STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...
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AACHENER<br />
VERFAHRENS-<br />
TECHNIK 41<br />
Bluts als Grundlage für die Berechnung und Auslegung<br />
von Geräten, in denen das Blut mechanisch beansprucht<br />
wird, z. B. in Blutpumpen, erläutert. Einen<br />
weiteren wichtigen Themenschwerpunkt stellen die<br />
Stofftrennverfahren dar. Verfahren zur Blutseparation<br />
und der Einsatz von Membranverfahren entweder<br />
als künstlicher Ersatz für menschliche Organe (z.B.<br />
Niere, Lunge) oder als Peripherie von solchen Geräten<br />
werden behandelt. Außerdem wird auf die Werkstoffe<br />
für die medizinische Verfahrenstechnik eingegangen.<br />
Zum Schluss werden die Techniken zur Sterilisation<br />
in der Medizin und Pharmaindustrie vorgestellt.<br />
Mehrphasenströmung<br />
(V2/Ü2,WS) (Modigell)<br />
In nahezu jedem verfahrenstechnischen Prozess liegen<br />
komplexe, mehrphasige Strömungen vor, für deren<br />
Berechnung vereinfachende Annahmen getroffen<br />
werden müssen. Die Vorlesung vermittelt zunächst<br />
die Grundlagen zur Beschreibung der Bewegung<br />
einzelner Partikel und Tropfen und geht dann<br />
über zu Systemen mit hohen Konzentrationen der dispersen<br />
Phase und zur numerischen Modellierung<br />
mehrphasiger Strömungen. Auf der Basis dieses<br />
theoretischen Hintergrunds werden viele konkrete<br />
Prozessbeispiele vorgestellt. Die Palette der Anwendungsfälle<br />
reicht von Elektro-Staubabscheidern über<br />
Wirbelschichtapparate und pneumatischen Transport<br />
mit hohen Partikelbeladungen bis hin zu Gas-<br />
Flüssig-Strömungen, wie sie in Blasensäulen oder<br />
Rieselfilmapparaten vorliegen. Abschließend werden<br />
auch Möglichkeiten der Berechnung von mehrphasigen<br />
Sonderfällen wie Bioreaktoren oder dem<br />
LD-Konverter in der Stahlerzeugung besprochen, bis<br />
hin zu Gas-Flüssig-Strömungen, wie sie in Blasensäulen<br />
oder Rieselfilmapparaten vorliegen.<br />
Membranverfahren<br />
(V2/Ü2,WS) (Melin)<br />
Mit der Entwicklung leistungsfähiger und beständiger<br />
Membranen auf der Basis von Polymeren haben<br />
die Membranverfahren in den letzten 10 Jahren als<br />
energetisch und wirtschaftlich interessante Grundoperation<br />
Eingang in die Verfahrenstechnik gefunden.<br />
Insbesondere in der Lebensmitteltechnik, der<br />
Bioverfahrenstechnik und der Aufarbeitung industrieller<br />
Abwässer sind die Membranverfahren eine<br />
vielversprechende Alternative zu den konventionellen<br />
Trennverfahren, z.B. der Eindampfung.<br />
Die Vorlesung behandelt die Grundlagen des Stofftransportes<br />
in Membranen und an der Membrano-<br />
berfläche für die Verfahren Umkehrosmose, Gaspermeation,<br />
Pervaporation, Elektrodialyse und Ultrafiltration.<br />
Darauf aufbauend werden Moduldesign,<br />
Moduloptimierung sowie Modulschaltungen<br />
besprochen. Einige erfolgreiche Anwendungen werden<br />
diskutiert.<br />
(Mess– und) Regelungstechnik<br />
(V3/Ü2,WS) (Abel)<br />
Mess- und Regelungstechnik ist als Einführung in<br />
die Grundlagen der Mess- und Regelungstechnik<br />
Pflichtfach für alle Studierenden des Maschinenbaus.<br />
Es werden Kenntnisse und Fähigkeiten vermittelt,<br />
die den angehenden Diplomingenieur in die<br />
Lage versetzen, die in seinem Fachgebiet vorkommenden<br />
Aufgaben der Signalverarbeitung, Steuerung<br />
und Regelung sowie der Beschreibung und<br />
Analyse dynamischer Systeme systematisch zu bearbeiten<br />
und praktisch nutzbaren Lösungen zuzuführen.<br />
Im Einzelnen sind die Lehrinhalte:<br />
• Ziele der Steuerung und Regelung: Beispiele<br />
einfacher Regelungen, Grundbegriffe, Bezeichnungen,<br />
Wirkungsplan<br />
• Statisches Verhalten von Übertragungsgliedern<br />
(Regelstrecken, Mess- und Stelleinrichtungen)<br />
und Regelkreisen: Kennlinienfelder, Linearisierung<br />
nichtlinearer Zusammenhänge, Regelfaktor<br />
• Dynamisches Verhalten von Übertragungsgliedern:<br />
Modelle, Differentialgleichungen<br />
für das Übertragungsverhalten, Laplace-<br />
Transformation, Übertragungsfunktion,<br />
Frequenzgang, Ortskurven, Bode-Diagramm<br />
• Stabilität dynamischer Systeme, insbesondere<br />
von Regelkreisen: Reglereinstellung, Einstellregeln,<br />
Gütemaße, algebraische und geometrische<br />
Stabilitätskriterien<br />
• Gerätetechnik: Verstärker mit Rückkopplung,<br />
hydraulische und elektronische Regler, Messprinzipien,<br />
Messgeräte und Stelleinrichtungen<br />
• Lineare Abtastregelungen: Beschreibung zeitdiskreter<br />
Übertragungssysteme, quasikontinuierliche<br />
Abtastregelung<br />
• Regelungssysteme mit nichtlinearen Übertragungsgliedern:<br />
Folgeregelungen, Regelungen<br />
mit schaltenden Reglern
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