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MVT (Subject) / Klausurvorbereitung (Lesson)

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• Nenne zwei Mühlen die im Zementwerk zum Einsatz kommen Rohmühle - Zerkleinerung der Rohstoffe zu Rohmehl Kugelmühle mit Sichter und Zyklon - Zerkleinerung des Klinkers zu Zement
• Nenne die Hauptschritte eines Zementwerks Rohstoffgewinnung Lagern und Homogenisieren Mahltrocknung Lagern und Homogenisieren Abgasreinigung Brennen des Klinkers Lagern und Homogenisieren Zementmahlung Lagern und Homogenisieren
• Was ist der Hauptbestandteil von Klinker? 65% Tricalcium-silicate(Alit)3CaO.SiO2 C3S 
• Welche Zerkleinerungsaggregate eignen sich zum Grobbrechen von harten Materialien? Backenbrecher Kegelbrecher Rundbrecher
• Was sind Gründe der Zerkleinerung von Stoffen? Oberflächenvergrößerung  Transportier- und Lagerbarkeit Aufschlusszerkeleinerung Definierte Korngröße Dosierbarkeit
• Wie sieht die sigma/epsilon kurve von sprödem und elatsischen Material aus. Wie energieaufwendig ist die Zerkleinerung und wie hoch ist die volumenbezogene Zerkleinerungsarbeit? • Spröde Stoffe sind energiegünstig zu zerkleinern• Dagegen: hohe volumenbezogene Zerkleinerungsarbeitfür gummi-elastische Stoffe beanspruchte Volumina sollten klein sein Energie lokal konzentrieren (Verwendung scharfer Schneiden)
• Beanspruchungsarten bei der Zerkleinerung Schlag, Prall, Druck, Schneiden, Reibung
• Was ist das Ziel der Zerstäubung? Bildung einer großen Phasengrenzfläche zum verbesserten Stoff- und Wärmeaustauschprozess
• Nenne 3 Praxisbeispiele für die Zerstäubung zum verbesserten Wärme- und Stoffaustausch Wärmeaustausch: Dampfkondensation, Feuerlöschen, Prillen, Gaskühlung Stoffaustausch: Luftbefeuchtung, Absorption, Verbrennung
• Das chemische Potential einer Grenzschicht ist von welchen Zustandsgrößen abhängig und wie beeinflussen sie dieses? Druck und Temperaturabhängig Sinkt mit steigender Temperatur Steigt mit steigendem Druck
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• Welche Methoden von Tensiometern gibt es und wie funktionieren sie? Bügelmethode nach Lenard Ein Bügel mit einem darin eingelöteten extrem dünnen Draht (meist aus Platin) wird in die Flüssigkeit gehängt, sodass dieser gerade in die Flüssigkeit eintaucht und von dieser benetzt wird. Mit einer Präzisionsfederwaage wird dann die Zugkraft am Bügel nach und nach erhöht. Der Draht wird dann aus der Flüssigkeit gezogen und zieht einen Flüssigkeitsfilm mit. An einem bestimmten Punkt reißt dieser Film ab. Ringmethode nach Noüy Gemessen wird die Kraft einer vom Ring hochgezogenen Flüssigkeitslamelle ähnlich wie bei der Bügelmethode.
• Formen der Kapillarität Kapillardepression (Quecksilber) Kapillaraszension (Wasser)
• Formen der Tropfenbildung Zertropfen Zerwellen Zerstäuben
• Welche Zerstäubungsvorrichtungen gibt es und was sind die treibenden Kräfte? Einstoff-Druckdüsen: hydraulischer Druck Zweistoff-Druckdüsen: Energie durch kinetische Energie des Gases Mechanische Zerstäuber: Energie durch mechanische Energie
• Formen der Einstoff Druckdüsen Strahlbildende (Turbulenzdüsen) Lamellenbildende Düsen
• Welche Aufgaben lassen sich für das Rühren definieren? Homogenisieren, d.h. Ausgleichen von Konzentrations- und Temperaturunterschieden (z.B.Konzentrationsausgleich während chem. Reaktion)Intensivieren des Wärmeaustauschs zwischen der Flüssigkeit und der Wärmeübertragungsfläche(besonders bei viskosen Flüssigkeiten, z.B. stark exotherme Polymerisationsreaktion)Aufwirbeln (und ggf. Lösen) bzw. Suspendieren (ggf. Anschlämmen) eines Feststoffes in derFlüssigkeit (z.B. feststoffkatalysierte Reaktion)Dispergieren (ggf. Emulgieren) zweier nicht ineinander löslichen Flüssigkeiten (z.B. ’Homoge-nisieren’ von Milch)Dispergieren (Zerteilen) eines Gases in der Flüssigkeit (z.B. Beschleunigung des Stofftr
• Was kann passieren wenn ein Rührer zu schnell läuft? Wird in einen Behälter ohne Einbauten ein Rührer zentrisch eingebaut, so wird die Flüssigkeit inRotation versetzt, und es bildet sich eine Flüssigkeitstrombe aus. Bei schnelllaufenden Rührern und niedrigviskosen Flüssigkeiten kann die Trombe das Rührorgan erreichen, was zur Folge hat, dass der Rührer das Gas in die Flüssigkeit einrührt. Dies ist meist unerwünscht und führt im übrigen wegen der fehlenden ’Flüssigkeitslagerung’ zu einer außerordentlich starken mechanischen Beanspruchung der Rührwelle sowie deren Lagerung und Dichtung.
• Welche Bodenformen für Rührbehälter gibt es? Klöpperboden (Häufigste Verwendung) Flachboden (Einfachste Herstellung) Kugelboden (seltener verwendet)
• Zeichne die Strömungsformen in einem axialen und einem radialen Rührer. VL 8 Folie 8
• Neben den Strombrechern, welche anderen Abhilfen gibt es zur Vermeidung von Tromenbildung? exzentrischer Einbau oder Schrägeinbau des Rührers
• Welche Dimensionslosen Kennzahlen sind bedeutend für das Mischen und Rühren. Was bedeuten sie? Reynoldszahl: Trägheitskraft/Reibungskraft Froudezahl: Trägheitskraft/Gewichtskraft Newton Zahl: Leistungszahl; Widerstandskraft/durch Staudruck bewirkte Kraft
• In welche Bereiche lässt sich die Leistungscharakeristik von Rührern einteilen? siehe Übung 5
• In welche 3 Bereiche lässt sich die Mischzeitcharakteristik bei Rührern einteilen? 1. Bereich: Re<1000 nO~1/Re Mischzeit nimmt mit dem Quadrat der Umfangsgeschwindigkeit ab 2. Bereich Re 1000-10000 nO const. Mischzeit nimmt direktproportional zur Drehzahl ab 3. Bereich Re>30000 nO const. Mischzeit ist von der Drehzahl unabhängig sie nimmt mit dem Quadrat des Behältervolumens zu
• Zeichne eine ideale und eine reale Trompsche Kurve. Zeichne den Unterkorn und Oberkorn Bereich ein VL 12 F5
• Wie wird die Trennschärfe and der Trompschen Kurve abgelesen? VL12 F6
• Was kann bei zu geringer Teilchengröße als Abhilfe zur Sedimentation eingesetzt werden? Flockungsmittel
• Was für ein Verhältnis stellt die Archimedes-Zahl dar? Auftriebskraft/Reibungskraft
• Wann ist die Flockung relevant? Welche Arten der Flockung gibt es? Wenn Teilchen sehr langsam sinken oder schweben bei kleinem Durchmesser oder hoher Feststoffkonzentration Mechanische Flockung: Trübeverlauf wird vor Eintritt langsam durchmischt. Bei Koagulationsneigung können sich Partikel beim Zusammenstoßen anlagern Chemische Flockung Koagulation: Adsorption von Ionen; Zugabe von Kalkmilch, Soda Flokkulation: Anlagerung von Kolloidteilchen; Zugabe von ionenaktiven Polymeren
• Was gilt in einer Potentialwirbelsenke? Überlagerung des Potentialwirbels mit einer Senkenströmung d.h. vu*r=cwirbel, w=c/r2, vradial=V/2pi*H*R
• Unterschied zwischen Lamellenbildenden und strahlbildenden Einstoff Düsen Lammellenbildende Düsen bilden bei gleichen Betriebsbedingungen feinere Tropfen als strahlbildende Düsen
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• Welche Arten vom Flüssigkeitszerfall bei lamellenbildenden Düsen gibt es? Randwulstzerfall Aerodynamisches Zerwellen Turbulenter Lamellenverfall
• Nenne drei Beispiele von lamellenbildenden Einstoffdüsen und wo sie eingesetzt werden Zungendüse: häufig in der Landwirtschaft eingesetzt Art von Flachstrahldüsekräftiger, scharf begrenzter Strahlverstopfungsunempfindlich SpiraldüseAnwendung z.B. bei Feuerschutzsystemen aufgrund hoher Systemverlässlichkeit Hohlkegel Druckdüse; kleine Tropfen, Gleichmäßige Tropfenverteilung
• Wie funtioniert die Atomkraftmikroskopie? Eine an einem Cantilever befestigte Spitze scannt über die Oberfläche Abhängig vom Höhenprofil verbiegt sich der Cantilever Ein Laser scannt die Verbiegung
• Wozu dient die Siebbewegung beim trockenen Vibrationssieb Das Siebgut auf dem Siebboden gleichmäßig zu verteilen Dem Korn die Möglichkeit verschaffen eine freue Maschenöffnung zu erreichen verstopfte Maschenöffnungen freizubekommen
• Welches Siebverfahren eignet sich für siebschwere Güter? Luftstrahlsiebung
• Welches sind die gebräuchlichen Methoden der Sedimentationsanalyse? Inkrementalverfahren: zeitlicher Konzentrationsverlauf in einer relativ dünnen Schicht oberhalb des Bodens Kumulativverfahren: Erfassung der Partikelmenge, die einen messbereich innerhalb eines Zeitraums betreten oder verlassen hat.
• Definiere die Begriffe Adsorbens, Adsorptiv, Adsorbant, Adsorpt AdsorbensFeststoff, an dem eine Adsorption stattfindetAdsorptiv:adsorbierender StoffAdsorptadsorbierter StoffAdsorbatmit Adsorpt beladene Feststoffoberfläche
• Was ist der maßgebende Unterschied zwischen physi- und chemisorption? Bei der Physisorption wirken maßgeblich physikalische Kräfte. Der Prozess ist reversibel! (Desorption) Chemisorption: • Definierte chemische Bindungen (Bildung einer definierten Oberflächenverbindung)• Irreversibler Vorgang
• Beschreibe das Langmuir Modell der Adsorptionsisotherme Das Langmuir Modell beschreibt klassische starke Adsorptionsvorgänge mit einer sich bildenden Sättigungskonzentration. Bei Langmuir ist die Voraussetzung des Modells, das die Adsorption als ein beweglicher Film dargestellt werden kann und es wird angekommen dass zwischen den adsorbierten Molekülen im Adsorbat keine WW entstehen. Das Langmuir Modell kann als "Parkplatz" Modell bezeichnet werden, so sind die Plätze am Adsorbat alle gleichwertig und entweder frei oder besetzt. Die maximale Belegung stellt sich ein, wenn alle Plätze am Adsorbat besetzt sind.
• Was sind die Unterschiede zwischen dem Modell der Adsorptionsisothermen nach Langmuir und nach Freundlich? Bei dem Modell nach Freundlich stellt sich keine Sättigungskonzentration ein
• Zeichne die BET-Isotherme VL 7 F35 Modell einer Polyschichtadsorption 1. Bereich Submonolagenadsorption 2. Bereich Monoschicht 3. Bereich Polyschichtadsorption
• Wann gelten die Langmuir, Freundlich, Volmer und BET-Isothermen? Lungmuir: Monomolekulare Gasadsorption, Adsorption aus verdünnter Lösung (Mikroporig) Freundlich: Adsorption von Gasen und Dämpfen an Festkörpern Volmer: Monomolekulare GasadsorptionVoraussetzung: keine WW zwischen den adsorbierten Molekülen im AdsorbatBei niedrigen Beladungsgraden geht die Volmer in die Langmuir Isotherme über BET: Bei Vielschichtadsorption (Makroporen)
• Was ist der Unterschied zwischen Oberflächen und Tiefenfiltration Oberflächenfiltration: Der abzutrennende Feststoff wird an der Oberfläche eines porösen Filtermediums zurückgehalten. Die Porenweite des Filtermittels ist kleiner als die Größe des Feststoffpartikels Tiefenfiltration: Die Abtrennung erfolgt mechanisch und adsorptiv durch Partikelabtrennung im Inneren des Filtermediums. Es handelt sich bei der Tiefenfiltration um eine Strömung durch ein langsam verstopfendes Haufwerk konstanter Höhe.
• Nenne 5 Beispiele für Oberflächenfilter. Wie können diese weiter eingeteilt werden? Druckfilter: Filterpressen, Rahmenfilterpressen, Kammerfilterpressen, Membranfilterpressen, Kerzenfilter, Bandfilterpresse Vakuumfilter: Bandfilter, Trommelfilter, Scheibenfilter
• Funktionsweise der Rahmenfilterpresse (Skizze) •Suspension wird mit ca. 10 bar gegen Filtertücher gepumpt•bevorzugt bei Trüben mit hohem Feststoffgehalt•Vermeidung großer Klumpen, da Zufuhrkanäle verstopfen VL 10 F34
• Was ist der Unterschied von einer Kammerfilterpresse zu einer Rahmenfilterpresse? Was ist die Membranfilterpresse? automatisierter Kuchenaustrag höhere Druckstabilität Bei der Membranfilterpresse ist mindestens eine Seite der Filterkammer mit einer aufblasbaren Membran versehen. Nachdem die Förderung der Trübe beendet ist, wird der Kuchen entwässert. Dadurch kann die Restfeuchte im Kuchen um 5-10% verringert werden.
• Was ist der Vorteil und Nachteil von Kerzenfiltern? Diskontinuierlicher Druckfilter zur Filtration von Suspensionen mitgeringem Feststoffgehalt•Kerzen sowohl Oberflächen als auch Tiefenfilter Betriebsweise kann jedoch sehr lange dauern
• Zeichne einen Bandfilter •kontinuierlich•Schmutzwasserreinigung•Vllies wird kontinuierlich bewegt und Filterkuchen entfernt VL10 F37
• VT/NT Scheibenfilter Kuchen sollte nicht zur Rissbildung neigen Waschen des Filterkuchens ist schlecht möglich Leichte Zugänglichkeit der einzelnen Filterelemente
• Welche Filerapperate werden für Trennaufgaben in der kleinen Trennbereichen verwendet? Crossflow-Filtration (molekularer Bereich) Mikrofiltration Ultrafiltration Nanofiltration

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