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Verfahrenstechnik allg. (Fach) / Mechanische 1-12 (neue Frage nicht vorhanden) (Lektion)

Teil 1

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  • 01. Definition Verfahrenstechnik Bezeichnet alle technischen Prozesse, in denen aus einem Roh- oder Ausgangsmaterial ein Produkt durch die Nutzung chemisch-phyikalischer oder biologischer Vorgänge geschaffen wird. Sie steht zwischen dem Abbau der Rohstoffe und der Fertigstellung von Produkten. Verfahrenstechnik wird als Stoffumwandlungstechnik bezeichnet.
  • 02. 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: Zerkleineren, Agglomerieren, Mischen, Trennen Thermische Verfahrenstechnik:Stoffumwandlungsprozesse, die auf thermische Einwirkung beruhen (Angewandte Thermodynamik) Hauptprozesse: Verdampfung, Kristallisation, Destillation, Absorption, Adsorption, Trocknung Chemische Verfahrenstechnik:Stoffumwandlungsprozesse, die auf chemische Einwirkung beruhen (Angewandte Chemie) Hauptprozesse: Thermische Reaktionsverfahren (Brennen, Rösten, Kalzinieren), katalytische Reaktionsverfahren
  • 03. 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 Betriebsbediengungen geschaffen.  Armaturen: sind Einrichtungen zu Steuern, Regeln und Messen des Durchflussstoffes z.B.: Ventile, Schieber, Klappen, Hähne, Sicherheitsventile, Druckminderer 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. Verfahren: ist ein Ablauf von physikalischen, chemischen oder biologischen Vorgängen zur Gewinnung oder Beseitigung von Produkten. Verfahren bestehen aus einer Komination austauschbarer Grundverfahren  Werk: ist die örtliche Zusammenfassung aller Anlagenkomplexe mit der Infrastruktur
  • 04. Definition/Anwendungsbereich Fließbild Das Fließbild ist nach DIN 28004 die zeichnerische Darstellung vom Aufbau der Funktion einer verfahrenstechnischen Anlage. Es ist eine von Bild- und Schriftzeichen vereinfachte zeichnerische Darstellung von Funktion, Physik und Aufbau von Verfahren. Sie dienen zur Verständigung und sollten möglichst übersichtlich dargestellt werden.  Anwendungsbereiche: Chemie, Mechanik, Thermik, usw.
  • 05. 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 Enerigeträger) 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
  • 06. 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
  • 07. Auf was bezieht man sich in der Partikeltechnik bei der Beschreibung des Dispersionszustandes 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.
  • 08. 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
  • 09. Was wird in der Partikeltechnik mit qr(x) und Qr(x) bezeichnet? Zeichnen Sie eine Skizze. Was kann für r eingesetzt werden? qr(x) ist die Verteilungsdichte. (Wie Wahrscheinlich ist ein Partikel x groß)Qr(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!!! Graphik leider hier nicht verfügbar!!!
  • 10. Von was hängt die Sinkgeschwindigkeit eines Partikels ab? - Partikeldurchmesser - Partikeldichte - Fluiddichte - Fluidviskosität - Schwerebeschleunigung: Erd- und Zentrifugalbeschleunigung (für x<1 Mikrometer)
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  • 11. 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
  • 12. Welche Äquivalentdurchmesser können unterschieden werden bzw. welcher wird verwendet? Äquivalentdurchmesser der oberflächengleichen Kugel xs  Äquivalentdurchmesser der projektionsflächengleichen Kugel xM Äquivalentdurchmesser der volumengleichen Kugel xv Äquivalentdurchmesser der Kugel mit gleichen Sinkgeschwindigkeit (Stokesdurchmesser) xST Es wird derjenige Äquivalentdurchmesser als Berechnungsgrundlage verwendet, der durch eine Messung ermittelt wurde, die dem späteren Verwendungszweck am ehesten entspricht.

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