Berechnung von Stoffdaten und Phasengleichgewichten mit Excel-VBA

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Wolfgang Schmidt. Berechnung von Stoffdaten und Phasengleichgewichten mit Excel-VBA

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Berechnung von Stoffdaten und Phasengleichgewichten mit Excel-VBA. Anwendungen bei Verdampfung, Kristallisation, Rektifikation und Reaktion

Vorwort

Farbtafeln

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

1.1 Wasserdampftafel nach IAPWS-IF97

1.2 Inkrementenmethode von Joback

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

3.1.1 Massendefekt des Heliums

3.1.2 Das Wasserstoffatom

3.1.3 Der Kimball-Ansatz

3.1.4 Das Bohr’sche Atommodell

3.1.5 Das Wasserstoffmolekül nach dem Kimball-Ansatz

3.2 Zwischenmolekulare Wechselwirkungen

3.2.1 Kinetische Gastheorie eines idealen Gases

3.2.2 Die reale Gasgleichung

3.2.3 Potenzielle Energie von Molekülen

3.2.4 Zwischenmolekulare Energiepotenziale

3.2.5 Dipole

3.2.5.1 Feldstärke Punktladung

Polarisierbarkeit

3.2.5.2 Dispersion

Beispiele

Anhang

3.2.6 Berechnungen von Dipolen (Coulomb-Dipole)

3.2.7 Die Berechnung von Dipolmomenten (BerechnungDipolmoment)

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 Berechnung der Bindungsenergie mit dem Lennard-Jones-Modell

3.9 Molekülsysteme (MolekSimul)

3.10 Berechnung des Potenzials eines Feststoffes (Usolid)

3.11 Harmonischer Oszillator (harm)

3.12 Lineare dynamische Simulation (linearemolekuelsimulation)

3.13 Lineare Bewegung (molsim)

4. Phasengleichgewicht. 4.1 Einführung

4.2 Berechnungen mit UNIFAC (actcoeff)

4.3 Excel-Datei ACTCOEFF.xls

4.4 Flashberechnungen mit DWSIM und CHEMCAD

4.4.1 Unifac-Programme

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)

Verdampfungsenthalpie:

Flüssigdichte:

4.12 Phasengleichgewichte

4.13 Dampf-Flüssig-Gleichgewicht (VLE)

4.14 Raoult’sches Gesetz

4.15 Dalton’sches Gesetz

4.16 Reale Flüssigkeiten und Aktivitätskoeffizient

4.17 Feststoffgleichgewicht, Solid-Liquid-Equilibrium (SLE)

4.18 Partielle molare Größen

4.19 Flashberechnung von Phasengleichgewichten

4.19.1 Gas-Flüssigkeits-Gleichgewicht mit CHEMCAD

5. Einführung in die vorwärts-sequenzielle Prozesssimulation in Excel

5.1 Einführung in die Prozesssimulation

5.2 Bilanzierung einer Eindampfanlage als Gesamtanlage – Aufgabe a)

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

6.3.1 Binäres Gemisch

6.3.2 Ternäres Gemisch

6.3.3 Azeotropes Gemisch

6.3.4 Extraktivrektifikation

6.4 Batch-Destillation und –rektifikation

7. Chemische Reaktion

7.1 Einfacher Batch-Reaktor

7.2 Homogener Rührreaktor

Bilanzgleichungen:

Modellbeschreibung:

Berechnung / Ausgabe im Programm:

Anwendungsbeispiel mit Erläuterungen:

7.3 Inhomogener Rührreaktor

7.4 Rohrreaktor

Anhang

A.1 Gleichungssysteme

A.1.1 Lineare Gleichungssysteme (Lineares GleichungssystemLGL)

Nichtlineare Gleichungssysteme (NLGSVBA, Newton-Raphson)

A.2 Schiefer Wurf mit Reibung

A.3 Strömung aus einem Behälter

A.4 Laden eines Kondensators über einen Widerstand

A.5 Entladen eines Kondensators über einen Widerstand

Literaturverzeichnis

Online Literaturverzeichnis

Stichwortregister

WILEY ENDBENUTZER-LIZENZVEREINBARUNG

Отрывок из книги

Shichang Wang

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