Scale-up (eBook)

Modellübertragung in der Verfahrenstechnik

Marko Zlokarnik (Autor)

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2012 | 2. Auflage
Wiley-VCH (Verlag)
9783527660988 (ISBN)

Infos

Die Übertagung von Verfahren aus dem Labor-bzw. dem Techni-kumsmaßstab in den industriellen maßstab einer Produktiosanlage ist eine der wichtigsten ingenieurstechnischen Aufgaben in der chemischen Industrie. Die einzige zuverlässige Methode dazu basiert auf der Darstellung von Versuchsergebnissen im zutreffenden dimensions-analytischen Raum, der sich als maßstabsinvariant erweist.

Das Buch ist in zwei Teile gegliedert: In der ersten Hälfte werden die vertiefte mathematische Vorkenntnisse dieses Themengebiet näherzubringen. Diskutiert werden die Grundlagen der Dimensionsanalyse, die Behandlung von temperaturabhängigen und von rheologischen Stoffwerten und die Modellübertragung bei Nichtverfügbarkeit von Modellstoffsystemen, sowie bei partieller Ähnlichkeit/ All dies wird dem leser anhand von 20 modernen Beispielen aus der heutigen verfahrenstechnischcen Praxis illustriert, der sich mit 25 in dieser Auflage neu hinzugekommenen Übungsaufgaben sein Verständnis aktive erarbeiten und anhand der Lösungen kontrollieren kann.

Im zweitem Teil des Buches werden die einzelnen verfahrenstechnischen Grundoperationen aus den Bereichen mechanische, thermische und chemische Verfahrenstechnik aus der Sicht der Dimensionsanalyse und der Modellübertragung beispielhaft behandelt, und es werden für jede Operation die Maßstabsübertragungsregeln vorgestellt und diskutiert.

Das vorliegende Buch wendet sich dementsprechend an Studenten wie auch bereits auf dem gebiet tätige Ingenieure, Chemiker und Verfahrenstechniker.

Prof. Dr.-ing. Marko Zlokarnik hat technische Chemie studiert, an der RWTH Aachen in Verfahrenstechnik promoviert, und war 35 Jahre lang in der verfahrenstechnischen bei der Bayer AG in Leverkusen tätig. Sein Arbeitsgebeit war die Auslegung von Reaktionsapparaten für chemische Produktionsanlagen, was neben der Aufklärung der Reaktionskinetik grundlegende Arbeiten zur Rührtechnik und zur Modellubertragung nach sich zog. In den 7oer jahren entwik-kelte er eine besonders leistungsfahige biologische Abwasserreinigungstechnik, die Bayer-Turmbiologie mit flotativer Entfernung von Belebtschlamm. Von 1970 bis 1990 hatte er einen Lehrauftrag an der TU Clausthal-Zellerfeld fur die Ahnlichkeitstheorie, 1991 bis 1994 hielt er die Bayer-Stiftungsprofessur fur Technische Chemie an der Universitat u Koln. Von 1979 bis 1988 fungierte er als Obmann des VDI-GVC-Fachausschusses Bioverfahrenstechnik. Er hat 60 Veroffentlichungen, 20 Patente und funf Bucher verfasst und fur seine Arbeit die Otto-Bayer-Goldmedaille und die Ehrenmedaille des VDI erhalten.

Autor

Prof. Dr.-Ing. Marko Zlokarnik hat technische Chemie studiert, an der RWTH Aachen in Verfahrenstechnik promoviert, und war 35 Jahre lang in der verfahrenstechnischen F&E bei der Bayer AG in Leverkusen tätig. Sein Arbeitsgebeit war die Auslegung von Reaktionsapparaten für chemische Produktionsanlaghen, was neben der Aufklärung der Reaktionskinetik grundlegende Arbeiten zur Rührtechnik und zur Modellübertragung nach sich zog. In den 70er Jahren entwickelte er eine besonders leistungsfähige biologische Abwasserreinigungstechnik, die Bayer-Turmbiologie mit flotativer Entfernung von Belebtschlamm. Von 1970 bis 1990 hatte er einen Lehrauftrag an der TU Clausthal-Zellerfeld für die Ähnlichkeitstheorie, 1991 bis 1994 hielt er die Bayer-Stiftungsprofessur für Technische Chemie an der Universität zu Köln. Von 1979 bis 1988 fungierte er als Obmann des VDI-GVC-Fachausschusses Bioverfahrenstechnik. Er hat 60 Veröffentlichungen, 20 Patente und fünf Bücher verfasst und für seine Arbeit die Otto-Bayer-Goldmedaille und die Ehrenmedaille des VDI erhalten.

Inhalt

Einführung
Dimensionsanalyse
Erarbeitung von pi-Sätzen mittels Matritzenumformung
Maßstabsinvarianz des pi-Raumes - Grundlage der Modellübertragung
Wichtige Hinweise zur Aufstellung der Relevanzliste des Problems
Wichtige Aspekte bei der Modellübertragung
Vorläufige Bestandsaufnahme
Dimensionsanalytische Behandlung veränderlicher Stoffgrößen
Reduktion des pi-Raumes
Typische Probleme und Fehler bei der Anwendung der Dimensionsanalyse
Optimieren von Prozessbedingungen durch Kombination von Prozess-Charakteristiken
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Prozessen auf dem Gebiet der mechanischen Verfahrenstechnik
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Prozessen auf dem Gebiet der thermischen Verfahrenstechnik
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Prozessen auf dem Gebiet der chemischen Verfahrenstechnik
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Vorgängen in der belebten Natur
Kurzer geschichtlicher Überblick über die Entwicklung der Dimensionsanalyse und Modellübertragung
Übungsaufgaben zur Dimensionsanalyse
Lösungen zu den Aufgaben
Literatur
Einführung
Dimensionsanalyse
Erarbeitung von pi-Sätzen mittels Matritzenumformung
Maßstabsinvarianz des pi-Raumes - Grundlage der Modellübertragung
Wichtige Hinweise zur Aufstellung der Relevanzliste des Problems
Wichtige Aspekte bei der Modellübertragung
Vorläufige Bestandsaufnahme
Dimensionsanalytische Behandlung veränderlicher Stoffgrößen
Reduktion des pi-Raumes
Typische Probleme und Fehler bei der Anwendung der Dimensionsanalyse
Optimieren von Prozessbedingungen durch Kombination von Prozess-Charakteristiken
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Prozessen auf dem Gebiet der mechanischen Verfahrenstechnik
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Prozessen auf dem Gebiet der thermischen Verfahrenstechnik
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Prozessen auf dem Gebiet der chemischen Verfahrenstechnik
Ausgewählte Beispiele der dimensionsanalytischen Behandlung von Vorgängen in der belebten Natur
Kurzer geschichtlicher Überblick über die Entwicklung der Dimensionsanalyse und Modellübertragung
Übungsaufgaben zur Dimensionsanalyse
Lösungen zu den Aufgaben
Literatur

Rezensionen

"Wie schon die erste Auflage ist auch die zweite trotz der gebotenen wissenschaftlichen Strenge anregend und spannend zugleich. Es ist nicht vermessen, das Buch unter die Standardwerke der Verfahrenstechnik einzureihen. Man kann es daher Verfahrensingenieuren, technischen Chemikern und Physikern nur wärmstens empfehlen."
Chemie Ingenieur Technik

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 8.2.2012
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Chemie
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Angewandte Mathematik • Chemie • Chemische Verfahrenstechnik • Mathematik • Organische Chemie / Methoden, Synthesen, Verfahren • Technische Chemie • Technische u. Industrielle Chemie
• ISBN-13: 9783527660988 / 9783527660988