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Burkhard Lohrengel. Verfahrenstechnik für Dummies
Schummelseite. KONZENTRATIONSMAßE
THERMODYNAMIK
WÄRMEÜBERTRAGUNG
GLEICHGEWICHT
BILANZLINIE
STOFFTRANSPORT
MECHANISCHE VERFAHRENSTECHNIK
Inhaltsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Illustrationsverzeichnis
Orientierungspunkte
Seitenliste
Über den Autor
Danksagung
Einführung
Törichte Annahmen über den Leser
Über dieses Buch
Wie dieses Buch aufgebaut ist
Teil I: Verfahrenstechnik – einige Grundlagen, damit Sie sich nicht verfahren
Teil II: Wärmeübertragung – der Kälte den Kampf angesagt
Teil III: Thermische Verfahrenstechnik – Trennung wegen Überhitzung
Teil IV: Mechanische Verfahrenstechnik – Kräfte bringen Teilchen in Schwung
Teil V: Der Top-Ten-Teil
Symbole, die in diesem Buch verwendet werden
Wie es weitergeht
Verfahrenstechnik – einige Grundlagen, damit Sie sich nicht verfahren
Verfahrenstechnik – was ist das eigentlich?
Verfahrenstechnik, die Stoffumwandlungstechnik
Stoffe werden umgewandelt
Sind Stoffumwandlungsprozesse eigentlich kompliziert?
Prozesse in Unit Operations zerlegen
Einteilung der Unit Operations
Unit Operations am Beispiel eines Kohlekraftwerks
Thermische und mechanische Verfahren
Geschichte der Verfahrenstechnik
Am Anfang war … das Feuer
Früh übt sich: Destillation
Unter Tage: Bergbau
Die Industrialisierung
Die Entwicklung der Verfahrenstechnik
Aggregatzustände
Phasen und Gemische. Phase, verfahrenstechnisch gesehen
Homogene und heterogene Gemische
Grundlegende Überlegungen zu Aggregatzuständen
Phasendiagramm
Ist Wasser nicht normal?
Teilchenmodell zur Beschreibung der Aggregatzustände
Gasförmiger Zustand
Wie verhält sich ein ideales Gas?
Ideales Gasgesetz
Was ist jetzt eigentlich ein Mol?
Welchen Standard hätten Sie denn gern?
Cocktailzeit: Gase können Sie mischen
Sättigung von Gasen mit Feuchtigkeit
Reales Gas
Flüssiger Zustand
Volumenausdehnung
Fester Zustand
Längenausdehnung
Auf die Form kommt es an
Phasenübergänge
Phasenübergänge bei Wasser
Sieden
Sieden von Flüssigkeiten
Siedepunkt
Siedepunktverschiebung
Gefrierpunktserniedrigung
Dampfdruckkurve
Darstellung der Dampfdruckkurve
Dampfdruck
Verdunstung
Konzentrationen
Phasen werden durchgemischt
Wie konzentriert soll's denn sein?
Molare Konzentration
Massenkonzentration
Massenanteil
Stoffmengenanteil
Beladung
Molbeladung
Massenbeladung
Volumenanteil
Molalität
Systeme, Zustände und Prozesse
System
Wie soll Ihr System aussehen?
Seltsame Zustände sind das
Ein wegunabhängiger Zustand?
Zustandsgrößen
p, V-Diagramm
Prozesse
Bilanzen
Bilanzgrundlagen
Was hätten Sie denn gern bilanziert?
Raum für Bilanzen
Bilanzzeitraum
Aufstellen einer Bilanz
Stoffbilanz
Stationäre Bilanz
Instationäre Bilanz
Allgemeine stationäre Bilanz
Thermodynamische Grundlagen
Definition Thermodynamik
0. Hauptsatz der Thermodynamik
1. Hauptsatz der Thermodynamik
Innere Energie
1. Hauptsatz für geschlossene Systeme
Offene Systeme
Enthalpie
1. Hauptsatz für offene Systeme
Kalorische Zustandsgleichung
Berechnung der inneren Energie
Berechnung der Enthalpie
Spezifische Wärmekapazität
2. Hauptsatz
Reversibel oder irreversibel, das ist hier die Frage
Exergie und Anergie
Entropie
Berechnung der Entropie
3. Hauptsatz
Kennzeichnung von Partikeln
Äquivalentdurchmesser
Feinheitsmerkmal
Sinkgeschwindigkeit
Welchen Äquivalentdurchmesser wünschen Sie?
Geometrischer Äquivalentdurchmesser
Volumengleicher Äquivalentdurchmesser
Äquivalentdurchmesser bei der Siebung
Darstellung von Partikelgrößenverteilungen
Verteilungssummenkurve
Mengenart
Wie groß ist denn nun die Anzahl?
Verteilungsdichtekurve
Zusammenhang zwischen Verteilungsdichte- und Verteilungssummenkurve
Einfluss der Mengenart auf die Partikelgrößenverteilung
Wärmeübertragung – der Kälte den Kampf angesagt
Grundlagen der Wärmeübertragung
Grundlagen der Wärmeübertragung
Temperatur
Temperaturskalen
Temperaturmessung
Wärmestrom und Wärmestromdichte
Arten der Wärmeübertragung
Wärmeleitung
Konvektion
Freie Konvektion
Erzwungene Konvektion
Strahlung
Gesamter übertragener Wärmestrom
Wärmeleitung
Stationäre und instationäre Wärmeleitung
Stationäre Wärmeleitung durch eine ebene Wand
Wärmeleitfähigkeit
Stationäre Wärmeleitung durch mehrschichtige ebene Wände
Wärmeleitung durch zylindrische Wände
Konvektiver Wärmeübergang
Grundlagen des konvektiven Wärmetransports
Strömungsgrenzschicht
Laminare Grenzschicht
Wärmeübergang
Grenzschicht
Ähnlichkeitstheorie
Wärmeübergangskoeffizient
Erzwungene Konvektion
Freie Konvektion
Wärmedurchgang
Wärmedurchgangskoeffizient
U-Wert
Wärmeübertragung durch Strahlung
Grundbegriffe der Temperaturstrahlung
Temperaturstrahlung
Wellenlängenbereich der Temperaturstrahlung
Absorption, Reflexion, Transmission
Durch Strahlung übertragene Wärmemenge
Wärmestrahlung zwischen Körpern
Wärmeübertrager
Einteilung Wärmeübertrager
Direkte Wärmeübertrager
Indirekte Wärmeübertrager
Halbindirekte Wärmeübertragung
Wärmeübertragende Medien
Bauarten von Rekuperatoren
Doppelrohr-Wärmeübertrager
Rohrbündel-Wärmeübertrager
Platten-Wärmeübertrager
Spiral-Wärmeübertrager
Rohrschlangen-Wärmeübertrager
Auslegung von Rekuperatoren
Strömungsführung in Rekuperatoren
Temperaturverläufe bei Gleich- und Gegenstrom
Gegenstrom
Gleichstrom
Übergehender Wärmestrom
Heiz- und Kühlmedien
Zweiphasen-Wärmeübergang
Kondensation
Dampfdruckkurve
Kondensation an gekühlten Flächen
Film- und Tropfenkondensation
Filmkondensation
Übertragener Wärmestrom
Kondensatorbauarten
Sieden
Was ist denn nun eigentlich sieden?
Siedevorgang
Behältersieden
Konvektionssieden
Blasen- und Filmsieden
Siedekurve
Siedeverzug
Strömungssieden
Verdampfer
Auslegung von Verdampfern
Verdampferbauarten
Fallfilmverdampfer
Dünnschichtverdampfer
Verschaltung mehrerer Verdampfer
Thermische Verfahrenstechnik – Trennung wegen Überhitzung
Thermische Trennverfahren
Thermische und physikalisch-chemische Trennverfahren
Thermische Trennverfahren
Physikalisch-chemische Trennverfahren
Physikalische Grundprinzipien
Überblick über Thermische Trennverfahren
Destillation
Verdampfung
Diskontinuierliche Destillation
Fraktionierte Destillation
Kontinuierliche einfache Destillation
Rektifikation
Das Verfahrensprinzip der Rektifikation
Wo finde ich denn nun Rektifikationskolonnen?
Kristallisation
Physikalisch-chemische Trennverfahren
Absorption
Verfahrensprinzip der Absorption
Haupteinsatzgebiete
Gasreinigung
Sättigung von Flüssigkeiten
Extraktion
Flüssig-flüssig-Extraktion
Fest-flüssig-Extraktion
Hochdruckextraktion
Adsorption
Wie funktioniert die Adsorption?
Und wo wird die Adsorption eingesetzt?
Abgasreinigung
Trocknung von Luft
Wasseraufbereitung
Membranverfahren
Verfahrensprinzip
Mikro- und Ultrafiltration
Umkehrosmose
Pervaporation
Gaspermeation
Dialyse
Elektrodialyse
Gleichgewicht
Ist Gleichgewicht für uns Menschen wichtig?
Grundlagen der Gleichgewichtsberechnung
Gleichgewichtsbedingungen
Vorausberechnung von Gleichgewichten
Das Phasengleichgewicht Gasphase-Flüssigphase
Dampfdruck
Berechnung der Partialdrücke in Gas und Flüssigkeit. Daltonsches Gesetz
Berechnung des Gleichgewichts
Henrysches Gesetz
Gleichgewicht für Absorption
Gleichgewicht für Rektifikation
Siedediagramm
Gleichgewichtsdiagramm
Phasengleichgewicht Flüssigphase-Flüssigphase
Wer ist x und wer y?
Gleichgewichtsdarstellung im Dreiecksdiagramm
Aufbau eines Dreiecksdiagramms
Darstellung des Gleichgewichts im Dreiecksdiagramm
Binodalkurve
Konode
Konjugatlinie
Auslegung thermischer Trennverfahren – das Modell der theoretischen Trennstufen
Das Modell der theoretischen Trennstufe
Wie viel theoretische Trennstufen hätten Sie denn gern?
Bilanzlinie
Konstruktion der Bilanzgeraden
Absorbensmolenstrom
Geht's eigentlich auch praktisch?
Kolonneneinbauten
Bodenkolonnen
Dual-Flow-Böden
Böden mit Flüssigkeitszwangsführung
Füllkörper und Packungen
Praktische Stufenzahl für Füllkörper und Packungen
Auslegung thermischer Trennverfahren – Stofftransport und HTU/NTU-Modell
Berechnung der Kolonnenhöhe
Grundlagen des Stofftransports
Diffusion
Konvektion
Stoffdurchgang durch Grenzflächen
Stofftransport zwischen Phasen
Stoffdurchgang
HTU/NTU-Modell
Trocknung
Prinzip der Trocknung
Trocknungsverfahren
Lufttrocknung
Gefriertrocknung
Kondensationstrocknung
Adsorptionstrocknung
Vakuumtrocknung
Trocknung durch Wärmezufuhr
Technische Trocknung feuchter Güter
Wärmeübertragung bei der Trocknung
Kontakttrocknung
Konvektionstrocknung
Strahlungstrocknung
Induktionstrocknung
Wo die Feuchtigkeit steckt
Trocknungsverlauf
Trockner
Konvektionstrockner
Kammertrockner
Bandtrockner
Trommeltrockner
Wirbelschichttrockner
Sprühtrockner
Kontakttrockner
Mechanische Verfahrenstechnik – Kräfte bringen Teilchen in Schwung
Mechanische Trennverfahren
Grundoperationen der mechanischen Verfahrenstechnik
Grundlagen mechanischer Trennverfahren
Beschreibung des Trennvorgangs
Gesamtabscheidegrad
Verteilungsdiagramme
Trennkurve
Sedimentation
Trennprinzip der Sedimentation
Auslegung einer Sedimentation
Widerstandsbeiwert
Sinkgeschwindigkeit bei laminarer Umströmung
Sedimentationsapparate. Schwerkraftabscheider
Fliehkraftabscheider
Flotation
Filtrieren
Abscheidemechanismen
Siebeffekt
Trägheitseffekt
Diffusionseffekt
Elektrostatischer Effekt
Triebkraft der Filtration
Bauformen filternder Abscheider
Tiefenfilter
Oberflächenfilter
Bauformen von Oberflächenfiltern
Abreinigung
Oberflächenfilter zur Aufbereitung von Suspensionen
Schüttschichtfilter
Querstromfiltration
Klassieren
Siebklassieren
Stromklassieren. Stromklassieren mit flüssigem Trennmedium
Windsichten
Mischen
Übersicht über Mischverfahren
Kennzeichnung des Mischungszustands
Beschreibung des Mischungszustands
Mischgüte
Mischzeit
Mischapparate
Flüssigkeit als kohärente Phase
Homogenisieren
Begasen
Suspendieren
1-s-Kriterium
90-%-Kriterium
Homogene Suspension
Rührapparate
Rührtechnik
Statische Mischer
Mischen von Feststoffen. Kneten
Schaufelkneter
Schneckenkneter
Mischen körniger Stoffe
Pneumatische Mischer
Freifallmischer
Zwangsmischer
Gas als kohärente Phase
Düsen
Mischung von zwei Gasen
Zerstäuben
Zweistoffdüsen
Einstoffdüse
Tropfenbildung an Düsen
Zerteilprozesse
Feststoffzerkleinerung
Materialverhalten
Zugversuch
Spannungs-Dehnungs-Diagramm für unterschiedliche Materialien
Materialhärte
Einfluss der Partikelgröße
Kenngrößen für die Zerkleinerung. Wirkungsgrad
Zerkleinerungsgrad
Beanspruchungsarten
Zerkleinerungsverfahren
Grobbrechen
Feinbrechen
Fein- und Feinstmahlen
Schneidzerkleinerung
Zerkleinerungsanlagen
Flüssigkeitszerstäubung
Zerstäubungsdüsen
Fliehkraftzerstäuber
Agglomerieren
Grundlagen der Agglomeration
Anwendung der Agglomeration
Was passiert eigentlich bei der Agglomeration?
Bindungskräfte
Adhäsion und Kohäsion
Van-der-Waals-Kräfte
Agglomerationsverfahren
Aufbauagglomeration
Prinzip der Aufbauagglomeration
Apparate zur Durchführung der Aufbauagglomeration
Granulierteller
Granuliertrommel
Wirbelschichtgranulierer
Pressagglomeration
Grundlagen der Pressagglomeration
Maschinen zur Pressagglomeration
Walzenpressen
Matrizenpressen
Schneckenpressen
Stempelpressen
Sintern
Agglomeration in flüssiger Phase
Koagulation
Flockung
Der Top-Ten-Teil
Zehn wichtige Personen der Verfahrenstechnik
Celsius
Dalton
Fourier
Henry
Fick
Raoult
Reynolds
Nußelt
Carl Bosch
Kirschbaum
Stichwortverzeichnis
A
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D
E
F
G
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I
K
L
M
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P
Q
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T
U
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Z
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