Ähnlichkeitstheorie und Scale-up
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Beschreibung
Wie kann die Ähnlichkeitstheorie und Dimensionsanalyse beim Scale-Up verfahrenstechnischer Apparate und Maschinen helfen? Die aus der Dimensionsanalyse abgeleiteten Kennzahlen (Eu, Re, Pr, Ne, Sh, Sc, ...) und die daraus abgeleiteten Funktionen sind von der Geometrie (z. B. hydraulischer Durchmesser), von den Prozessparametern (z. B. Strömungsgeschwindgkeit) und von den Stoffwerten (z. B. Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit) unabhängig. An Modellapparaten und mit Hilfe von Modellsubstanzen ermittelte Beziehungen sind im Rahmen der experimentellen Gültigkeitsbereiche beliebig skalierbar. Das wird im Seminar verdeutlicht. Die für die Maßstabsvergrößerung wertvollste Information ist jedoch d…
Frequently asked questions
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Wie kann die Ähnlichkeitstheorie und Dimensionsanalyse beim
Scale-Up verfahrenstechnischer Apparate und Maschinen helfen? Die
aus der Dimensionsanalyse abgeleiteten Kennzahlen (Eu, Re, Pr, Ne,
Sh, Sc, ...) und die daraus abgeleiteten Funktionen sind von der
Geometrie (z. B. hydraulischer Durchmesser), von den
Prozessparametern (z. B. Strömungsgeschwindgkeit) und von den
Stoffwerten (z. B. Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit)
unabhängig. An Modellapparaten und mit Hilfe von Modellsubstanzen
ermittelte Beziehungen sind im Rahmen der experimentellen
Gültigkeitsbereiche beliebig skalierbar. Das wird im Seminar
verdeutlicht. Die für die Maßstabsvergrößerung wertvollste
Information ist jedoch die Kenntnis der die Parameter sowie die
dimensionslosen Kenngrößen verbindenden Proportionalitäten. Liegt
das Vertrauensintervall einer ähnlichkeitstheoretischen Funktion,
z. B. zur Berechnung eines Wärmübergangskoeffizienten,
typischerweise im Bereich 15 - 25 %, sind die Proportionalitäten
der in diesen Funktionen verbundenen Kennzahlen durch eine große
Anzahl experimenteller Befunde gesichert. Damit können die aus
Messungen an Miniplants, Pilotanlagen und Anlagen anderer
Kapazitäten gewonnenen Parameter verlässlich und mit großer
Genauigkeit skaliert werden.
Zum Thema
Trotz aller Anstrengungen, die Auslegung verfahrenstechnischer Apparate und Maschinen durch modulbasierte Konzepte zu systematisieren, sind die meisten verfahrenstechnischen Anlagen nach wie vor Unikate. Selbst wenn ein Verfahren schon mehrfach mit verschiedenen Kapazitäten erfolgreich realisiert wurde, wird die nächste Anlage mit einer anderen Kapazität, an einem anderen Standort, mit anderen Rohstoffen sowie in einem anderen Energie- und Stoffverbund betrieben werden. Damit müssen die Apparate und Maschinen erneut spezifisch dimensioniert und in der Regel im Maßstab verändert werden.
Teilnehmerkreis
Maschinenbauer, Verfahrenstechniker, Chemieingenieure und Technische Chemiker aus allen Bereichen der Industrie, die sich mit der Auslegung verfahrenstechnischer Apparate und Maßstabsvergrößerung beschäftigen.
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