-Übungen 31 2.2.4 Pandas-Übungen 32 3 Beiträge zum Symposium 35 3.1 Automatisierte Messdatenauswertung am Motorprüfstand in Python 36 3.2 Opto-Mechatronic Screening Module for 3D Tumour Model Eng. 38 3.3 Python in der Regelungs- und Automatisierungstechnik 40 3.4 Leben mit Python 45 / This conference volume is the result of SPRING 2022, the summer school Python remote for engineers, an online summer school organized by the Technische Unviersität Dresden, which took place in the week from 07.06. to 10.06.2022. The first chapter deals with the framework conditions, preliminary considerations and the organizational implementation of the summer school with the aim of sharing the experiences of the organizers with interested imitators. The second chapter summarizes the content and exercises of the theoretical units of the summer school, divided into content for beginners and content for advanced participants. The last chapter contains the contributions from the symposium, an evening event held as part of the summer school, where the advanced participants were able to share their experiences of using Python in their everyday engineering work.:1 Organisatorisches 5 Abstract 5 1.1 Organisation einer Online-Summerschool Python für Ingenieur*innen 6 1.1.1 Motivation 6 1.1.2 Team und Teilnehmende 7 1.1.3 Ablauf 9 1.1.4 Evaluation und Ausblick 13 2 Workshops 19 2.1 Python für Ingenieur*innen - Programmiereinstieg 20 2.2 Python für Ingenieur*innen - Fortgeschrittene 27 2.2.1 Numpy-Übungen 27 2.2.2 Einschub: Effizienter Umgang mit Dokumentationen und anderen Online-Ressourcen 30 2.2.3 Matplotlib-Übungen 31 2.2.4 Pandas-Übungen 32 3 Beiträge zum Symposium 35 3.1 Automatisierte Messdatenauswertung am Motorprüfstand in Python 36 3.2 Opto-Mechatronic Screening Module for 3D Tumour Model Eng. 38 3.3 Python in der Regelungs- und Automatisierungstechnik 40 3.4 Leben mit Python 45

Das Lernsystem Thermopr@ctice stellt eine internetgestützte Lernumgebung für das Berechnen von Übungsaufgaben mit dem Computer-Algebrasystem Mathcad dar. Die veränderte Arbeitsweise des Lernenden besteht darin, das herkömmliche Arbeitsblatt durch den Mathcad-Arbeitsbildschirm zu ersetzen und die Aufgabenlösung unmittelbar auf diesem zu erledigen. Dem Lernenden werden die Übungsaufgaben – hier im Fach Technische Thermodynamik – in individuellen Varianten und mit individuellen Zahlenwerten im Mathcad-Format über Internet bereitgestellt. Die Lösung erfolgt in betreuten Übungen oder am heimischen PC. Für die Lösung benötigte Stoffwerte können der Stoffwertsammlung im Internet entnommen bzw. mit Programmbibliotheken, die an Mathcad angeschlossen sind, berechnet werden. Ergänzend wird eine Formelsammlung angeboten, aus der wichtige Formeln auf den Arbeitsbildschirm gezogen werden können. Nach der Berechnung jeder Teilaufgabe sendet der Lernende das Ergebnis an Thermopr@ctice. Im Fehlerfall werden Zwischenergebnisse angefordert. Realisiert wird die Lernumgebung über PHP-Skripte in Verbindung mit einer MySQL-Datenbank. Durch das Lernsystem werden die Studierenden an moderne Arbeitsweisen unter Nutzung eines Computer-Algebrasystems und fachbezogener Programmbibliotheken herangeführt. Da das System zum Selbststudium konzipiert ist, eignet es sich auch für die Weiterbildung und das Fernstudium. Es kann auf alle Lehrfächer übertragen werden, in denen die Aneignung oder Festigung von Wissen über das Berechnen von Übungsaufgaben erfolgt. Thermopr@ctice wurde im Rahmen des Verbundprojektes „Bildungsportal Sachsen“ des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst entwickelt. Neue Technologien in der Energietechnik, insbesondere Verfahren mit CO2-Abscheidung, bedingen veränderte Arbeitsfluide. Neben reinen Stoffen kommen zunehmend fluide Stoffgemische zum Einsatz, deren thermodynamische Eigenschaften berechnet werden müssen. Dies betrifft feuchte Verbrennungsgasgemische einschließlich CO2/H2O-Gemische sowie feuchte Luft, auch bei hohen Drücken. Daneben sind die Eigenschaften von gasförmigen, flüssigen und festem Kohlendioxid und Mischungen mit verbliebenen Gasen zu berechnen. Auf Grund der Nutzung von Abwärme sind Absorptionskältemaschinen mit Ammoniak-Wasser-Gemischen und Wasser- Lithiumbromid-Gemischen nach wie vor von Interesse. Die Eigenschaften von Ammoniak/Wasser- Gemischen werden auch für die Berechnung des Kalina-Prozesses benötigt. Zur Konzipierung von ORC-Prozessen müssen die Eigenschaften von Silikonölen und Kohlenwasserstoffen berechenbar sein. Für die Optimierung von fortschrittlichen Dampfkraftwerken sind extrem schnelle Algorithmen für die Berechnung der thermodynamischen Eigenschaften von Wasser und Wasserdampf Voraussetzung. Die weltweit an Bedeutung gewinnende Meerwasserentsalzung bedingt eine immer genauere Modellierung der Verfahren, wofür die Eigenschaften von Meerwasser berechenbar sein müssen. Für die Berechnung solcher Prozesse wurden benutzerfreundliche Programmbibliotheken zur Ermittlung der thermodynamischen Zustandsgrößen einschl. Umkehrfunktionen und Transporteigenschaften der Arbeitsfluide erarbeitet. Zur komfortablen Nutzung der Stoffwert-Bibliotheken steht das Add-On FluidMAT für Mathcad® zur Verfügung. Versionen für Studierende der wichtigsten Programme sind verfügbar.

Das Lernsystem Thermopr@ctice stellt eine internetgestützte Lernumgebung für das Berechnen von Übungsaufgaben mit dem Computer-Algebrasystem Mathcad dar. Die veränderte Arbeitsweise des Lernenden besteht darin, das herkömmliche Arbeitsblatt durch den Mathcad-Arbeitsbildschirm zu ersetzen und die Aufgabenlösung unmittelbar auf diesem zu erledigen. Dem Lernenden werden die Übungsaufgaben – hier im Fach Technische Thermodynamik – in individuellen Varianten und mit individuellen Zahlenwerten im Mathcad-Format über Internet bereitgestellt. Die Lösung erfolgt in betreuten Übungen oder am heimischen PC. Für die Lösung benötigte Stoffwerte können der Stoffwertsammlung im Internet entnommen bzw. mit Programmbibliotheken, die an Mathcad angeschlossen sind, berechnet werden. Ergänzend wird eine Formelsammlung angeboten, aus der wichtige Formeln auf den Arbeitsbildschirm gezogen werden können. Nach der Berechnung jeder Teilaufgabe sendet der Lernende das Ergebnis an Thermopr@ctice. Im Fehlerfall werden Zwischenergebnisse angefordert. Realisiert wird die Lernumgebung über PHP-Skripte in Verbindung mit einer MySQL-Datenbank. Durch das Lernsystem werden die Studierenden an moderne Arbeitsweisen unter Nutzung eines Computer-Algebrasystems und fachbezogener Programmbibliotheken herangeführt. Da das System zum Selbststudium konzipiert ist, eignet es sich auch für die Weiterbildung und das Fernstudium. Es kann auf alle Lehrfächer übertragen werden, in denen die Aneignung oder Festigung von Wissen über das Berechnen von Übungsaufgaben erfolgt. Thermopr@ctice wurde im Rahmen des Verbundprojektes „Bildungsportal Sachsen“ des Sächsischen Staatsministeriums für Wissenschaft und Kunst entwickelt. Neue Technologien in der Energietechnik, insbesondere Verfahren mit CO2-Abscheidung, bedingen veränderte Arbeitsfluide. Neben reinen Stoffen kommen zunehmend fluide Stoffgemische zum Einsatz, deren thermodynamische Eigenschaften berechnet werden müssen. Dies betrifft feuchte Verbrennungsgasgemische einschließlich CO2/H2O-Gemische sowie feuchte Luft, auch bei hohen Drücken. Daneben sind die Eigenschaften von gasförmigen, flüssigen und festem Kohlendioxid und Mischungen mit verbliebenen Gasen zu berechnen. Auf Grund der Nutzung von Abwärme sind Absorptionskältemaschinen mit Ammoniak-Wasser-Gemischen und Wasser- Lithiumbromid-Gemischen nach wie vor von Interesse. Die Eigenschaften von Ammoniak/Wasser- Gemischen werden auch für die Berechnung des Kalina-Prozesses benötigt. Zur Konzipierung von ORC-Prozessen müssen die Eigenschaften von Silikonölen und Kohlenwasserstoffen berechenbar sein. Für die Optimierung von fortschrittlichen Dampfkraftwerken sind extrem schnelle Algorithmen für die Berechnung der thermodynamischen Eigenschaften von Wasser und Wasserdampf Voraussetzung. Die weltweit an Bedeutung gewinnende Meerwasserentsalzung bedingt eine immer genauere Modellierung der Verfahren, wofür die Eigenschaften von Meerwasser berechenbar sein müssen. Für die Berechnung solcher Prozesse wurden benutzerfreundliche Programmbibliotheken zur Ermittlung der thermodynamischen Zustandsgrößen einschl. Umkehrfunktionen und Transporteigenschaften der Arbeitsfluide erarbeitet. Zur komfortablen Nutzung der Stoffwert-Bibliotheken steht das Add-On FluidMAT für Mathcad® zur Verfügung. Versionen für Studierende der wichtigsten Programme sind verfügbar.