Maschinenbau (Subject) / Verfahrenstechnik Mnich (Lesson)

VT SS2020

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• 1. Definition Verfahrenstechnik Bezeichnet alle technischen Prozesse, in denen aus einem Roh- oder Ausgangsmaterial ein Produkt durch die Nutzung chemisch-physikalischer oder biologischer Vorgänge geschaffen wird. Sie steht zwischen dem Abbau der Rohstoffe und der Fertigstellung von Produkten. Verfahrenstechnik wird als Stoffumwandlungstechnik bezeichnet.
• 2. Definieren Sie die Begriffe (Mechanische-, Thermische- und Chemische Verfahrenstechnik) und benennen sie deren Hauptprozesse. Nennen Sie 3 weitere Verfahrenstechnikgebiete - Mechanische Verfahrenstechnik: Stoffumwandlungsprozesse, die auf mechanischer Einwirkung beruhen (Angewandte Mechanik) Hauptprozesse: Zerkleinern, Agglomerieren, Mischen, Trennen - Thermische Verfahrenstechnik: Stoffumwandlungsprozesse, die auf thermischer Einwirkung beruhen (Angewandte Thermodynamik) Hauptprozesse: Verdampfung, Kristallisation, Destillation, Absorption, Adsorption, Trocknung - Chemische Verfahrenstechnik: Stoffumwandlungsprozesse, die auf chemischer Einwirkung beruhen (Angewandte Chemie) Hauptprozesse: Thermische Reaktionsverfahren (Brennen, Rösten, Kalzinieren), katalytische Reaktionsverfahren Weitere Beispiele: Bioverfahrenstechnik, Elektrochemische Verfahrenstechnik, Nanotechnologie
• 3. Definieren Sie die Begriffe: Apparat, Armaturen, Anlage, Grundverfahren, Verfahren, Werk - Apparate sind technische Gebilde, in denen Stoffe umgewandelt, behandelt, transportiert oder gelagert werden. Im Inneren des Apparates werden die für die Stoffumwandlung erforderlichen Betriebsbedingungen geschaffen. - Armaturen sind Einrichtungen zum Steuern, Regeln und Messen des Durchflussstoffes z.B. Ventile, Schieber, Klappen, Hähne, Sicherheitsventile, Druckminderer. - Als Anlagen bezeichnet man die Gesamtheit aller Apparate zur Durchführung eines Verfahrens. - Ein Grundverfahren ist der einfachste Vorgang bei der verfahrenstechnischen Durchführung. Bei einem Grundverfahren verlaufen die Stoffumwandlungsvorgänge stets nach den gleichen wissenschaftlichen Prinzipien in den gleichen technischen Einrichtungen unabhängig davon ab, welches Produkt in dem Gesamtprozess erzeugt wird - Ein Verfahren ist ein Ablauf von physikalischen, chemischen oder biologischen Vorgängen zur Gewinnung oder Beseitigung von Produkten. Verfahren bestehen aus einer Kombination austauschbarer Grundverfahren. - Ein Werk ist die örtliche Zusammenfassung aller Anlagenkomplexe mit der Infrastruktur.
• 4. Definition/Anwendungsbereich Fließbild Das Fließbild ist nach DIN 28004 die zeichnerische Darstellung von Aufbau der Funktion einer verfahrenstechnischen Anlage. Es ist eine mit Hilfe von Bild- und Schriftzeichen vereinfachte zeichnerische Darstellung von Funktion, Physik und Aufbau von Verfahren. Sie dienen zur Verständigung und sollten deshalb möglichst übersichtlich dargestellt werden. Anwendungsbereiche: Chemie, Mechanik, Thermik, usw.
• 5. Erklären Sie das Symbol. Welche Größen werden gemessen, was passiert mit dem Ergebnis? Was bedeuten die Zahlen? Siehe Fragenkatalog Frage 5 Das Fließbild ist nach DIN 28004, die zeichnerische Darstellung von einer MSR-Einrichtung: P - Druck, C - Regelung, 301 - Sensornummer,
• 6. Benennen und erklären Sie die 3 Fließbildvarianten Grundfließbild: Ist die Darstellung eines Verfahrens in einfachster Form. Es zeigt die Anlage mit Hilfe von Rechtecken (Verfahrensstufen, Anlagenteile,…), die durch Linien oder Pfeile (Stoffe, Energie, oder Energieträger) verbunden sind. Verfahrensfließbild: Zeigt das Verfahren detaillierter, weniger abstrakt und mit mehr Informationen als das Grundfließbild. Alle Anlagenteile werden durch Bildzeichen nach DIN 28004 Teil 3 dargestellt und durch Kurzzeichen nach Teil 4 bezeichnet. Rohrleitungs- und Instrumentenfließbild (RI – Fließbild): Stellt die technische Ausrüstung einer Anlage dar. Es basiert auf dem Grundfließbild und illustriert durch graphische Symbole die technische Realisierung eines Verfahrens.
• 7. Was ist ein „disperses System“ und in welchem Zusammenhang steht es mit den Begriffen „Partikel“ und „Partikelkollektiv“? Ein disperses System ist ein heterogenes Gemenge aus mindestens zwei Stoffen bzw. Phasen, die sich nicht oder kaum ineinander lösen oder chemisch miteinander verbinden, wobei die eine Phase, die disperse Phase, fein verteilt (dispergiert) in der zweiten Phase, der kontinuierlichen Phase (auch Trägerphase oder Dispersionsmittel), vorliegt. Partikel sind die einzelnen Elemente der dispersen Phase, das Partikelkollektiv stellt die Gesamtheit aller Partikel des dispersen Systems. Sind die wesentlichen Eigenschaften der Partikel gleich, so ist das betrachtete System monodispers, sind sie verschieden ist es polydispers.
• 8. Auf was bezieht man sich in der Partikeltechnik bei der Beschreibung des Dispersions- zustandes und warum ist dies so wichtig? Der Dispersionszustand wird anhand der Partikelgröße und -form beschrieben. Es beeinflusst die Eigenschaften (disperse Phasen) der einzelnen Partikel als auch des Partikelverbandes (Partikelkollektiv). Daher sind einerseits die Kenntnis der Partikelgröße und anderseits deren Verteilung in einem Kollektiv für die weitergehenden Prozesse entscheidend.
• 9. Wodurch können allgemein die Eigenschaften von Partikeln in dispersen Systemen charakterisiert werden? Die Eigenschaften von Partikeln in dispersen Systemen können mithilfe von Feinheitsmerkmalen wie z. B.: geometrische Partikelabmessung (Durchmesser, Volumen, Nennmaschenweite (Siebung), Projektionsfläche); Sinkgeschwindigkeit; Masse; Streulichtintensität charakterisiert werden
• 10. Was wird in der Partikeltechnik mit q r (x) und Q r (x) bezeichnet? Zeichnen Sie eine Skizze. Was kann für r eingesetzt werden? Skizze Fragenkatalog VT Frage 10 q r (x) ist die Verteilungsdichte. (Wie Wahrscheinlich ist ein Partikel x groß) Q r (x) ist die Verteilungssumme. Entsteht aus der Integration der Verteilungsdichte. (Die Summe aller Teilchen bis zur Größe x) Der Index r kann stehen für: r = 0 Anzahlbezogene… r = 1 Längenbezogene… r = 2 Oberflächenbezogene… r = 3 Volumenbezogene/Massenbezogene… …Verteilungsdichte/Verteilungssumme. Hinweis: Verdeutlichen Sie sich diese Zusammenhänge und die dazugehörige Mathematik!!!
• 11. Von was hängt die Sinkgeschwindigkeit eines Partikels ab? - Partikeldurchmesser - Partikeldichte - Fluiddichte - Fluidviskosität - Schwerebeschleunigung: Erd- und Zentrifugalbeschleunigung (für x<1 Mikrometer)
• 12. Wie können die Eigenschaften (z. B. die Form) von unregelmäßig geformten Partikeln beschrieben werden? Die Eigenschaften eines unregelmäßig geformten Partikels können mithilfe des sogenannten Äquivalentdurchmessers beschrieben werden. Er entspricht dem Durchmesser einer Kugel, die unter gleichen physikalischen Bedingungen den gleichen Wert für ein Feinheitsmerkmal liefert wie das unregelmäßig geformte Partikel
• 13. Welche Äquivalentdurchmesser können unterschieden werden bzw. welcher wird verwendet? Äquivalentdurchmesser der oberflächengleichen Kugel x S Äquivalentdurchmesser der projektionsflächengleichen Kugel x M Äquivalentdurchmesser der volumengleichen Kugel x V Äquivalentdurchmesser der Kugel mit gleichen Sinkgeschwindigkeit (Stokesdurchmesser) x ST Es wird derjenige Äquivalentdurchmesser als Berechnungsgrundlage verwendet, der durch eine Messung ermittelt wurde, die dem späteren Verwendungszweck am ehesten entspricht.
• 14. Was ist ein SAUTER-Durchmesser? Woraus ergibt er sich? Welche Bedeutung hat sein Index? Der SAUTER-Durchmesser ist ein Äquivalentdurchmesser, der die Form des gesamten Partikelkollektivs durch eine Kugel gleicher Oberfläche und gleichen Volumens repräsentiert. Er ergibt sich aus der Verknüpfung aus dem: Kugelvolumen: V=(d3*pi)/6und der Kugeloberfläche: A=d2*piSAUTER-Durchmesser (Verknüpfung von Kugelvolumen und -oberfläche):  x32=(V/A)*6 Der Index „32“ ergibt sich aus den verknüpften Dimensionen 3 → Volumen, 2 → Fläche.
• 15. Definition Dispersion Eine Phase (disperse Phase) verteilt in einer anderen Phase (Dispersionsmittel) Disperse Phase-----------------------Dispersionsmittel -------------------fest--------------------------flüssig---------------gasförmig fest--------Feststoffgemisch, Gemenge-----Suspension-----Gas-Feststoff-Gemisch, Staub, Aerosol flüssig-----feste Emulsion-------------------Emulsion---------Nebel, Aerosol gasförmig-fester Schaum-------------------Schaum----------immer homogen!
• 16. Beschriften Sie die geometrischen Partikelmerkmale X FE - FERET – Durchmesser: Abstand zwischen zwei parallelen Tangenten X Ma - Martin – Durchmesser: Sehne, die die Projektionsfläche in 2 gleiche Teile trennt X c,max – maximale Sehnenlänge Messrichtung von unten nach oben Siehe Frage 16.
• 17. Welche Arten der Zerteilung können für Stoffe in den drei Aggregatzuständen vorliegend unterschieden werden? Feststoffe: durch Brechen oder Mahlen Flüssigkeiten: Zerteilung durch Berieseln, Zerspritzen oder Zerstäuben (Sprühen) Gasen: Verteilung durch Begasung
• 18. Nennen sie 3 Vorteile der Zerteilung von Feststoffen - Vorbereitung für chemische Reaktionen durch die Vergrößerung der Oberfläche => schnellere und intensivere Reaktionen, - bessere Transportier- und Lagerbarkeit, - Abtrennung unerwünschter Komponenten, - (Bessere Dosierbarkeit), - (Korngrößenverteilung).
• 19. Wann wird eine Zerkleinerung durch Brechen, wann durch Mahlen realisiert und geben sie die Bereiche für die Zerkleinerungsarten und deren Produkte an? Brechen: Grobzerteilung bei Korngrößen zwischen x P = 0,5 mm und x P > 50 mm Mahlen: Feinzerteilung bei Korngrößen zwischen x P = 0,5 mm und x P < 0,005 mm <0,005 = Feinstmahlen => Feinstpuder 0,005 mm bis 0,05 mm = Feinmahlen => Puder 0,05 mm bis 0,5 mm = Mahlen => Pulver 0,5 mm bis 5 mm = Schrottern => Granulat 5 mm bis 50 mm = Feinbrechen => Splitt >50 mm = Grobbrechen => Brocke
• 20. Nennen Sie 3 Ziele der Zerkleinerung - Vorbereitung auf chemische / biologische Reaktionsverfahren, - Vorbereitung von Rohstoffen auf Trennverfahren, - Herstellung einer für die Endproduktqualität erforderlichen Teilchengröße.
• 21. Was gibt der Zerkleinerungsgrad an? Verhältnis einer charakteristischen Feststoffgröße vor und nach dem Zerkleinerungsvorgang. n = XA/XE = Aufgabekorngröße (davor)/Endkorngröße (danach)
• 22. Bis zu welcher Partikelgröße ist eine mechanische Zerkleinerung möglich? (Begründung) Kolloidmahlen > 0,005mm Desto kleiner die Partikel desto größer wird die Reibung beim Zerkleinern. => Der Wirkungsgrad wird umso kleiner und weitere Zerkleinerung ist unwirtschaftlich.
• 23. Sie haben 3 Zerkleinerungsapparate: Einen mit Prallplatten, einen Zahnradbrecher und einen der mit Klingen/Schneiden arbeitet. Geben Sie an, welche Stoffe sie mit dem jeweiligen Apparat zerkleinern können? Welche Schlussfolgerung können Sie aus dem Beispiel ziehen? Prallplatten: Geeignet für spröde Stoffe, die „Stoßempfindlich“ sind. (z.B. Keramiken) Zahnradbrecher: Geeignet für mechanisch hoch belastbare Stoffe. (z.B. Erze) Klingen/Schneiden: Geeignet für weiche Materialien. (z.B. Getreide) Folgerung: Es gibt kein ideales Zerkleinerungsverfahren, man muss das Verfahren und den Apparat anhand der physikalischen Eigenschaften des Stoffes der Zerkleinert werden soll auswählen.
• 24. Was ist eine Kugelmühle? Wie ist sie aufgebaut und wie funktioniert sie? Die Kugelmühle ist ein Zerkleinerungsapparat. Er besteht aus einen Zylinder der in Rotation versetzt wird, in dem das Mahlgut mit den Mahlkörpern (meist Kugeln) gegeben wird. Vorteil: Keine direkte Verbindung von Antrieb und Mahlgut (Schutz des Antriebs)
• 25. Benennen Sie kurz die Zerkleinerungen nach Mohshärte und jeweils 2. Beispielstoffe. (Tipp die Intervalle (Mohshärte) sind 1-2, 3-4 und 5-10) 1 – 2: Weichzerkleinerung (Getreide, Kunststoffe) 3 – 4: Mittelhartzerkleinerung (Kohle, Salze) 5 – 10: Hartzerkleinerung (Erze, Mineralien)
• 26. Zeigen Sie anhand einer Skizze, wie sich ein hoher Zerkleinerungsgrad wirtschaftlich realisieren lässt? Nennen Sie einen Vorteil dieser Methode? Mehrere Brecher und Mühlen werden in Reihe geschaltet. Zwischen diesen werden Siebe mit Rückführeinrichtungen eingebaut. Vorteil: Durch die Siebe wird das Feingut weitergegeben, das Grobgut zurückgeführt und nochmals gebrochen.
• 27. Nennen Sie das Ziel der Flüssigkeitszerteilung und dessen besondere Bedeutung. Ziel: Grundsätzlich versucht man mit der Flüssigkeitszerteilung die Oberfläche zu vergrößern. Besondere Bedeutung für: - Chemische Reaktion zwischen Flüssigkeiten und Gasen - Absorption von Gasen und Gasgemischen durch Flüssigkeiten - Nassabscheidung von Fremdstoffen und Gasen - Wärmeübertragung an Flüssigkeiten - Trennung von Flüssigkeitsgemischen durch Rektifikation und Extraktion Zur Oberflächenvergrößerung muss die Kohäsion der Flüssigkeit überwunden werden Anstreben: 1. Möglichst gleichmäßige Körnung 2. Zerteilen nur so fein, wie nötig
• 28. Erläutern Sie die grundsätzliche Einteilung der Flüssigkeitszerteilung. 1. Berieselung: Zerteilung der Flüssigkeit in einzelne Strahlen, Bäche, Netze, Filme, große Tropfen 2. Zerspritzung: aus einer Flüssigkeitsoberfläche werden Flüssigkeitsteilchen (Spritzer, Strahlen, Tropfen) herausgelöst. Tropfengröße näher nicht definiert 3. Zerstäubung: Zerlegung in feine und feinste Tropfen (0,001 – 1 mm Durchmesser) => große spezifische Oberfläche Spezifische Oberfläche steigt nach unten!
• 29. Grenzen Sie das Verfahren Berieselung von dem Verfahren Zerstäubung ab. Bei der Berieselung werden Flüssigkeitsströme erzeugt (entweder in Strahlen, Bächen oder Tropfenform), die keine große spezifische Oberfläche haben. Diese Methode lässt sich im Gegensatz zur Zerstäubung nicht berechnen. Bei der Zerstäubung hat man durch die hohen Drücke und die verengten Querschnitte einen kontrollierten Prozess.
• 30. Zur Flüssigkeitszerteilung werden oft (klassische) Düsen eingesetzt. Erklären sie den grundsätzlichen Aufbau und Funktionsweise Düsen. Geben sie auch Vor- und Nachteile an. In welche der 3 Hauptgruppen der Flüssigkeitszerteilung gehören Düsen? Düsen sind das Paradebeispiel für die Zerstäubung. Durch den verengten Querschnitt wird der Druck in Geschwindigkeit umgewandelt. Es entsteht eine große Oberfläche. Tröpfchengröße (1µm – 1mm) - Zerstäubung allein durch Flüssigkeitsdruck (2-20bar) - Flüssigkeit gelangt durch tangentialen bzw. spiralförmigen Zulauf zur Düsenmündung - Für alle Größenordnungen an Volumendurchsatz möglich Vorteil: Druckdüsen sind einfach und billig Nachteil: Verstopfungsgefahr, Erosionsgefahr
• 31. Was ist eine Zweistoffdüse (Funktion/Aufbau)? Ggf. Vor- und Nachteile? Zweistoffdüse: Zerstäubung mit Hilfe eines Treibmittels (Durckluft, Druckgas, Dampf) Vorteil: Sehr gute Steuerbarkeit des Prozesses über Treibmittel.
• 32. Was versteht man unter Rotationszerstäubung (Funktion/Aufbau)? Vor- und Nachteile? Rotationszerstäubung: Zerstäubung mit Zerstäuberscheiben / flügelbesetzten Zerstäuberrädern. Vorteil: Gute Steuerbarkeit des Prozesses über Rotations- geschwindigkeit. Nachteil: Drehende Teile/Verschleiß
• 33. Was versteht man unter einem Ultraschallzerstäuber (Funktion/Aufbau)? Vor- und Nachteile? Ultraschallzerstäuber: Zerstäubung durch Hochfrequente Schwingungen. Tropfengeschwindigkeit abhängig von der Schwingungsamplitude. Vorteil: Sehr gute Steuerbarkeit des Prozesses
• 34. Skizzieren Sie die Flüssigkeitszerteilung mit der Hilfe der Ohnesorge- und Reynoldszahl und erklären Sie kurz die Flüssigkeitszerteilung Flüssigkeitszerteilung Zertropfen: Kleine Austrittsgeschwindigkeit + großen Öffnungen => Strahl löst Sich in einzelne Tropfen auf (Durchmesser ungefähr Düsenöffnung) Düsenöffnung liegt. Zerwellen: Höhere Geschwindigkeiten => Strahlen, die in Wellen übergehen und Zerfallen Zerstäuben: Sehr hohe Geschwindigkeiten => Tropfen, die einen kleineren Durchmesser als die Düsenöffnung besitzen. Dimensionslose Beschreibung -> Theorie von Ohnesorgen
• 35. Was versteht man unter Begasung? Geben sie ihr Ziel an. Unter Begasen versteht man das Einbringen fein verteilter Blasen in eine Flüssigkeit zur Vergrößerung der Kontaktfläche. Ziel: - Verbesserung von Wärme- und Stoffübergängen - Effektivere Reaktionen - Sättigungszustand (z.B in Kläranlage, damit Mikroorganismen überall verteilt sind => komplettes Wasser wird gereinigt, nicht nur die obere Schicht) zu erreichen.
• 36. Benennen Sie die verschiedene Begaser. Zeichnen Sie eine Skizze. Statischer Begaser: Dynamischer Begase Rührer: Spezifische Oberfläche steigt.
• 37. Benennen Sie 3 Ziele der Partikelmesstechnik - Die Größen und Formanalyse einzelner Partikel - Die Messung der Größenverteilung von Partikelkollektiven - Die Oberflächenmessung - (Die Konzentrationsbestimmung von Partikeln in Flüssigkeiten und Gasen) - (Die Bestimmung der Partikelgeschwindigkeit bzw. Relativgeschwindigkeit zwischen Partikel und Fluid) - (Die Messung von Haftkräften zwischen Partikeln, Partikeln und Wänden)
• 38. Erläutern Sie das Verfahren Siebanalyse. Zwischen welchen Sieben unterscheidet man Grundsätzlich? Die Siebanalyse ist ein Verfahren zur Ermittlung der Korngrößenverteilung von Schüttungen. Bestimmt werden die Massenanteile (Fraktionen), die in einzelnen Korngrößenintervallen zwischen zwei Sieben verschiedener Maschenweiter erhalten sind. Man unterscheidet zwischen trockner und nasser Siebung
• 39. Erläutern Sie die Beiden Begriffe Suspensionsverfahren und Überschichtungsverfahren. Zu welchen Hauptverfahren gehören diese beiden? Das Überschichtungsverfahren wird nochmal in 2 Methoden unterteilt. Erläutern sie diese Kurz + Diagramm (Konzentration/Massenanteil in Abhängigkeit von der Zeit). Diese beiden Verfahren gehören zum Sedimentationsverfahren. Suspensionsverfahren: Der Feststoff ist zum Beginn der Messung gleichmäßig in der Sedimentationsflüssigkeit verteilt Überschichtungsverfahren: Der Feststoff ist zum Beginn in einer dünneren Schicht über die reine Sedimentationsflüssigkeit konzentriert a) Inkrementale Methode Während dem Absetzten wird überprüft wieviel Licht durch das Fluid durchdringt b) Kumulative Methode Mittels einer Sedimentationswaage wird nach einer gewissen Zeit die abgesetzte Suspension gemessen. Vorteil: Suspension im ursprünglichen Zustand kann vermessen werden. z.B Lichtquelle Detektor Sedimentationswaage
• 40. Erläutern Sie kurz die 4 Methoden die zu den Optischen Verfahren gehören. Mikroskopische Zählverfahren: Anhand eines Mikroskops werden die Partikel vermessen Bildverfahren (Aufnahme und Auswertung der Fotos): Bild wird durch Computer ausgewertet. Streulichtmessung: Teilchen reflektieren das Licht => streuen, beugen, brechen des Lichtes => Streulicht mit Sensor erfasst. Kondensationszähler: Partikeln wird mit dem Hochspannungsprinzip Kondensat (feine Flüssigkeitströpfchen) angelagert und dadurch vergrößert => Sie können gemessen werden. SMPS – Gerät: Messbereich nm Problem: radioaktive Quelle zur Staubneutralisation
• 41. Erklären Sie die beiden Methoden zur Konzentrationsbestimmung Gravimetrische Messung: Volumenstrom mit Staub durchströmt einen Behälter mit Papier/Glasfaserfilter. Staub wird Abgeschieden. Kaskadenimpaktor: Mit Staub beladene Strömung trifft auf die Prallplatte, grober Staub bleibt hängen, der Rest umströmt die Prallplatte. Dies wird öfters wiederholt bis am Schluss nur noch feiner Staub übrig ist. Die Strömung wird dann mit Absolutfilter staubfrei gemacht.
• 42. Geben Sie die Definition von Packungen, Schüttungen und Haufwerken. Was ist der Unterschied zwischen einer Packung und einer Schüttung? Als Haufwerke, Packungen, Schüttungen bezeichnet man Anordnungen von Partikeln, die nicht frei beweglich sind, sondern sich gegenseitig in ihrer Lage fixieren. Man unterscheidet ungeordnete Struktur (Schüttung) von der geordneten Struktur (Packung)
• 43. Welche Angaben sind nötig um eine Schüttung zu berechnen? Was geben diese an? Schüttungswinkel: Wie steil ist die Schüttung? Porosität: Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen Feststoffdichte: Die Dichte des Feststoffs der Schüttung (Alternativ: Statt Porosität kann auch mit der Schüttungsdichte gearbeitet werden)
• 44. Was gibt die Porosität an? Was ist eine gute Schätzung für die Porosität in Schüttungen? Porosität: Sie gibt das Verhältnis von Hohlraum- zu Gesamtvolumen an. Hohlraumvolumen geteilt durch das Gesamtvolumen. ε = VHohlraum/VGesamtDaumenwert für (normale) Schüttungen ε = 0,4
• 45. Was sind die Kräfte die auf ein sinkendes Partikel wirken? Schwerkraft: Erdbeschleunigung (bei Zentrifugen auch Zentrifugalbeschleunigung) Auftriebskraft: Resultiert aus dem verdrängten Fluid Strömungs-Widerstandskraft: Reibung bei Umströmung des Partikels.
• 46. Welche 3 Bereiche gibt es für den Zusammenhang Reynoldszahl - Widerstandskoeffizient? Stokesbereich: Sehr kleine w und Re (Re < 10) Übergangsbereich: Mittlere w und Re (10 < Re < 2000) Newtonbereich: Hohe w und Re (Re > 2000)
• 47. Erklären Sie die prinzipielle Vorgehensweise zur Berechnung der Absetzgeschwindigkeit. Welche Probleme können auftreten? Wie können Sie diese umgehen? Iterativer Vorgang: 1. Schätzen der Geschwindigkeit 2. Berechnung der Reynoldszahl 3. Berechnung des Widerstandskoeffizienten 4. Berechnung der neuen Geschwindigkeit Probleme: Der erste Schätzwert sollte nahe an der eigentlichen Absetzgeschwindigkeit liegen, da man sonst sehr viele Iterationsschritte benötigt und evtl. im falschen Bereich rechnet. Schauen Sie sich ggf. Vergleichsrechnungen an oder fragen Sie erfahrenere Kollegen.
• 48. Welche dimensionslosen Zahlen verwendet man bei der Beschreibung der Sedimentationsvorgänge. Warum diese? Man verwendet die Archimedeszahl und die Reynoldszahl Die Archimedeszahl ist unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit und somit ändert sie sich nicht bei den Iterationsschritten
• 49. Was ist ein Ölabscheider? Wie funktioniert er? Zeigen sie ggf. Vor- und Nachteile auf. Ein Ölabscheider, ist ein Becken, in dem Öl durch Aufschwimmen abgeschieden wird. Vorteil: Keine drehenden Teile
• 50. Was ist ein Absetzbecken? Wie funktioniert es? Zeigen sie ggf. Vor- und Nachteile auf. Ein Absetzbecken ist ein nahezu strömungsfreies Becken, in dem durch die Schwerkraft Wasserinhaltsstoffe sedimentiert werden und damit eine Abtrennung absetzbarer Stoffe von einer Flüssigkeit erzielt werden kann. Vorteil: Keine drehenden Teile

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