Chemische Verfahrenstechnik
Klausur E.Henrich - Einführung in die chemische Verfahrenstechnik
Klausur E.Henrich - Einführung in die chemische Verfahrenstechnik
Kartei Details
| Karten | 128 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Chemie |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 18.02.2015 / 01.11.2022 |
| Weblink |
https://card2brain.ch/box/chemische_verfahrenstechnik
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Was ist ein PIRA+, TIRCHALA?
PIRA+ = Pressure Indicator Recorder Alarm+ (high)
TIRCHALA= Temperature Indicator Recorder Controller High Alarm / Low Alarm
Welche weiteren Unterlagen gehören neben den Fließbildern zu einer Anlagenplanung?
* Kostenschätzung- Aufstellungsplan, * Maschinenliste, * Prozessbeschreibung * Anlagenplan
Mit welcher Formel wird die Kostenänderung von Anlagen, Apparaten und Maschinen mit der Größe beschrieben?
In welchem Bereich liegt üblicherweise der Kostendegressions-Exponent?
Kostendegressionsexponent --> Kosten1/Kosten2 = (Größe1/größe2)^0,7
* Rohstoffe und Energie 1; * Personal 0,25; * Apparate 0,7
Wie schätzt man die Investitionskosten einer Anlage ab? Skizzieren Sie die Einzelschritte!
Was kommt beim Anlagenbetrieb dazu?
Liste aller Apparate und Maschinen --> dann Kosten addieren --> Kosten frei Anlage --> dann ca. * 4 oder 5 für Anschließung, Aufbau etc.
Betriebskosten: Wartungs-und Instandhaltungskosten (ca. 25% d. Anlagenkosten), Rohstoffkosten, Personal, Energie
Skizzieren Sie die Abschätzung der Herstellkosten eines Produkts!
Welche (4 bzw. 5) Faktoren werden dafür idR benötigt?
* Abschreibung * Wartung, Reparatur/Instandhaltung * Zinsen * Rohstoffe * Energie
Welcher Anteil der Anlageninvestitionen wird pro Jahr im Mittel zu den anderen Jahresposten addiert; was sind die Hauptgründe?
¼ Anlagenkosten muss bei Herstellungskosten mitberücksichtigt werden 10 % Abschreibung, Zinsen, Instandhaltung etc.
Nenne Sie mindestens 3 Gründe warum die gesamten Investitionskosten einer Anlage das Mehrfache der Kostensumme für Apparate und Maschinen (frei Anlage) betragen?
In welchem Bereich liegt der Faktor üblicherweise?
* Aufstellung * Instrumentierung * Anschließung * Eichung
Faktor +- 1
Wie kann man die Kosten von Apparaten und Maschinen abschätzen, wenn es sich nicht um Katalog- oder Standardware handelt deren Preise bekannt sind?
Am billigsten nach Gewicht oder nach Fläche
Mit welchen Kostendegressionsexponenten werden die Kosten für die 1)Anlage, 2)Personal, 3)Energie und 4)Rohstoffe üblicherweise abgeschätzt?
Um welchen Faktor steigen dann die Einzelkosten in einer 10mal größeren Anlage?
* Rohstoffe und Energie 1; * Personal 0,25; * Apparate 0,7
Apparaten --> 5-fach
Bei Personal --> 1,7-fach
Rohstoffkosten --> 10fache
Was ist ein Freiheitsgrad?
Bewegung eines Moleküls Translation, Rotation um x/y/z achse, Schwingung Anzahl
Freiheitsgrad für jedes Atom 3 - > Also bei Wasser 9.
Maximale Molwärme Cv?
6 * r
Verfahren BASF
Doppel-Kontakt-Verfahren 1960 --> Schwefeldioxid wird katalytisch oxidiert zu So3 – es wird nicht alles oxidiert, sondern es bleibt ein kleiner Bestandteil zurück.
Skizzieren Sie das Verweilzeitverhalten eines Rührkessels (1.) mit Kurzschluss und (2.) mit Totvolumen!
s. Graphik
b) Kurzschluss; c) Totvolumen
Welches sind die beiden Grundtypen von chemischen Reaktoren? Geben Sie Mischverhalten und Verweilzeitspektrum an; letzteres am einfachsten als Antwortfunktion im c/t-Diagramm nach einer Stoßmarkierung?
Mehrphasenreaktor (kontinuierlich), Einphasenreaktor (diskontinuierlich) à Kessel-, Rohrreaktor
Wie unterscheiden sich axiale und radiale Vermischung im Idealfall bei beiden Reaktoren? (Rohr, Rührkessel)
Idealer Kessel --> axial & radial unendlich
Idealer Rohrreaktor --> axial nicht, radial groß
Welches sind die physikalischen Grundgrößen im SI System und ihre Einheiten (ohne Candela)?
Länge (m), Masse (kg), Stromstärke (A), Temperatur (K), Stoffmenge (mol), Zeit (s)
Schreiben Sie 3 beliebige zusammengesetzte Größen und ihre Dimension im SI System!
v = m/s J = kg*m²/s² F = kg*m/s²
Rechnen Sie den „overall heat transfer coefficient“ (Wärmedurchgangskoeffizient)
BTU/ft2∙Δ0F∙h in SI-Einheiten um;
s.Bild
Was bedeuten die Abkürzungen BTU und SI?
British thermal unit, System International (d’unites)
Für welche physikalischen Größen stellt man Bilanzgleichungen auf?
Geben Sie mindestens 3 Beispiele für solche Größen!
Für die Erhaltungsgrößen --> Masse-, Impuls-, Energieerhaltung
Nennen Sie 2 mechanische und 2 thermische Grundoperationen!
Nennen Sie dazu jeweils einen entsprechenden Apparate- oder Maschinentyp!
Mechanisch: Mischen, Zerkleinern --> Rührkessel, Mühle
Thermisch: Extrahieren, Kristalisieren --> Mischabsetzer, Spritzturm
Ein chemisches Verfahren lässt sich idR in folgende Sektionen unterteilen:
1. Vorbereitung der Edukte (Rohstoffe) 2. Chemische Umsetzung (im Reaktor)
3. Aufarbeitung der Produkte
In welchen Fachdisziplinen werden Punkte 1-3 behandelt? (englische Begriffe?)
Grundoperation (1), chemische Reaktionstechnik (2), Grundoperation (3) (unit operation, reaction engineering)
Welche Grundoperationen werden zur Herstellung von Weihnachtsplätzchen gebraucht? Mindestens vier !
Mischen, Zerkleinern, Heizen, Kühlen
Übersetzen Sie folgende Fachausdrücke ins Englische bzw. Deutsche!
heat transfer coeffient (Wärmeübergangskoeffizient), overall heat transfer coeffient (Wärmedurchgangskoeffizient), diffusivity (Diffusionskoeffizient), thermal diffusivity (Temperaturleitfähigkeit), reaction rate coeffient (Reaktionsratenkoeffizient), reaction engineering (Reaktionstechnik), HETS (Height equivalent to theoretical stage), HHV (Brennwert), LHV (Heizwert), s (Feststoff), l (Flüssigkeit), g (Gas); OPEX (Betriebskosten), CAPEX (Investitionskosten), entrainment (Mitschleppen bei Gegenstrom)
Übersetzen Sie folgende Fachausdrücke ins Englische bzw. Deutsche!
Grenzschicht (film, boundary layer), Wärmeleitfähigkeit (thermal diffusitvity), Ähnlichkeit (similarity, chemical affinity), Fluid (Fluid (Flüssigkeiten und Gase)), Wirbelschicht (fluid bed), Reynolds Kennzahl (Reynolds number)
Skizzieren Sie mit Stichworten die Herleitung eines Kennzahlen-Satzes mit der Matrixmethode wenn die Relevanzliste bekannt ist.
Bilden der Kernmatrix (Zahl der Grundgrößen) à Einheitsmatrix à Kennzahlen errechnen
(Größen außerhalb der Kernmatrix durch darunterliegenden Größen der Spalte)
Was versteht man unter partieller Ähnlichkeit?
Wenn die wichtigsten Kennzahlen gleich sind (alle gleich = Ähnlichkeit)
Welche Vorteile hat die Beschreibung physikalischer Phänomene mit dimensionslosen Kennzahlen?
Weniger Parameter, die zu untersuchen sind à weniger Experimente
Die Dimensionsanalyse liefert mit Hilfe einer korrekten Relevanzliste nur einen Kennzahlen-Satz
(a) Was liefert die Dimensionsanalyse nicht?
(b) Was muss man tun, um ohne Beziehungsformel-Formel weiter zu arbeiten?
(a) Eine Formelmäßige Beziehung der Kennzahlen
(b) Die Kerngrößen gegeneinander auftragen --> Messungen
Was versteht man unter einer Grenzschicht (engl. boundery layer, film) in einer turbulenten Fluidphase; wie dick ist sie idR größenordnungsmäßig in Liquids und Gasen?
Bereich, der molekular durchlaufen werden muss (nicht berührte dünne Schicht)
L = 10-4 m, G = 10-3 m
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