Ingenieurwissen Verfahrenstechnik

Name: Ingenieurwissen Verfahrenstechnik | Von der Theorie zur Anwendung
Brand: Hanser
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Von der Theorie zur Anwendung

Karl Schwister Volker Leven(Autor*in)

Hanser (Verlag)

5. Auflage

Erschienen am 8. September 2025

702 Seiten

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978-3-446-48162-6 (ISBN)

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Inhalt

Intro
Vorwort
Inhalt
VTG Verfahrenstechnische Grundlagen
1 Physikalische Größen und Einheitensysteme
1.1 Größen und Größenarten
1.2 Größen- und Zahlenwertgleichungen
1.3 Zustandsgrößen und Prozessgrößen
1.4 Zustandsfunktionen
1.5 Gehalts- und Konzentrationsangaben
1.5.1 Massenanteil
1.5.2 Stoffmengenanteil
1.5.3 Volumenanteil
1.5.4 Massenkonzentration
1.5.5 Stoffmengenkonzentration
1.5.6 Volumenkonzentration
1.5.7 Molalität
1.5.8 Aktivität
1.6 Umrechnungen und Mischungsrechnung
2 Statistische Grundlagen
2.1 Fehlerarten
2.1.1 Grobe Abweichung von Messwerten
2.1.2 Systematische Abweichung von Messwerten
2.1.3 Zufällige Abweichung von Messwerten
2.2 Darstellung von Messreihen
2.3 Erfassung der Messwertabweichung
2.3.1 Normalverteilung nach Gauss
2.3.2 Standardabweichung
2.3.3 Vertrauensbereich
2.4 Fehlerfortpflanzung
2.4.1 Methode der oberen und unteren Grenze
2.4.2 Gausssche Fehlerfortpflanzung
2.4.3 Lineare Fehlerfortpflanzung
2.5 Grafische Auswertung von Messdaten
2.5.1 Lineare und nichtlineare Skalen
2.5.2 Anfertigung einer grafischen Darstellung
2.5.3 Grafische Auswertung linearer Zusammenhänge
3 Aggregatzustände und Phasenlehre
3.1 Gasförmiger Zustand
3.1.1 Ideales Gas
3.1.2 Gasgemische
3.1.3 Reale Gase
3.2 Flüssiger Zustand
3.2.1 Dichte und Volumenausdehnung
3.2.2 Viskosität von Flüssigkeiten
3.2.3 Oberflächenspannung
3.3 Fester Zustand
3.3.1 Kristallgitter und Kristallsysteme
3.3.2 Methoden zur Ermittlung der Festkörperstruktur
3.4 Phasenumwandlung von Reinstoffen
3.4.1 Druck-Temperatur-Phasendiagramm
3.4.2 Clausius-Clapeyron-Gleichung
3.4.3 Regel von Trouton
3.5 Binäre Phasengleichgewichte
3.6 Ternäre Phasengleichgewichte
3.7 Verdünnte Lösungen
3.7.1 Kolligative Eigenschaften
3.7.2 Löslichkeit
4 Strömungstechnische Grundbegriffe
4.1 Allgemeine Grundlagen
4.2 Kontinuitätsgleichung
4.3 Strömung ohne Reibung
4.3.1 Gleichung von Bernoulli
4.3.2 Gleichung von Torricelli
4.4 Strömung mit Reibung
4.4.1 Viskosität
4.4.2 Widerstandsbeiwert
4.5 Rohrströmung mit Reibung
4.5.1 Laminare Strömung
4.5.2 Turbulente Strömung
4.5.3 Druckverlust in Rohrleitungen
4.5.4 Druckverlust in Formstücken und Armaturen
5 Produktionstechnische Grundbegriffe
5.1 Verfahrensentwicklung
5.2 Verfahrensinformationen
5.3 Fließschemata von Anlagen
5.3.1 Grundfließschema
5.3.2 Verfahrensfließschema
5.3.3 Rohrleitungs- und Instrumentenfließschema
5.3.4 Mess- und Regelschema
5.4 Stoffdaten und Verfahrensablauf
5.4.1 Stoffdaten
5.4.2 Sicherheitstechnische Daten
5.4.3 Toxikologische Daten
5.5 Scale-up-Probleme
CRT Chemische Reaktionstechnik
6 Grundlagen der Reaktionstechnik
6.1 Einführung und Grundbegriffe
6.1.1 Klassifizierung chemischer Reaktionen
6.1.2 Beurteilungsgrößen und Definitionen
6.2 Chemische Thermodynamik
6.2.1 Systeme und Zustandsgrößen
6.2.2 Erster Hauptsatz
6.2.3 Standardenthalpien
6.2.4 Zweiter Hauptsatz
6.2.5 Chemisches Gleichgewicht
6.3 Stoff- und Wärmebilanzen
6.3.1 Transportprozesse
6.3.2 Erhaltungssätze
7 Kinetik chemischer Reaktionen
7.1 Reaktionsgeschwindigkeit
7.2 Gesetze der Reaktionskinetik
7.2.1 Differenzialgleichungen
7.2.2 Reaktionen nullter Ordnung
7.2.3 Reaktionen erster Ordnung
7.2.4 Reaktionen zweiter Ordnung
7.2.5 Reaktionen dritter Ordnung
7.2.6 Molekularität einer Reaktion
7.3 Bestimmung von Reaktionsordnungen
7.3.1 Differenzialmethode
7.3.2 Methode der Anfangsgeschwindigkeiten
7.3.3 Integrationsmethode
7.3.4 Halbwertszeitmethode
7.3.5 Konzentrationsabhängige Messgrößen
7.3.6 Experimentelle Bestimmungsmethoden
7.4 Kinetik komplexer Reaktionen
7.4.1 Gleichgewichtsreaktionen
7.4.2 Parallelreaktionen
7.4.3 Folgereaktionen
7.5 Theorie der Reaktionsgeschwindigkeit
7.5.1 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit
7.5.2 Theorie des aktivierten Komplexes
8 Aktivierung von Reaktionen und Katalyse
8.1 Aktivierung von Reaktionsprozessen
8.1.1 Thermische Aktivierung
8.1.2 Katalytische Aktivierung
8.1.3 Aktivierung durch Initiatorzerfall
8.1.4 Biokatalytische Aktivierung
8.1.5 Fotochemische Aktivierung
8.2 Homogene und heterogene Systeme
8.3 Heterogene Katalyse
8.3.1 Heterogene Reaktionen mit Feststoffen
8.3.2 Heterogene Reaktionen mit Fluiden
8.3.3 Reaktionsablauf
8.4 Homogene Katalyse
8.4.1 Einphasige Reaktionssysteme
8.4.2 Säure- und Basenkatalyse
8.4.3 Enzymkatalytische Reaktionen
8.4.4 Reversible Hemmung von Enzymen
9 Ideale Reaktoren
9.1 Klassifizierung von Reaktoren
9.1.1 Allgemeine Betriebsformen
9.1.2 Vermischung im Reaktor
9.1.3 Wärmetechnische Betriebsformen
9.1.4 Grundtypen chemischer Reaktoren
9.1.5 Stoff- und Wärmebilanzen
9.2 Diskontinuierlich betriebener Rührkessel
9.2.1 Isotherm betriebener Rührkessel
9.2.2 Adiabat betriebener Rührkessel
9.2.3 Polytrop betriebener Rührkessel
9.3 Kontinuierliche Betriebsführung ohne Rückvermischung der Reaktionsmasse
9.4 Kontinuierliche Betriebsführung mit Rückvermischung der Reaktionsmasse
9.5 Rührkesselkaskade
9.5.1 Gestaltung und stoffliche Bilanzierung
9.5.2 Berechnung von Rührkesselkaskaden
9.6 Vergleichende Betrachtung der Reaktoren
10 Reale Reaktoren und Verweilzeitverteilungen
10.1 Abweichungen vom idealen Verhalten
10.2 Verweilzeituntersuchungen zur Charakterisierung des Vermischungsverhaltens
10.2.1 Verweilzeitspektrum und Verweilzeit-Summenfunktion
10.2.2 Messung der Verweilzeitverteilungen
10.3 Berechnung und Auswertung von Verweilzeitverteilungen
10.3.1 Idealer kontinuierlicher Rührreaktor
10.3.2 Kaskade von kontinuierlich betriebenen idealen Rührreaktoren
10.3.3 Laminar durchströmter Rohrreaktor
10.4 Reaktoren mit realem Verhalten
10.4.1 Dispersionsmodell
10.4.2 Kaskadenmodell
10.4.3 Berechnungsbeispiele
MVT Mechanische Verfahrenstechnik - Grundoperationen
11 Charakterisierung von Partikeln und dispersen Systemen
11.1 Grundlagen
11.2 Partikelgrößen und Merkmale
11.3 Kenngrößen einer Verteilung
11.3.1 Verteilungssumme
11.3.2 Verteilungsdichte
11.4 Verteilungsgesetze
11.4.1 Potenzverteilung nach Gates-Gaudin-Schumann
11.4.2 Gausssche Normalverteilungsfunktion
11.4.3 Logarithmische Normalverteilung
11.4.4 RRSB-Verteilung
11.4.5 Vergleich der Verteilungen und Kennwerte
11.5 Messen einer Partikelgrößenverteilung
12 Zerteilung von Feststoffen, Flüssigkeiten und Gasen
12.1 Grundlagen
12.2 Zerkleinerung
12.2.1 Näherungsformeln
12.2.2 Zerkleinerungsgrad
12.2.3 Bruchvorgang
12.2.4 Zerkleinerungsmaschinen
12.3 Flüssigkeitszerteilung
12.3.1 Berieselung
12.3.2 Zerstäubung
12.3.3 Zerspritzung
12.4 Begasung
13 Trennen disperser Systeme
13.1 Grundlagen
13.2 Absetzprozesse
13.2.1 Sedimenter
13.2.2 Trennschärfe und Abscheidegrad
13.2.3 Zentrifuge
13.2.4 Zyklone
13.2.5 Koagulation und Flokkulation
13.2.6 Flotation
13.3 Filtrationsprozesse
13.3.1 Kuchenfiltration
13.3.2 Querstromfiltration
13.3.3 Tiefenfiltration
14 Mischen
14.1 Grundlagen
14.2 Mischen von Feststoffen
14.3 Statisches Mischen von Fluiden
14.4 Dynamisches Mischen von Flüssigkeiten
14.4.1 Laminarer Bereich
14.4.2 Turbulenter Bereich
14.4.3 Übergangsbereich
14.4.4 Rühren von nicht-Newtonschen Flüssigkeiten
14.4.5 Scale-up-Maßstabsübertragung
14.4.6 Weitere Anwendungsgebiete
15 Agglomerieren
15.1 Grundlagen
15.2 Einteilung der Agglomeration
15.2.1 Aufbauagglomeration (Pelletieren)
15.2.2 Pressagglomeration (Formpressen)
16 Transport von Stoffen
16.1 Arten der Förderung
16.2 Transport von Flüssigkeiten
16.2.1 Verdrängungspumpen
16.2.2 Zentrifugalpumpen
16.2.3 Strahlpumpen
16.2.4 Berechnungen
16.3 Transport von Gasen
16.3.1 Lüfter und Gebläse
16.3.2 Verdichter
16.4 Feststoffförderung
16.4.1 Gurt-, Gliederbandförderer und Becherwerke
16.4.2 Schnecken- und Spiralförderer
16.4.3 Pneumatische Förderung
TVT Thermische Verfahrenstechnik - Grundoperationen
17 Verdampfen und Kondensieren
17.1 Grundlagen
17.1.1 Dampf
17.1.2 Wärmeübertragung
17.1.3 Wärmeaustauscher
17.2 Verdampfen und Eindampfen
18 Kristallisation
18.1 Grundlagen
18.2 Berechnungen zur Kristallisation
18.3 Technische Anwendung
19 Trocknen
19.1 Grundlagen
19.2 Trocknungsarten und Trocknungskurven
19.3 Bauarten von Trocknern
20 Destillation und Rektifikation
20.1 Grundlagen
20.1.1 Ideales Zweistoffgemisch
20.1.2 Reales Zweistoffgemisch
20.1.3 Mischungslücken
20.2 Destillation
20.2.1 Absatzweise (einfache) Destillation
20.2.2 Fraktionierte Destillation
20.2.3 Kontinuierliche Destillation
20.2.4 Trägerdampfdestillation
20.2.5 Vakuumdestillation
20.3 Rektifikation
20.3.1 Grundlagen der Rektifikation
20.3.2 Bilanzen an einer Rektifikationskolonne
20.3.3 Wärmebedarf und Heizleistung
20.3.4 Füllkörper- und Packungskolonnen
20.3.5 Rektifikationsverfahren
21 Sorption
21.1 Absorption
21.1.1 Grundlagen der Absorption
21.1.2 Bilanzierung und Berechnung
21.1.3 NTU/HTU-Konzept für die Absorption
21.1.4 Kenngrößen eines Absorbers
21.1.5 Wärmebilanz bei der Absorption
21.1.6 Anwendung der Absorption
21.2 Adsorption
21.2.1 Grundlagen der Adsorption
21.2.2 Adsorptionsmittel
21.2.3 Beispiele einiger Adsorptionsmittel
21.2.4 Mechanismen der Adsorption
21.2.5 Bilanzierung von Adsorbern
21.2.6 Wärmebilanz an einem Festbettadsorber
21.2.7 Technische Anwendungen und Bauformen
22 Extraktion
22.1 Flüssig-Flüssig-Extraktion
22.1.1 Schwerlösliche Flüssigkeiten
22.1.2 Bilanzierung (schwerlösliche Flüssigkeiten)
22.1.3 Teilweise lösliche Flüssigkeiten
22.1.4 Bilanzierung von Prozessen mit teilweiser Löslichkeit der Flüssigkeiten
22.2 Fest-Flüssig-Extraktion
22.3 Kontinuierlich arbeitende Extraktionsapparate
Hinweise zum Zusatzmaterial
Index

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