MV2 Teil 2 (Fach) / MV2 Teil 2 (Lektion)

mv2 Teil 2

Diese Lektion wurde von Soran erstellt.

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• 64. Was versteht man unter Sedimentation, Filtration und Flotation? Welche Kräfte können hier jeweils wirken? Sedimentation: Ablagern von Teilchen aus Flüssigkeiten oder Gasen unter Einfluss der                                         Gewichts- oder Zentrifugalkraft Filtration: Abscheidung von Partikeln mittels Filtermedium. Kräfte: Gewichtskraft, Druckkraft,                        Kapillarkraft Flotation: Trennung aufgrund Dichteunterschied, da Luftblasen an Partikeloberfläche anhaften.                    Kräfte: Gewichtskraft, Auftriebskraft, Haftkraft von Blässchen an Oberfläche
• 65. Nennen Sie Gründe für die Abweichung der Sedimentationsgeschwindigkeit von der der Einzelkugel. - Schwarmsedimentation: Teilchen beeinflussen sich gegenseitig - Formfaktoren: Teilchen besitzen keine Kugelform
• 66. Erläutern Sie die Vorgänge während eines Absetzversuchs. 1. Anlaufperiode: Grobe Partikel setzen sich ab 2. Bereich konstanter Absetzgeschwindigkeit: Bildung von Klärflüssigkeitszone, Sedimentationszone, Übergangszone und Kompressionszone 3. Sedimentationszone verkleinert sich, Klärflüssigkeits- und Kompressionszone werden größer 4. Kompressionspunkt: Sedimentations- und Übergangszone verschwinden. Die Kompressionszone verkleinert sich durch Eigengewicht
• 67. Erläutern Sie Aufbau und Funktionsweise von Absetzbecken Skizze in Fotos von Stephane. Suspension trifft als Zulauf in Klärbecken. Teilchen sedimentieren auf den Grund. Klarlauf verlässt Becken durch Überlauf. Schlamm wird am tiefsten Punkt abgezogen. Teilchen größer x*  verlassen das Klärbecken mit Klarlauf. Die Grenzkornbahn ist diejenige Bahn, welche das Partikel erfährt, welches geradeso abgeschieden wird. 
• 68. Wieso sind Absetzbecken im Bereich der Feststoffentfernung besonders tief? Sammlung von Klärschlamm ⇒ Kompression sorgt für natürliche Eindickung des Klärschlamms
• 69. Was versteht man unter der sog. Grenzkornbahn? Die Grenzkornbahn erfährt das Grenzkorn x* , welches gerade noch so abgeschieden wird. Dabei wird der schlechteste Aufgabe- und Entnahmepunkt berücksichtigt. 
• 70. Wie verläuft die Grenzkornzbahn eines Partikels, das dichter als die Umgebung ist, für folgende Fälle (Skizze + Begründung): • Rechteckiges Sedimentationsbecken • Rundes Sedimentationsbecken • Zylindrische Sedimentationszentrifuge • Tellerzentrifuge Skizze von allen 4 Becken in Fotos von Stephane • Rechteckiges Sedimentationsbecken (Begründung für Verlauf: Schwerkraft)• Rundes Sedimentationsbecken (Begründung für Verlauf: Schwerkraft)• Zylindrische Sedimentationszentrifuge (Begründung für Verlauf: Zentrifugalkraft)•  Tellerzentrifuge (Begründung für Verlauf: Zentrifugalkraft)
• 71. Wie verlaufen die Grenzkornbahnen (s.o.) eines Partikels, das weniger dicht als die Umgebung ist? Siehe Skizzen in Fotos von Stephane (Ein paar Fragen davor) ρp < ρf
• 72. Was versteht man unter Lamellenabscheidern und wieso werden sie eingesetzt? Schrägklärer = Lamellenklärer Klärbecken mit mehreren geneigten Flächen übereinander + kompakte Bauweise bei großer spez. Klärfläche Skizze in Fotos von Stephane             
• 73. Wieso sind die Lamellen in Lamellenabscheidern immer schräg zum wirkenden Gravitationsfeld/Zentrifugalfeld angeordnet? Skizze in Fotos von Stephane Auf Oberseite rutscht Feststoff nach unten, während an der Unterseite Klärflüssigkeit nach oben strömt. Der Winkel ist durch das Rutschverhalten des Schlamms begrenzt. 
• 74. Was versteht man unter der sog. Zentrifugenziffer? Maß für das Verhältnis von Zentrifugalbeschleunigung zur Erdbeschleunigung
• 75. Was versteht man unter der sog. äquivalenten Klärfläche? Nennen Sie Beispiele. Die äquivalente Klärfläche gibt an welche Klärfläche in einem Absetzbecken notwendig wäre und eine gleiche Trennleistung wie bsp. eine Zentrifuge hat. AZentrifuge : 250.000 m2 = Klärbecken (50 Fußballfelder groß)
• 76. Worin besteht der Nutzen in der Angabe der äquivalenten Klärfläche? - größerer Durchmesser - größere Drehzahl  - Längere Trommel - ri vergrößeren
• 77. Mit welchen Maßnahmen kann der Durchsatz einer Vollmantelzentrifuge gesteigert werden? Stoffparameter: - Partikel vergrößeren der Flockung                                                                                                  - ηF durch erwärmen verkleinern Geom. / Konstr.: - Länge vergrößern                                                                                                                           - Wehr verändern                                                                                                                               - Durchmesser vergrößern Betriebsparameter: - Drehzahl erhöhen
• 79. Nennen und beschreiben Sie unterschiedliche Sedimentationszentrifugen. Röhrenzentrifuge, Schälzenzentrifuge, Schneckenzentrifuge, Schubzentrifuge, Tellerzentrifuge, Vollmantelzentrifuge
• 102.Worin besteht der Unterschied zwischen einer Kammerfilterpresse und einer Membranfilterpresse? Membranfilterpresse ⇒ kompressibler Filterkuchen, kann ausgedrückt werden Kammerfilterpresse ⇒ nur durch aufbringen Luftdifferenzdruckes, wird befeuchtet
• 103.Erläutern Sie unterschiedliche filtrierende Zentrifugen. Siebzentrifuge ⇒ diskontinuierlich, Grundschicht verbleibt auf dem Filtertuch, lange Schleuderzeiten möglich Stülpzentrifuge ⇒ diskontinuierlich, keine Grundschicht, gute Filtertuchreinigung Schälzenzentrifuge Schubzentrifuge
• 104.Was versteht man unter einer Querstromfiltration? Diskutieren Sie Vor- und Nachteile. Eine Suspension wird quer zum Filtermedium gefördert. Die Partikel werden einem Permeatstrom auf das Filtermedium (Membran) gezogen  + FK-Bildung wird vermieden + kaum Druckverlust - geringe Partikelgrößen um Membran - großer Energiebedarf
• 105.Was versteht man unter Tiefenfiltration? Erläutern Sie eine typische Einteilung von Tiefenfiltern zur Flüssigkeitsfiltration. Partikel werden in der Tiefe des Filtermediums abgeschieden und das Filtrat wird ausgetragen  - Schüttschichtfilter ⇒ Sand, Aktivkohle - Vlieschichten
• 106.Wieso verwendet man Tiefenfilter nicht für mittlere bis große Feststoffbeladungen? weil der Tiefenfilter dann zu schnell voll werden würde bzw. führt zu einer geringeren Lebensdauer ⇒ Partikel lagern sich oberhalt des Filtermediums ab
• 110. Definieren Sie die Grundoperation "Mischen". Was ist die Umkehroperation Def.: 2 unterschiedliche System werden zu homogenem System vereint - Umkehroperation ⇒ Trennen
• 111. Nennen Sie Beispiele für technische und alltägliche Mischaufgaben. technisch: Mischen von Tierfutter, Menschenfutter (Müsli, Kakao, Tütensuppen) alltäglich: Kuchen backen, Mischbatterie
• 112. Nennen Sie andere Bezeichnungen für "Mischen", die auch gleichzeitig eine Aussage über die verwendeten Phasen enthalten. Dispergieren, Homogenisieren
• 113. Was meint ein Milchexperte, wenn er von "Homogenisieren" spricht? Bsp.: Homogenisieren von ineinander löslichen Flüssigkeiten durch rühren ⇒ gleichförmiges Gemisch ⇒ zusammenhängende fl. Phase
• 114. Erläutern Sie die unterschiedlichen Längenskalen bei der Vermischung. Unterscheiden Sie dabei flüssige und feste Systeme. Konvektiv: Größenordnung d. Rührorgans in m Dispersiv: ⇓ der Wirbel in mm - cm Diffusion: ⇓ μm
• 115. Gibt es Mischprozesse ohne eine Relativbewegung der Komponenten? Ja, z.B Schwerkraftmischer  ⇒ durch trennen und neu zusammensetzen der Mischung  ⇒ das komplette Gemisch ist in Bewegung 
• 116. Wieso hat die Längenskala der Vermischung auch etwas mit der Zeitskala der Vermischung zu tun? je größer die Längenskala, desto kleiner die Mischzeit, da höhere Anzahl an Platzwechselvorgängen
• 117. Nennen und erläutern Sie die Kennzeichnung des Mischerfolgs für das Mischen von Feststoffen und Flüssigkeiten. Fest + Flüssig ⇒ Suspendieren! Ziel: Feststoffteilchen in Schwebe Maß Suspendiervarianz  s2 = 0,5    ⇒  100% Suspendiert 
• 127.Worin besteht der Haupt-Vorteil eines Intensivmischers, worin der Nachteil? + kurze Verweilzeit im Mischer - hohe Mechanische Belastung des Produkts
• 128.Was versteht man unter Silomischern? Feststehender, meist großer Behälter mit Einbauten für große Chargen
• 129.Wieso werden bei Silomischern z.T. konische Förderschnecken eingesetzt? Um aus allen (Schritten = ?) zu fördern
• 130.Was versteht man unter Mischhalden? Wieso werden sie benötigt? Was ist das Grundprinzip zum Auf- und Abbau einer Mischhalde? Großräumige Lagerplätze, in denen ankommendes Produkt gelagert und grobvermischt wird durch Aufschüttsysteme Grundprinzip: Chevron-Methode Skizze in Fotos von Stephane
• 131.Nennen Sie unterschiedliche Familien von Flüssigkeitsmischern und unterscheiden Sie zwischen Apparaten und Maschinen. (ggf. Skizze). Maschinen: diskont. / Kont. Rührkessel Apparate: statischer Mischer / Stahlmischer
• 132.Worin können Ziele des Flüssigkeitsmischens, insbes. des Rührens bestehen? Homogenisieren oder Dispergieren
• 133.Erläutern Sie die wesentlichen Bestandteile eines Rührkessels? Wo findet man entsprechende weitere Informationen? Antrieb, Rührer + Welle, Strombrecher, Außenmantel, Mannloch, Mess- und Anlaufstutzen  Tech. Blatt
• 134.Worin bestehen die Vorteile von Stromstörern beim Rühren? Gibt es auch Nachteile beim Einsatz von Stromstörern innerhalb eines Prozesses? + Verhindern Trombe und tangentiale Strömung  + Erhöhung der Turbulenz  - Toträume  - höherer Energieeintrag in Form von Leistung 
• 135.Erklären Sie den Unterschied von Axial- und Radialrührern (Begründung, Skizze). Geben Sie Beispiele für Rührer an. Axialrührer: z.B Propellerrührer Strömung in Richtung der Achse Radialrührer: z.B Schaufelrührer Strömung in radiale Richtung 
• 137.Erläutern Sie Vor- und Nachteile von Färbe- und Sondenmethoden zur Bestimmung der Mischzeit. Worin liegen hier grundsätzliche Schwierigkeiten? + einfach durchzuführen + freie Wahl der Messstellen - man sieht nur die äußere Schicht des Kesselsinhalts d.h Grenzschicht (keine Sicht auf das Verhalten im Inneren des Kessels - keine flächendeckende Analyse möglich, nur an Messstelle
• 138.Erläutern Sie das Konzept des Homogenisierungsbeiwerts. CH = n * tv      ⇒ Anzahl der Rührberechnungen für die Dauer des Mischvorgangs
• 139.Was versteht man unter geometrischer Ähnlichkeit? Proportionen müssen gleich sein
• 140.Was versteht man unter einem Maßstabsfaktor? Wie groß ist der Maßstabsfaktor, wenn ein Rührkessel von einem Volumen von 5L auf 600L vergrößert wird. Um welchen Faktor verändert sich dann die Wärmeübertragungsfläche (Kesselwand)? Entspricht "scale-up-kriterium" ⇒ dieser ist konst. für Labor- und Betriebsmaßstab  μ3 = VB / VL   ⇒ bspw. μ = 3√600L / 5L = 4,93 μ2 = SB / SL   = 4,932 = 24,3    ⇒ Steigung
• 141.Sie berechnen für ein innendurchströmten Rohr und für eine umströmte Kugel jeweils eine Re-Zahl von 1000. Ist die Strömungsform identisch? Was ist die jeweilige Strömungsform? Nein! Umströmung ⇒ Re = 1000 ⇒ turbulent ⇒ Grenze Re ≥ 102              (Kugel) Durchströmung ⇒ Re = 1000 ⇒ laminar           (Rohr)
• 142.Nennen Sie Definitionen für Re-Zahlen für unterschiedliche Strömungsgeometrien. Nennen Sie auch reale Beispiele, bei denen diese Kennzahl gebraucht wird. Rohr ⇒ Re ≥ 2300 ⇒ turbulent Umstr. Kugel ⇒ Re = 103 ⇒ turbulent  Strömung bei Rührern ⇒  Re ≥ 104 ⇒ turbulent 
• 154.Weshalb sind Rührer zum Emulgieren meist scharfkantig und weisen ein geringes D2/D1-Verhältnis auf? Beim emulgieren sind hohe Scherkräfte notwendig um Fetttröpfchen zu zerschlagen D2 / D1 klein , da P ~ n3 * D25  ⇒ hohe Drehzahlen, kleines D
• 155.Welche Zielrichtungen verfolgt man beim Begasen? Worin besteht das Hauptkriterium bei einer Maßstabsübertragung beim Begasen? hoher Stoffübergang zwischen dem dispergierten Gas und der Flüssigkeit  ⇒ große Austauschfläche, d.h. feine Blässchen, somit große spez. Oberfläche und hohe Verweilzeit
• 156.Was versteht man unter Überflutung beim Begasen? Wie kann dieser Zustand vermieden werden? ⇒ Rührt fast nur Gas, anstelle von Flüssigkeit ⇒ Rührer mit hoher Schaufelzahl Ns und großes D2 / D1  - Verhältnis
• 157.Woran erkennt man eine gute Begasung, wenn man auf die Oberfläche der Flüssigkeit schaut? viele kleine Blasen auf der Oberfläche der Flüssigkeit, da hierbei eine hohe Verweilzeit und spez. Oberfläche erzielt wird.
• 158.Was versteht man unter Zwangsbegasung und Oberflächenbegasung? Zwangsbegasung: Einbringen des Gases unter den Flüssigkeitsspiegel  Oberflächenbewegung: Anbringen eines Gas(-polsten=?) auf die Oberfläche der Flüssigkeit
• 159.Wieso sinkt die Rührleistung mit zunehmender Gasbelastung? weil Dichte und Viskosität mit zunehmender Gasbelastung abnhemen!
• 165.Welche Maßnahmen kennen Sie, um beim Zerkleinern abrasiver Produkte den Materialverschleiß zu verringern? Nassmahlung oder Mahlhilfsmittel (z.B Äthylglykol) verwenden

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