Berechnung von Stoffdaten und Phasengleichgewichten mit Excel-VBA

Anwendungen bei Verdampfung, Kristallisation, Rektifikation und Reaktion
1. Auflage 2021
ISBN: 978-3-527-34104-7
Verlag: Wiley-VCH GmbH

Buch, Deutsch, 512 Seiten, Format (B × H): 174 mm x 245 mm, Gewicht: 986 g

Reihe: Arbeitsbücher Verfahrenstechnik - für Studium und Beruf

Das Buch zeigt Möglichkeiten und Grenzen der Berechnung von Stoffdaten und Phasengleichgewichten mit Excel-VBA. Diese Größen sind Grundlage für die bedeutenden verfahrenstechnischen Operationen Kristallisation und Rektifikation. Zahlreiche Anwendungsbeispiele und Berechnungen auf Grundlage unterschiedlicher Methoden und Modelle ermöglichen dem Leser das schrittweise Mitverfolgen der einzelnen Rechenschritte - und sind gleichzeitig Grundlage für die Anwendung auf eigene verfahrenstechnische Probleme. Vergleiche mit Methoden der Prozesssimulation mit der Software CHEMCAD zeigen Vorteile, aber auch Grenzen von Excel-VBA auf und erhöhen den Praxiswert.

Autoren/Hrsg.

Wang, Shichang

Schmidt, Wolfgang

Fachgebiete

• Naturwissenschaften Chemie Chemie Allgemein Chemometrik, Chemoinformatik
• Technische Wissenschaften Technik Allgemein Mathematik für Ingenieure
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Chemische Verfahrenstechnik

Inhaltsverzeichnis

1 STOFF- UND P,V-T-DATEN DER REINSTOFFE (WASSERDAMPF2017)
1.1 Wasserdampftafel nach IAPWS-IF97
1.2 Inkrementenmethode von Joback (jobackmod, ex 03_07_group_contribution)
1.3 DIPPR ? Datenbank
1.4 DWSIM ? Freewaresoftware zur Prozesssimulation (dwflash)
2 METHODEN ZUR BERECHNUNG VON STOFFDATEN DER GEMISCHE
2.1 Mischungsregeln
2.2 Ideale Mischungsregeln
2.3 Spezielle Lösung zur Exzessgröße am Beispiel der Dichte
3 MOLEKULARE POTENZIALE UND KRÄFTE
3.1 Atomare Berechnungen und Methode nach Coulomb
3.2 Zwischenmolekulare Wechselwirkungen
3.3 Methode nach Morse (morse)
3.4 Methode nach Buckingham (buckingham)
3.5 Methode nach Lennard ? Jones
3.6 Virialtheorem
3.7 Ermitteln von Lennard-Jones Parametern
3.8 Anwendung bei Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen
3.9 Molekülsysteme (MolekSimul)
3.10 Berechnung des Potentials eines Feststoffes (Usolid)
3.11 Harmonischer Oszillator (harm)
3.12 Lineare dynamische Simulation (linearemolekuelsimulation)
3.13 Lineare Bewegung (molsim)
4 PHASENGLEICHGEWICHTE
4.1 Einführung
4.2 Berechnungen mit UNIFAC (actcoeff)
4.3 Exceldatei ACTCOEFF.xls
4.4 Flashberechnungen mit DWSIM und CHEMCAD
4.5 Berechnungen mit NRTL
4.6 Die van der Waals Gleichung
4.7 Joule-Thomson Effekt
4.8 Reale Zustandsgleichung nach SRK (Soave-Redlich-Kwong)
4.9 Wichtige Definitionen
4.10 Aggregatzustände
4.11 Gesetz von Clausius- Clapeyron (August)
4.12 Phasengleichgewichte
4.13 Dampf-Flüssig-Gleichgewicht (VLE)
4.14 Raoultsches Gesetz
4.15 Dalton´sches Gesetz
4.16 Reale Flüssigkeiten, Aktivitätskoeffizient
4.17 Feststoffgleichgewicht, Solid-Liquid-Equilibrium (SLE)
4.18 Partielle Molare Größen
4.19 Flashberechnung von Phasengleichgewichten
5 EINFÜHRUNG IN DIE SEQUENTIELLE, VORWÄRTSGERICHTETE PROZESSSIMULATION IN EXCEL AM BEISPIEL DER VERDAMPFUNG UND KRISTALLISATION
5.1 Einführung in die Prozesssimulation
5.2 Bilanzierung einer Eindampfanlage als Gesamtanlage ? Aufgabe a), 1-stufige Anlage
5.3 Berechnung einer Eindampfanlage mit Vorwärmung ? Aufgabe b)
5.4 Berechnung einer zweistufigen Gegenstromeindampfanlage ? Aufgabe c)
5.5 Berechnung einer zweistufigen Gleichstromeindampfanlage ? Aufgabe d)
5.6 Berechnung einer Eindampfanlage mit thermischer Brüdenverdichtung
5.7 Berechnung einer Eindampfanlage mit mechanischer Brüdenverdichtung
5.8 Zusammenfassung der Einergieeinsparungsmaßnahmen bei der Verdampfung
5.9 Berechnung einer Kristallisationsanlage (nur Massenbilanz),
6 AUSGEWÄHLTE BEISPIELE DER REKTIFIKATION
6.1 Einführungsbeispiel mit Flash, Datei ?Rektif2016.xls?
6.2 Berechnung einer Rektifikationskolonne nach Matz in Excel (Rektifikation2017)
6.3 Rektifikationen mit CHEMCAD
6.4 Batchdestillation und ?rektifikation
7 REAKTION (COMPANW7)
7.1 Einfacher Batchreaktor
7.2 Homogener Rührreaktor
7.3 Inhomogener Rührreaktor
7.4 Rohrreaktor
8 ANHANG
8.1 Gleichungssysteme
8.2 Schiefer Wurf mit Reibung
8.3 Strömung aus einem Behälter
8.4 Laden eines Kondensators über einen Widerstand
8.5 Entladen eines Kondensators über einen Widerstand

1 Stoff- und p,v-T-Daten der Reinstoffe 1

2 Methoden zur Berechnung von Stoffdaten der Gemische 43

3 Molekulare Potenziale und Krafe 72

4 Phasengleichgewichte 222

5 Einführung in die vorwarts-sequenzielle Prozesssimulation in Excel 286

6 Ausgewahlte Beispiele der Rektifikation 330

7 Chemische Reaktion 408

Anhang 433

Literaturverzeichnis 456

Online Literaturverzeichnis 461

Stichwortregister 463

Über Autor(innen)

Prof. Dr.-Ing. Shichang Wang lehrt seit 01.03.2010 an der Hochschule Niederrhein auf dem Gebiet der Thermischen Verfahrenstechnik. Schwerpunkte sind u.a. Thermische Verfahrenstechnik, Computer Aided Process Engineering der Verfahrenstechnik, Thermodynamik sowie Stoff- und Wärmeübertragung. Vor seiner Hochschultätigkeit war er lange Jahre in verschiedenen Anlagenbauunternehmen (MESSO-Chemietechnik GmbH und Balcke-Dürr GmbH) als Verfahrensingenieur und Produktverantwortlicher für Verdampfungs- und Kristallisationsanlagen tätig.
 
Wolfgang Schmidt unterrichtet seit 2008 gemeinsam mit Professor Shichang Wang an der Hochschule Niederrhein in Krefeld das Thema Rektifikation. Nach seinem Abschluß als Dipl.-Ing. Chemietechnik an der TU Dortmund sammelte er langjährige Erfahrungen in der Industrie im Bereich Verfahrensentwicklung und Prozesssimulation. Er war 20 Jahre lang Geschäftsführer der Chemstations Deutschland GmbH in Wesel.