STUDIENFÜHRER VERFAHRENSTECHNIK - Aachener ...

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50 <strong>STUDIENFÜHRER</strong> <strong>VERFAHRENSTECHNIK</strong> Thermische Trennverfahren (V2/Ü1,SS) (Pfennig) In der Vorlesung Thermische Trennverfahren werden die wichtigsten, industriell relevanten thermischen Grundoperationen auf der Grundlage der Vorlesung Thermodynamik der Gemische vermittelt. Anhand des Konzeptes der theoretischen Trennstufen wird gezeigt, wie der apparative Aufwand und das thermodynamische Gleichgewicht getrennt voneinander behandelt werden können. Diese separate Betrachtungsweise ermöglicht insbesondere die Beschreibung komplexer verfahrenstechnischer Trennapparate. Auf dieser Grundlage werden die verschiedenen thermischen Trennverfahren, wie z.B. die Rektifikation oder die Extraktion, erläutert. Die Auslegung der Kolonnen erfolgt sowohl auf rechnerischem Wege mittels sogenannter Short-Cut- Methoden als auch auf graphischem Wege mit Hilfe von geeigneten Diagrammen. Der konstruktive Aufbau und die wesentlichen Bestandteile der verschiedenen Trennapparate werden dargestellt. Inhalte der Vorlesung: • Batch-Rektifikation • kontinuierliche Rektifikation • Extraktion • Absorbtion • HTU-NTU-Konzept • Mehrstoffdestillation • Adsorption • Chromatographie • Kristallisation. Thermische Verfahrenstechnik I (V2/Ü1,SS) (Pfennig) In der Vorlesung Thermische Verfahrenstechnik I werden die wichtigsten, industriell relevanten thermischen Grundoperationen auf der Grundlage der Vorlesung Thermodynamik der Gemische vermittelt. Anhand des Konzeptes der theoretischen Trennstufen wird gezeigt, wie der apparative Aufwand und das thermodynamische Gleichgewicht getrennt voneinander behandelt werden können. Diese separate Betrachtungsweise ermöglicht insbesondere die Beschreibung komplexer verfahrenstechnischer Trennapparate. Auf dieser Grundlage werden die verschiedenen thermischen Trennverfahren, wie z.B. die Rektifikation oder die Extraktion, erläutert. Die Auslegung der Kolonnen erfolgt sowohl auf rechnerischem Wege mittels sogenannter Short-Cut- Methoden als auch auf graphischem Wege mit Hilfe von geeigneten Diagrammen. Der konstruktive Aufbau und die wesentlichen Bestandteile der verschiedenen Trennapparate werden dargestellt. Inhalte der Vorlesung: • Batch-Rektifikation • kontinuierliche Rektifikation • Extraktion • Absorbtion • HTU-NTU-Konzept. Thermische Verfahrenstechnik II (V2/Ü2,WS) (Pfennig) Die Vorlesung stellt eine Fortsetzung der Thermischen Verfahrenstechnik I dar. In ihr werden weitere Verfahren und klassische Berechnungsmethoden vorgestellt. Inhalte der Vorlesung: • Spezialverfahren der Destillation • Azeotropdestillation • Extraktivdestillation • Numerische Verfahren zur Trennung von Mehrkomponentensystemen • Energieeinsparung bei der Rektifikation • Adsorption • Chromatographie • Dispersionsmodell • Reaktivextraktion • Flüssigmembranverfahren • Kristallisation. Thermodynamik der Gemische (Dipl.: V3/Ü2; M.Sc., B.Sc.: V2/Ü1,WS) (Pfennig) Zur erfolgreichen Auslegung von Trennapparaten, wie z.B. Destillations- oder Extraktionskolonnen, benötigt der Verfahrensingenieur Kenntnisse über die thermodynamischen Zustandsgrößen (z.B. Druck, Temperatur, Dichte) der beteiligten Reinstoffe und Gemische. Die Vorlesung Thermodynamik der Gemische soll diese Auslegungsgrundlagen vermitteln. Mittelpunkt der Betrachtungen in dieser Vorlesung ist das sogenannte thermodynamische Gleichgewicht. Dazu werden neben der Beschreibung des
AACHENER VERFAHRENS- TECHNIK 51 Verhaltens von Reinstoffen insbesondere die beiden gebräuchlichen Methoden zur Gleichgewichtsberechnung bei Mehrkomponentensystemen gegenübergestellt: Aufbauend auf den Kenntnissen der Vorlesung Thermodynamik I,II (Prof. Lucas – Vordiplom) wird zunächst die Beschreibung mit Zustandsgleichungen, wie z.B. der Idealgas-Gleichung, erarbeitet. Ausgehend von den Schwächen dieser Methode bei der Beschreibung stark nicht-idealer Stoffsysteme wird die zweite Methode, nämlich die Beschreibung über sogenannte Exzessenthalpie- Modelle (GE–Modelle) vorgestellt. Die im Rahmen von praktischen Problemstellungen in diesem Zusammenhang typischerweise auftretenden Fragen, wie die Beschaffung verschiedenster Messdaten oder das Umsetzen der Methoden in mathematische Algorithmen zur praktischen Auslegung von Trennapparaten werden ebenso diskutiert, wie die wesentlichen theoretischen Grundlagen der verschiedenen Modellgleichungen. Wärmeübertrager und Dampferzeuger (V2/Ü1,SS) (Kneer) Die Vorlesung führt in die wärmetechnischen Auslegungsverfahren von Apparaten zur Wärme– und Stoffübertragung ein. Im ersten Teil werden Wärmeaustauscher-Bauarten beschrieben und Berechnungsverfahren für Wärmeaustauscher ohne Phasenwechsel vorgestellt. Im zweiten Teil werden, aufbauend auf den Grundlagen des gleichzeitigen Wärme– und Stoffaustauschs, Verfahren zur Auslegung von Apparaten mit Phasenwechsel, wie Trockner, Verdampfer und Kondensatoren abgeleitet. Diese Auslegungsverfahren werden abschließend beispielhaft bei der Auslegung von Dampferzeugern, Rückkühlern und Kühltürmen angewendet. Verfahrenstechnisches Seminar (V0/S2,WS) (AVT-Professoren) Wasser- und Abwassertechnologie (V2/S1,SS) (Melin) Ausgehend von einer Charakterisierung von Abwässern und deren Inhaltsstoffen und einer kurzen Darstellung des Wasserrechts werden die wichtigsten Verfahren zur Reinigung hochbelasteter Abwässer detailliert behandelt. Die Darstellung geht von den physikalisch-chemischen Grundlagen aus, erläutert die Auslegung von Apparaten und deren Anwendung. Ziel ist eine umfassende Darstellung der Verfahrenstechnik der Abwasserreinigung. Wärme– und Stoffübertragung (V2/Ü2,WS) (Kneer) Die Vorlesung führt in die Grundlagen der Wärme– und Stoffübertragung ein. Im ersten Teil wird die Wärmestrahlung behandelt. Dabei werden die Strahlungseigenschaften diskutiert und Verfahren zur Bestimmung des Strahlungsaustauschs zwischen Festkörpern hergeleitet. Der zweite Teil befasst sich mit dem Wärmetransport durch Leitung und stellt ausgehend von der Differentialgleichung des Temperaturfelds Lösungsverfahren für ein- und mehrdimensionale, stationäre und instationäre Problemstellungen vor. Gegenstand des dritten Teils ist der konvektive Wärmeübergang, dessen Grundlagen anhand der Erhaltungsgleichungen erläutert und mögliche Vereinfachungen diskutiert werden. Die Ähnlichkeitstheorie wird zur Darstellung von Wärmeübergangsgesetzen angewendet. Darauf aufbauend werden Wärmeübergangsgesetze bei einphasiger Strömung sowie bei der Verdampfung und der Kondensation reiner Dämpfe vorgestellt. Der letzte Teil behandelt die Grundlagen des Stofftransportes. Die Diffusion in Zwei- und Mehrkomponentengemischen und die Stofferhaltungsgleichungen werden diskutiert sowie die Analogie zwischen Impuls–, Wärme– und Stofftransport dargestellt. Werkzeuge der Kunststoffverarbeitung II (Extrusionswerkzeuge) (V2/Ü2,WS) (Michaeli) Inhalte der Vorlesung: • Rheologische Werkzeugauslegung • Werkzeuge mit Kreisquerschnitt (z.B. Granulierdüsen, Spinndüsen) • Werkzeuge mit Kreisspaltquerschnitt (z.B. Rohrwerkzeuge, Blasfolienwerkzeuge, Kabelummantelungswerkzeuge) • Werkzeuge mit Schlitzquerschnitt (z.B. Breitschlitzwerkzeuge) • Werkzeuge mit beliebigem Austrittsquerschnitt (Profilwerkzeuge) • Werkzeuge für die Coextrusion • Mechanische und thermische Werkzeugauslegung • Werkstoffauswahl • Herstellverfahren • Kalibriervorrichtung
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