Scale-up

Modellübertragung in der Verfahrenstechnik
2. vollständig überarbeitete und erweiterte Auflage 2005
ISBN: 978-3-527-31422-5
Verlag: Wiley-VCH GmbH

Buch, Deutsch, 275 Seiten, Format (B × H): 177 mm x 251 mm, Gewicht: 874 g

Das Thema dieses Buches ist die Übertragung von Verfahren aus dem Labor- bzw. dem Technikumsmaßstab in den industriellen Maßstab einer Produktionsanlage. Die einzige zuverlässige Methode dazu basiert auf der Darstellung von Versuchsergebnissen im zutreffenden dimensionsanalytischen Raum, der sich als maßstabsinvariant erweist.
Das Buch ist in zwei Teile gegliedert. In der ersten Hälfte werden die theoretischen Grundlagen detailliert vorgestellt, um auch Lesern ohne vertiefte mathematische Vorkenntnisse dieses Themengebiet näherzubringen. Diskutiert werden die Grundlagen der Dimensionsanalyse, die Behandlung von temperaturabhängigen und von rheologischen Stoffwerten und die Modellübertragung bei nicht-Verfügbarkeit von Modell-Stoffsystemen, sowie bei partieller Ähnlichkeit. All dies wird dem Leser anhand von 20 modernen Beispielen aus der heutigen verfahrenstechnischen Praxis illustriert und mit 25 in dieser Auflage neu hinzugekommenen Übungsaufgaben aktiv erarbeitet und anhand der Lösungen kontrolliert.
Im zweiten Teil des Buches werden die einzelnen verfahrenstechnischen Grundoperationen aus den Bereichen mechanische, thermische und chemische Verfahrenstechnik von der Warte 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.

Zielgruppe

Ingenieure für Verfahrenstechnik, Chemiker in der Industrie, Verfahrenstechniker, Physiker in der Industrie, Industriebibliotheken

Autoren/Hrsg.

Zlokarnik, Marko

Fachgebiete

• Naturwissenschaften Chemie Chemie Allgemein Chemische Labormethoden, Stöchiometrie
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Chemische Reaktionstechnik (incl. Katalyse, Elektrolyse)
• Naturwissenschaften Chemie Chemie Allgemein Toxikologie, Gefahrstoffe, Sicherheit in der Chemie
• Naturwissenschaften Chemie Chemie Allgemein Pharmazeutische Chemie, Medizinische Chemie
• Naturwissenschaften Chemie Chemie Allgemein Chemometrik, Chemoinformatik
• Technische Wissenschaften Verfahrenstechnik | Chemieingenieurwesen | Biotechnologie Chemische Verfahrenstechnik

Inhaltsverzeichnis

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

Über Autor(innen)

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.

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 Produktionsanlagen, was neben der Aufklärung der Reaktionskinetik grundlegende Arbeiten zur Rührtechnik und zur Modellübertragung nach sich zog. In den 70er Jahren entwikkelte 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.