Verfügbarkeit: Verfahrenstechnik für Ingenieure

Verfahrenstechnik für Ingenieure: Lehr- und Übungsbuch

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Schwister, Karl 1954- (VerfasserIn), Leven, Volker 1971- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	München Hanser [2019]
Ausgabe:	3., aktualisierte Auflage
Schlagworte:	Verfahrenstechnik Aufgabensammlung Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	392 Seiten Illustrationen, Diagramme 25 cm
ISBN:	9783446461369 3446461361

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adam_text	INHALT VORWORT ............................................................ 5 2.4 FEHLERFORTPFLANZUNG ............................... 32 32 2.4.1 METHODE DER OBEREN UND UNTEREN GRENZE ..................... VTG - VERFAHRENSTECHNISCHE GRUNDLAGEN .. 13 2.4.2 GAUSSSCHE FEHLER FORTPFLANZUNG ......................... 33 1 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND 2.4.3 LINEARE FEHLERFORTPFLANZUNG . 33 EINHEITENSYSTEME .............................. 14 2.5 GRAFISCHE AUSWERTUNG VON MESSDATEN ... 34 1.1 GROESSEN UND GROESSENARTEN...................... . 14 2.5.1 LINEARE UND NICHTLINEARE 1.2 GROESSEN- UND ZAHLENWERTGLEICHUNGEN .... . 16 SKALEN .................................... 34 1.3 ZUSTANDSGROESSEN UND PROZESSGROESSEN .... . 17 2.5.2 ANFERTIGUNG EINER GRAFISCHEN 1.4 ZUSTANDSFUNKTIONEN .............................. . 18 DARSTELLUNG ........................... 35 1.5 GEHALTS- UND KONZENTRATIONSANGABEN .. . 19 2.5.3 GRAFISCHE AUSWERTUNG LINEARER 1.5.1 MASSENANTEIL ....................... . . 20 ZUSAMMENHAENGE ................... 36 1.5.2 STOFFMENGENANTEIL ................. . 20 1.5.3 VOLUMENANTEIL ....................... . 21 3 AGGREGATZUSTAENDE UND PHASENLEHRE . 38 1.5.4 MASSENKONZENTRATION ........... . 21 3.1 GASFOERMIGER ZUSTAND ............................. 38 1.5.5 STOFFMENGENKONZENTRATION .., . 21 3.1.1 IDEALES GAS ............................. 38 1.5.6 VOLUMENKONZENTRATION ......... . 21 3.1.2 GASGEMISCHE ......................... 40 1.5.7 MOLALITAET ................................ . 22 3.1.3 REALE GASE ............................. 42 1.5.8 AKTIVITAET ................................ . 22 3.2 FLUESSIGER ZUSTAND ................................... 45 1.6 UMRECHNUNGEN UND MISCHUNGS 3.2.1 DICHTE UND VOLUMEN RECHNUNG ................................................ . 22 AUSDEHNUNG ........................... 45 3.2.2 VISKOSITAET VON FLUESSIGKEITEN . 47 2 STATISTISCHE GRUNDLAGEN .................... 25 3.2.3 OBERFLAECHENSPANNUNG .......... 48 2.1 FEHLERARTEN ............................................ . 25 3.3 FESTER ZUSTAND ........................................ 49 2.1.1 GROBE ABWEICHUNG VON 3.3.1 KRISTALLGITTER UND KRISTALL MESSWERTEN .......................... . 25 SYSTEME ................................. 49 2.1.2 SYSTEMATISCHE ABWEICHUNG 3.3.2 METHODEN ZUR ERMITTLUNG VON MESSWERTEN ................... . 25 DER FESTKOERPERSTRUKTUR .......... 51 2.1.3 ZUFAELLIGE ABWEICHUNG VON 3.4 PHASENUMWANDLUNG VON REINSTOFFEN ... 52 MESSWERTEN .......................... . 26 3.4.1 DRUCK-TEMPERATUR-PHASEN 2.2 DARSTELLUNG VON MESSREIHEN ................... . 26 DIAGRAMM ............................... 52 2.3 ERFASSUNG DER MESSWERTABWEICHUNG....... . 29 3.4.2 C LAUSIUS -C LAPEYRON - 2.3.1 NORMALVERTEILUNG NACH GLEICHUNG ............................... 54 G AUSS .................................... . 30 3.4.3 REGEL VON T ROUTON ............... 55 2.3.2 STANDARDABWEICHUNG ........... . 30 3.5 BINAERE PHASENGLEICHGEWICHTE ................. 55 2.3.3 VERTRAUENSBEREICH ................. . 31 3.6 TERNAERE PHASENGLEICHGEWICHTE ............... 59 8 INHALT 3.7 VERDUENNTE LOESUNGEN ............................... 3.7.1 KOLLIGATIVE EIGENSCHAFTEN .... 3.7.2 LOESLICHKEIT ............................. 4 STROEMUNGSTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE 4.1 ALLGEMEINE GRUNDLAGEN ......................... 4.2 KONTINUITAETSGLEICHUNG ........................... 4.3 STROEMUNG OHNE REIBUNG ......................... 4.3.1 GLEICHUNG VON B ERNOULLI .... 4.3.2 GLEICHUNG VON T ORRICELLI ... 4.4 STROEMUNG MIT REIBUNG ........................... 4.4.1 VISKOSITAET ............................... 4.4.2 WIDERSTANDSBEIWERT .............. 4.5 ROHRSTROEMUNG MIT REIBUNG ................... 4.5.1 LAMINARE STROEMUNG ............. 4.5.2 TURBULENTE STROEMUNG ............ 4.5.3 DRUCKVERLUST IN ROHRLEITUNGEN 4.5.4 DRUCKVERLUST IN FORMSTUECKEN UND ARMATUREN ..................... 5 PRODUKTIONSTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE ...................................... 5.1 VERFAHRENSENTWICKLUNG ........................... 5.2 VERFAHRENSINFORMATIONEN ........................ 5.3 FLIESSSCHEMATA VON ANLAGEN ................... 5.3.1 GRUNDFLIESSSCHEMA ................. 5.3.2 VERFAHRENSFLIESSSCHEMA .......... 5.3.3 ROHRLEITUNGS- UND INSTRUMENTENFLIESSSCHEMA ... 5.3.4 MESS- UND REGELSCHEMA ........ 5.4 STOFFDATEN UND VERFAHRENSABLAUF ............ 5.4.1 STOFFDATEN .............................. 5.4.2 SICHERHEITSTECHNISCHE DATEN . 5.4.3 TOXIKOLOGISCHE DATEN ............ 5.5 SCALE-UP - PROBLEME ............................... ORT - CHEMISCHE REAKTIONSTECHNIK ............ 6 GRUNDLAGEN DER REAKTIONSTECHNIK ... 6.1 EINFUEHRUNG UND GRUNDBEGRIFFE ............. 6.1.1 KLASSIFIZIERUNG CHEMISCHER REAKTIONEN ............................. 6.1.2 BEURTEILUNGSGROESSEN UND DEFINITIONEN .......................... 6.2 CHEMISCHE THERMODYNAMIK ................... 6.2.1 SYSTEME UND ZUSTANDSGROESSEN 6.2.2 ERSTER HAUPTSATZ ............... 92 6.2.3 STANDARDENTHALPIEN .............. 93 6.2.4 ZWEITER HAUPTSATZ ............. 94 6.2.5 CHEMISCHES GLEICHGEWICHT .. 96 6.3 STOFF- UND WAERMEBILANZEN ...................... 98 6.3.1 TRANSPORTPROZESSE ............... 99 6.3.2 ERHALTUNGSSAETZE ................. 100 7 KINETIK CHEMISCHER REAKTIONEN .......... 102 7.1 REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT ..................... 102 7.2 GESETZE DER REAKTIONSKINETIK ................. 103 7.2.1 DIFFERENZIALGLEICHUNGEN .... 104 7.2.2 REAKTIONEN NULLTER ORDNUNG . 105 7.2.3 REAKTIONEN ERSTER ORDNUNG .. 105 7.2.4 REAKTIONEN ZWEITER ORDNUNG 107 7.2.5 REAKTIONEN DRITTER ORDNUNG .. 108 7.2.6 MOLEKULARITAET EINER REAKTION 109 7.3 BESTIMMUNG VON REAKTIONSORDNUNGEN ..109 7.3.1 DIFFERENZIALMETHODE ............. 110 7.3.2 METHODE DER ANFANGS GESCHWINDIGKEITEN ............... 110 7.3.3 INTEGRATIONSMETHODE ............. 111 7.3.4 HALBWERTSZEITMETHODE .......... 111 7.3.5 KONZENTRATIONSABHAENGIGE MESSGROESSEN ........................... 111 7.3.6 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNGS METHODEN ............................... 112 7.4 KINETIK KOMPLEXER REAKTIONEN ............... 113 7.4.1 GLEICHGEWICHTSREAKTIONEN ... 114 7.4.2 PARALLELREAKTIONEN ........... 115 7.4.3 FOLGEREAKTIONEN ............... 116 7.5 THEORIE DER REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT .. 117 7.5.1 TEMPERATURABHAENGIGKEIT DER REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT ... 118 7.5.2 THEORIE DES AKTIVIERTEN KOMPLEXES ....................... 120 8 AKTIVIERUNG VON REAKTIONEN UND KATALYSE ........................................ 122 8.1 AKTIVIERUNG VON REAKTIONSPROZESSEN .... 123 8.1.1 THERMISCHE AKTIVIERUNG .... 123 8.1.2 KATALYTISCHE AKTIVIERUNG .... 124 8.1.3 AKTIVIERUNG DURCH INITIATOR ZERFALL ..................................... 126 8.1.4 BIOKATALYTISCHE AKTIVIERUNG . 126 8.1.5 FOTOCHEMISCHE AKTIVIERUNG .. 128 8.2 HOMOGENE UND HETEROGENE SYSTEME ........ 128 60 60 62 65 65 66 67 67 69 70 70 71 72 72 73 73 75 76 76 77 78 79 79 80 82 82 82 83 84 84 87 88 88 88 89 92 92 INHALT 9 8.3 HETEROGENE KATALYSE ............................... 128 8.3.1 HETEROGENE REAKTIONEN MIT FESTSTOFFEN ............................. 128 8.3.2 HETEROGENE REAKTIONEN MIT FLUIDEN ................................... 134 8.3.3 REAKTIONSABLAUF ..................... 135 8.4 HOMOGENE KATALYSE ............................... 136 8.4.1 EINPHASIGE REAKTIONSSYSTEME 137 8.4.2 SAEURE-UND BASENKATALYSE ... 138 8.4.3 ENZYMKATALYTISCHE REAKTIONEN 140 8.4.4 REVERSIBLE HEMMUNG VON ENZYMEN ............................... 143 9 IDEALE REAKTOREN ................................ 146 9.1 KLASSIFIZIERUNG VON REAKTOREN ............... 146 9.1.1 ALLGEMEINE BETRIEBSFORMEN .. 146 9.1.2 VERMISCHUNG IM REAKTOR .... 147 9.1.3 WAERMETECHNISCHE BETRIEBS FORMEN .................................. 148 9.1.4 GRUNDTYPEN CHEMISCHER REAKTOREN ............................... 150 9.1.5 STOFF-UND WAERMEBILANZEN ... 151 9.2 DISKONTINUIERLICH BETRIEBENER RUEHRKESSEL 152 9.2.1 ISOTHERM BETRIEBENER RUEHRKESSEL ............................. 153 9.2.2 ADIABAT BETRIEBENER RUEHRKESSEL ............................. 154 9.2.3 POLYTROP BETRIEBENER RUEHRKESSEL ............................. 155 9.3 KONTINUIERLICHE BETRIEBSFUEHRUNG OHNE RUECKVERMISCHUNG DER REAKTIONSMASSE ..156 9.4 KONTINUIERLICHE BETRIEBSFUEHRUNG MIT RUECKVERMISCHUNG DER REAKTIONSMASSE ..159 9.5 RUEHRKESSELKASKADE ................................. 161 9.5.1 GESTALTUNG UND STOFFLICHE BILANZIERUNG ......................... 162 9.5.2 BERECHNUNG VON RUEHRKESSEL KASKADEN ............................... 163 9.6 VERGLEICHENDE BETRACHTUNG DER REAKTOREN .............................................. 165 10 REALE REAKTOREN UND VERWEILZEIT VERTEILUNGEN ........................................ 168 10.1 ABWEICHUNGEN VOM IDEALEN VERHALTEN ... 168 10.2 VERWEILZEITUNTERSUCHUNGEN ZUR CHARAKTERISIERUNG DES VERMISCHUNGS VERHALTENS .............................................. 169 10.2.1 VERWEILZEITSPEKTRUM UND VERWEILZEIT-SUMMENFUNKTION 170 10.2.2 MESSUNG DER VERWEILZEIT VERTEILUNGEN ........................... 171 10.3 BERECHNUNG UND AUSWERTUNG VON VERWEILZEITVERTEILUNGEN........................... 172 10.3.1 IDEALER KONTINUIERLICHER RUEHRREAKTOR ........................... 172 10.3.2 KASKADE VON KONTINUIERLICH BETRIEBENEN IDEALEN RUEHRREAKTOREN ....................... 173 10.3.3 LAMINAR DURCHSTROEMTER ROHRREAKTOR ........................... 174 10.4 REAKTOREN MIT REALEM VERHALTEN ............ 175 10.4.1 DISPERSIONSMODELL ............... 175 10.4.2 KASKADENMODELL ................... 178 10.4.3 BERECHNUNGSBEISPIELE ............ 179 MVT - MECHANISCHE VERFAHRENSTECHNIK - GRUNDOPERATIONEN .......... ................... 183 11 CHARAKTERISIERUNG VON PARTIKELN UND DISPERSEN SYSTEMEN .......................... 184 11.1 GRUNDLAGEN ............................................ 184 11.2 PARTIKELGROESSEN UND MERKMALE ............... 185 11.3 KENNGROESSENEINERVERTEILUNG ................. 187 11.3.1 VERTEILUNGSSUMME ............... 187 11.3.2 VERTEILUNGSDICHTE ................. 188 11.4 VERTEILUNGSGESETZE................................... 190 11.4.1 POTENZVERTEILUNG NACH G ATES - G AUDIN -S CHUMANN ............... 191 11.4.2 GAUSSSCHE NORMALVERTEILUNGS FUNKTION ................................. 191 11.4.3 LOGARITHMISCHE NORMAL VERTEILUNG ............................... 192 11.4.4 RRSB-VERTEILUNG ................... 192 11.4.5 VERGLEICH DER VERTEILUNGEN UND KENNWERTE ..................... 193 11.5 MESSEN EINER PARTIKELGROESSENVERTEILUNG .. 195 12 ZERTEILUNG VON FESTSTOFFEN, FLUESSIGKEITEN UND GASEN .................... 198 12.1 GRUNDLAGEN ............................................ 198 12.2 ZERKLEINERUNG ........................................ 198 12.2.1 NAEHERUNGSFORMELN ............... 200 12.2.2 ZERKLEINERUNGSGRAD ................ 201 10 INHALT 12.2.3 BRUCHVORGANG ....................... 12.2.4 ZERKLEINERUNGSMASCHINEN ... 201 202 16.2 TRANSPORT VON FLUESSIGKEITEN ................. 16.2.1 VERDRAENGUNGSPUMPEN ........ . 260 . 261 12.3 FLUESSIGKEITSZERTEILUNG ............................. 204 16.2.2 ZENTRIFUGALPUMPEN ............. . 262 12.3.1 BERIESELUNG ........................... 204 16.2.3 STRAHLPUMPEN ..................... . 263 12.3.2 ZERSTAEUBUNG ........................... 204 16.2.4 BERECHNUNGEN ..................... . 264 12.3.3 ZERSPRITZUNG ......................... 208 16.3 TRANSPORT VON GASEN ........................... . 268 12.4 BEGASUNG ................................................ 208 16.3.1 LUEFTER UND GEBLAESE ............. . 268 16.3.2 VERDICHTER ........................... . 271 13 TRENNEN DISPERSER SYSTEME .............. 211 16.4 FESTSTOFFFOERDERUNG ................................. . 274 13.1 GRUNDLAGEN ............................................ 211 16.4.1 GURT-, GLIEDERBANDFOERDERER 13.2 ABSETZPROZESSE ....................................... 211 UND BECHERWERKE ............... . 274 13.2.1 SEDIMENTER ............................. 215 16.4.2 SCHNECKEN- UND 13.2.2 TRENNSCHAERFE UND SPIRALFOERDERER ..................... . 275 ABSCHEIDEGRAD ....................... 217 16.4.3 PNEUMATISCHE FOERDERUNG ... . 275 13.2.3 ZENTRIFUGE ............................. 219 13.2.4 ZYKLONE ................................... 224 13.2.5 KOAGULATION UND FLOKKULATION 227 TVT- THERMISCHE VERFAHRENSTECHNIK - 13.2.6 FLOTATION ................................. 227 GRUNDOPERATIONEN ............................ . 279 13.3 FILTRATIONSPROZESSE ................................. 228 13.3.1 KUCHENFILTRATION ................... 229 17 VERDAMPFEN UND KONDENSIEREN .... . 280 13.3.2 QUERSTROMFILTRATION ............... 233 17.1 GRUNDLAGEN .......................................... . 280 13.3.3 TIEFENFILTRATION ....................... 235 17.1.1 DAMPF ................................... . 282 17.1.2 WAERMEUEBERTRAGUNG ............ . 283 14 MISCHEN ................................................ 238 17.1.3 WAERMEAUSTAUSCHER ............. . 286 14.1 GRUNDLAGEN ............................................ 238 17.2 VERDAMPFEN UND EINDAMPFEN ............. . 288 14.2 MISCHEN VON FESTSTOFFEN ......................... 240 14.3 STATISCHES MISCHEN VON FLUIDEN .............. 243 18 KRISTALLISATION .................................... . 290 14.4 DYNAMISCHES MISCHEN VON FLUESSIGKEITEN 245 18.1 GRUNDLAGEN .......................................... . 290 14.4.1 LAMINARER BEREICH ............... 248 18.2 BERECHNUNGEN ZUR KRISTALLISATION ........ . 291 14.4.2 TURBULENTER BEREICH ............. 249 18.3 TECHNISCHE ANWENDUNG ........................ . 294 14.4.3 UEBERGANGSBEREICH ................. 249 14.4.4 RUEHREN VON NICHT-NEWTON- 19 TROCKNEN ............................................ . 295 SCHEN FLUESSIGKEITEN ............. 250 19.1 GRUNDLAGEN .......................................... . 295 14.4.5 SCALE-UP - MASSSTABS 19.2 TROCKNUNGSARTEN UND TROCKNUNGS UEBERTRAGUNG ........................... 250 KURVEN .................................................. . 299 14.4.6 WEITERE ANWENDUNGSGEBIETE 251 19.3 BAUARTEN VON TROCKNERN......................... . 301 15 AGGLOMERIEREN .................................... 254 20 DESTILLATION UND REKTIFIKATION .......... . 302 75 .1 GRUNDLAGEN ............................................ 254 20.1 GRUNDLAGEN .......................................... . 302 15.2 EINTEILUNG DER AGGLOMERATION ............... 255 20.1.1 IDEALES ZWEISTOFFGEMISCH ... . 302 15.2.1 AUFBAUAGGLOMERATION 20.1.2 REALES ZWEISTOFFGEMISCH ... . 308 (PELLETIEREN) ........................... 255 20.1.3 MISCHUNGSLUECKEN ............... . 310 15.2.2 PRESSAGGLOMERATION 20.2 DESTILLATION .......................................... . 312 (FORMPRESSEN) ....................... 257 20.2.1 ABSATZWEISE (EINFACHE) DESTILLATION ........................... . 312 16 TRANSPORT VON STOFFEN ...................... .. 260 20.2.2 FRAKTIONIERTE DESTILLATION ... . 316 76.7 ARTEN DER FOERDERUNG ............................... 260 20.2.3 KONTINUIERLICHE DESTILLATION . . 317 INHALT 11 20.2.4 TRAEGERDAMPFDESTILLATION ........ 318 20.2.5 VAKUUMDESTILLATION ............... 319 20.3 REKTIFIKATION ............................................ 319 20.3.1 GRUNDLAGEN DER REKTIFIKATION 320 20.3.2 BILANZEN AN EINER REKTI FIKATIONSKOLONNE ...................... 323 20.3.3 WAERMEBEDARF UND HEIZ LEISTUNG ................................... 334 20.3.4 FUELLKOERPER- UND PACKUNGS KOLONNEN ................................ 336 20.3.5 REKTIFIKATIONSVERFAHREN ........ 338 21 SORPTION ................................................ 342 21.1 ABSORPTION ................................................ 342 21.1.1 GRUNDLAGEN DER ABSORPTION .. 342 21.1.2 BILANZIERUNG UND BERECHNUNG 347 21.1.3 NTU/HTU-KONZEPT FUER DIE ABSORPTION ............................... 353 21.1.4 KENNGROESSEN EINES ABSORBERS 357 21.1.5 WAERMEBILANZ BEI DER ABSORPTION ............................... 358 21.1.6 ANWENDUNG DER ABSORPTION .. 360 21.2 ADSORPTION ................................................. 362 21.2.1 GRUNDLAGEN DER ADSORPTION .. 362 21.2.2 ADSORPTIONSMITTEL .................... 364 21.2.3 BEISPIELE EINIGER ADSORPTIONS MITTEL ....................................... 365 21.2.4 MECHANISMEN DER ADSORPTION 367 21.2.5 BILANZIERUNG VON ADSORBERN . 375 21.2.6 WAERMEBILANZ AN EINEM FESTBETTADSORBER ...................... 378 21.2.7 TECHNISCHE ANWENDUNGEN UND BAUFORMEN ....................... 379 HINWEISE ZUM ZUSATZMATERIAL ......................... 381 SACHWORTVERZEICHNIS ....................................... 382
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