Mechanische Verfahrenstechnik: Berechnung Und Projektierung

ISBN-13: 9783642874536 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 473 str.

Hansjurgen Ullrich

Opis

Die Verfahrenstechnik umfasst die industrielle Herstellung und Ver arbeitung beliebiger Stoffe. In den einzelnen Stufen eines Verfahrens laufen nacheinander verschiedene aufeinander abgestimmte Verfahrens schritte ab. Nach dem jeweils beabsichtigten Grundvorgang kann ma- unabhangig von den verarbeiteten Substanzen - mechanische, thermi sche, chemische, elektrochemische, biologische und andere Verfahrens schritte unterscheiden. Die mechanische Verfahrenstechnik beschaftigt sich mit allen Ver fahrensschritten, bei denen mechanische Vorgange als beabsichtigte Grundprozesse vorherrschen. Da alle Verfahren mechanische Schritte enthalten, kommt diesem Teilgebiet der Verfahrenstechnik eine besondere Bedeutung zu. Die gleiche Allgemeinheit kann daneben nur noch die Projektierung verfahrenstechnischel' Anlagen fur sich in Anspruch nehmen. Das vorliegende Buch fasst diese beiden fur alle Zweige der Verfahrenstechnik gultigen Teilgebiete zusammen. Es soll nicht nur den Studenten in diese Gebiete einfuhren, sondern auch dem beruflich tati gen Ingenieur beim Losen praktischer Probleme helfen und ihm in vielen Fallen die Zuhilfenahme weiteren Schrifttums bzw. die zeitraubende Suche nach einschlagigen Fachaufsatzen ersparen."

Spis treści

1. Grundlagen.- 1.1 Maßsysteme.- 1.11 Einheiten und Einheitensysteme.- 1.12 Technisches, physikalisches und internationales Maßsystem.- 1.13 Umrechnungsfaktoren.- 1.2 Allgemeine Grundgleichungen.- 1.21 Massenbilanzgleichungen.- 1.22 Energiebilanzgleichungen.- 1.23 Zustandsgleichungen.- 1.24 Bewegungsgleichungen.- 1.3 Ähnlichkeitsbetrachtungen.- 1.31 Dimensionsanalyse.- 1.32 Kennzahlen.- 1.33 Modellähnlichkeit.- 1.4 Wärme- und Stoffaustausch.- 1.41 Wärmeübertragung.- 1.42 Stoffübertragung.- 1.43 Kennzahlen des Wärme- und Stoffaustauschs.- 1.5 Schrifttum zu Kapitel 1.- 2. Stoffe.- 2.1 Aufbau und Struktur der Materie.- 2.11 Elementarteilchen.- 2.12 Atomkern und Elektronenhülle.- 2.13 Kohäsion und thermische Bewegung.- 2.2 Gase.- 2.21 Ideale Gase.- 2.22 Reale Gase.- 2.23 Gasgemische.- 2.3 Flüssigkeiten.- 2.31 Normale oder Newtonsche Flüssigkeiten.- 2.32 Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.- 2.33 Flüssigkeitsgemische und Lösungen.- 2.4 Feststoffe.- 2.41 Gefüge.- 2.42 Verhalten.- 2.43 Körner und Haufwerke.- 2.5 Schrifttum zu Kapitel 2.- 3. Speichern.- 3.1 Grundlagen.- 3.11 Druckverteilung.- 3.12 Temperatureinflüsse.- 3.13 Andere materialbedingte Erscheinungen.- 3.14 Dichtigkeit von Flüssigkeits- und Gasbehältern.- 3.2 Speichern von Gasen und Dämpfen.- 3.21 Niederdruck-Gasbehälter.- 3.211 Glockengasbehälter oder Naßspeicher.- 3.212 Scheibengasbehälter.- 3.213 Membrangasometer und Speicherballons.- 3.22 Hochdruck-Gasbehälter.- 3.221 Gasflaschen.- 3.222 Kugelgasbehälter.- 3.23 Flüssiggas- und Lösungsgasbehälter.- 3.231 Flüssiggasbehälter.- 3.232 Wasserdampf-Gefällespeicher, Ruths-Speicher.- 3.233 Lösungsgasbehälter.- 3.3 Speichern von Flüssigkeiten.- 3.31 Offene Behälter.- 3.32 Geschlossene Niederdruckbehälter.- 3.321 Wasserbehälter.- 3.322 Stehende, zylindrische Niederdruckbehälter (Tanks).- 3.323 Andere Niederdruckbehälter für Flüssigkeiten.- 3.33 Hochdruck-Flüssigkeitsbehälter.- 3.4 Speichern von Feststoffen.- 3.41 Bodenspeicher.- 3.411 Freilager.- 3.412 Gebäudespeicher.- 3.42 Schachtspeicher.- 3.421 Form.- 3.422 Maßnahmen zum Vermeiden bzw. Beseitigen von Entnahmestörungen.- 3.43 Beschickungs- und Entnahme-Einrichtungen.- 3.5 Schrifttum zu Kapitel 3.- 4. Fördern.- 4.1 Einphasige Strömung von Gasen und Flüssigkeiten.- 4.11 Grundlagen.- 4.111 Volumbeständige Newtonsche Flüssigkeiten.- 4.112 Kompressible Medien (Gase und Dämpfe).- 4.113 Stark verdünnte Gase.- 4.114 Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.- 4.12 Stationäre Strömung durch gerade Rohre und Kanäle.- 4.121 Volumbeständige Newtonsche Flüssigkeiten.- 4.122 Kompressible Medien (Gase und Dämpfe).- 4.123 Stark verdünnte Gase.- 4.124 Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten.- 4.13 Querschnittsänderungen.- 4.131 Stetige Kanalverengungen. Düsen.- 4.132 Allmähliche Erweiterungen, Diffusoren.- 4.133 Lavaldüsen.- 4.134 Einspringende Kanten, plötzliche Erweiterungen.- 4.14 Richtungsänderungen.- 4.141 Krümmer ohne Einbauten.- 4.142 Krümmer mit Leitblechen.- 4.143 Krümmer ohne Einbauten bei stark verdünnten Gasen.- 4.15 Sonstige Strömungsvorgänge in Rohren und Kanälen.- 4.151 Stromverzweigungen.- 4.152 Stromvereinigungen.- 4.153 Armaturen und Mcßstrecken.- 4.154 Gitter, Siebe und Gewebe.- 4.155 Hintereinanderschalten verschiedener Leitungselemente.- 4.2 Mehrphasige Strömungen.- 4.21 Flüssigkeits/Gas- und Flüssigkeits/Dampf-Gemische.- 4.211 Strömungsformen.- 4.212 Blasen-, Schaum- und Spritzerströmungen.- 4.213 Schicht- und Ringströmungen, Rieselfilme.- 4.214 Örtliche Zweiphasengebiete in sonst einphasigen Strömungen.- 4.22 Feststoff/Gas-Gemische.- 4.221 Gasströmungen durch ruhende Schüttungen.- 4.222 Wirbelschichten.- 4.223 Pneumatischer Feststofftransport.- 4.23 Andere Mehrphasensysteme.- 4.231 Feststoff/Flüssigkeits-Gemische.- 4.232 Gemische ineinander unlöslicher Flüssigkeiten.- 4.233 Feststoff/Flüssigkeits/Gas-Gemische.- 4.3 Fördereinrichtungen für Gase.- 4.31 Arbeitsweise und Betriebsverhalten, Einsatzbereiche, Auslegung.- 4.311 Arbeitsweise und Betriebsverhalten.- 4.312 Einsatzbereiche.- 4.313 Auslegung.- 4.32 Fördereinrichtungen mit statischer Arbeitsweise.- 4.321 Kolben- und Membranverdichter, Kolben-Vakuumpumpen.- 4.322 Drehkolben- und Drehschiebermaschinen.- 4.323 Schraubenverdichter.- 4.33 Fördereinrichtungen mit dynamischer Arbeitsweise.- 4.331 Lüfter bzw. Ventilatoren, Turboverdichter.- 4.332 Molekular- und Turbomolekular-Vakuumpumpen.- 4.333 Strahlgebläse und Strahlpumpen.- 4.34 Andere Fördereinrichtungen für Gase.- 4.341 Vielzellenverdichter und -vakuumpumpen.- 4.342 Flüssigkeitsringverdichter und -vakuumpumpen.- 4.4 Fördereinrichtungen für Flüssigkeiten (Pumpen).- 4.41 Arbeitsweise und Betriebsverhalten, Einsatzbereiche, Auslegung.- 4.411 Arbeitsweise und Betriebsverhalten.- 4.412 Einsatzbereiche.- 4.413 Auslegung.- 4.42 Fördereinrichtungen mit statischer Arbeitsweise.- 4.421 Kolben- und Membranpumpen.- 4.422 Drehkolben- und Drehschieberpumpen.- 4.423 Schraubenspindel- und Exzenterschneckenpumpen.- 4.424 Quetschpumpen.- 4.43 Fördereinrichtungen mit dynamischer Arbeitsweise.- 4.431 Kreiselpumpen.- 4.432 Seitenkanalpumpen.- 4.433 Förderschnecken.- 4.434 Strahlpumpen.- 4.44 Andere Pumpen.- 4.5 Fördereinrichtungen für Feststoffe.- 4.51 Einrichtungen zum portionsweisen Feststofftransport.- 4.511 Transportfahrzeuge.- 4.512 Hängebahnen.- 4.513 Lastenaufzüge.- 4.514 Krane.- 4.52 Einrichtungen zum kontinuierlichen Feststofftransport.- 4.521 Schwingförderer.- 4.522 Band- und Kettenförderer, Becherwerke.- 4.523 Förderschnecken.- 4.524 Andere mechanische Transporteinrichtungen.- 4.53 Pneumatischer und hydraulischer Feststofftransport.- 4.6 Schrifttum zu Kapitel 4.- 5. Mischen.- 5.1 Grundlagen.- 5.11 Gemischzusammensetzung.- 5.12 Mischgüte.- 5.13 Mischzeit und zeitlicher Ablauf der Mischvorgänge.- 5.14 Modellähnlichkeit beim Mischen.- 5.2 Mischen verschiedener Gase.- 5.21 Gasstrahlen.- 5.22 Mischdüsen und Drallkammern.- 5.23 Gasverdichter als Mischeinrichtungen.- 5.3 Mischen verschiedener ineinander löslicher Flüssigkeiten.- 5.31 Durchlaufmischer für niedrigviskose Flüssigkeiten.- 5.311 Flüssigkeitsstrahlen.- 5.312 Mischdüsen und Drallkammern.- 5.313 Pumpen als Durchlaufmischer.- 5.32 Durchlaufmischer für hochviskose Flüssigkeiten.- 5.321 Einwellige Schneckenmischer.- 5.322 Ko-Kneter.- 5.323 Mehrwellige Durchlaufmischer.- 5.33 Rühr- und Knetwerke.- 5.331 Bauarten und Einsatzbereiche.- 5.332 Antriebsleistung.- 5.333 Drehzahl.- 5.4 Mischen verschiedener Feststoffe.- 5.41 Trommelmischer.- 5.42 Trogmischer.- 5.43 Andere Einrichtungen zum Feststoffmischen.- 5.5 Mischen mehrphasiger Produkte.- 5.51 Mischen von Gasen mit Flüssigkeiten.- 5.511 Flüssigkeitsverteilung in Gasen.- 5.512 Gasverteilung in Flüssigkeiten.- 5.513 Rieselfilme.- 5.52 Mischen von Gasen mit Feststoffen.- 5.521 Gasdurchströmte Schüttungen und Wirbelschichten.- 5.522 Feststoff/Gas-Gemische in Leitungen.- 5.523 Staubbeladene Gasstrahlen.- 5.53 Mischen verschiedener ineinander unlöslicher Flüssigkeiten (Emulgieren).- 5.531 Rührwerke zum Emulgieren.- 5.532 Mischpumpen, Kolloidmühlen und Homogenisierapparate.- 5.54 Mischen von Flüssigkeiten mit Feststoffen.- 5.6 Schrifttum zu Kapitel 5.- 6. Trennen.- 6.1 Grundlagen.- 6.11 Zusammensetzung.- 6.12 Trenngüte.- 6.2 Trennen verschiedener Gase.- 6.3 Trennen verschiedener ineinander löslicher Flüssigkeiten und Lösungen.- 6.4 Trennen verschiedener Feststoffe.- 6.41 Klassieren.- 6.411 Sieben.- 6.412 Schwerkraft-Klassieren.- 6.413 Fliehkraft-Klassieren.- 6.42 Sortieren.- 6.421 Sortieren nach der Dichte.- 6.422 Sortieren nach der Benetzbarkeit (Flotation).- 6.423 Sortieren nach magnetischen und elektrischen Eigenschaften.- 6.424 Sortieren nach optischen Eigenschaften.- 6.5 Trennen mehrphasiger Produkte.- 6.51 Trennen von Flüssigkeits/Gas- und Gas/Flüssigkeits-Gemischen.- 6.511 Absetzkammern.- 6.512 Prallscheider.- 6.513 Fliehkraftscheider.- 6.514 Elektrofilter.- 6.515 Abscheiden von Gasblasen aus Gas/Flüssigkeits-Gemischen.- 6.52 Trennen von Feststoff/Gas-Gemischen.- 6.521 Absetzkammern.- 6.522 Prallscheider.- 6.523 Zyklone.- 6.524 Elektrofilter.- 6.525 Siebe und Gewebefilter.- 6.526 Gaswascher.- 6.53 Trennen von Emulsionen.- 6.531 Phasenscheidegefäßo.- 6.532 Separatoren.- 6.533 Röhrenzentrifugen.- 6.54 Trennen von Feststoff/Flüssigkeits-Gemischen.- 6.541 Absetzbehälter.- 6.542 Filter.- 6.543 Zentrifugen und Hydrozyklone.- 6.544 Scheidepressen.- 6.6 Schrifttum zu Kapitel 6.- 7. Zerkleinern und Kompaktieren.- 7.1 Grundlagen.- 7.11 Zerkleinerungsvorgänge.- 7.12 Kompaktierungsvorgänge.- 7.13 Zerkleinerungsverhalten der Feststoffe.- 7.2 Grobzerkleinern.- 7.21 Backenbrecher.- 7.22 Rund-, Kreisel- oder Kegelbrecher.- 7.23 Walzenbrecher.- 7.231 Zweiwalzenbrecher.- 7.232 Einwalzenbrecher.- 7.24 Prallbrecher.- 7.241 Sieb-Prallbrecher.- 7.242 Doppel-Prallbrecher.- 7.243 Sieblose Prallbrecher.- 7.25 Schneidmaschinen, Hackmaschinen und Granulatoren.- 7.251 Schneidmaschinen.- 7.252 Hackmaschinen (Grobzerspaner).- 7.253 Granulatoren.- 7.3 Feinzerkleinern.- 7.31 Mühlen mit losen Mahlkörpern.- 7.311 Trommelmühlen.- 7.312 Schwingmühlen.- 7.313 Rührwerks-Kugelmühlen.- 7.32 Wälzmühlen.- 7.321 Schwerkraft-Wälzmühlen, Kollergänge.- 7.322 Federkraft-Wälzmühlen.- 7.323 Fliehkraft-Wälzmühlen, Pendelmühlen.- 7.33 Walzenmühlen.- 7.34 Prallmühlen.- 7.341 Sieb-Schlägermühlen.- 7.342 Sieblose Schlägermühlen.- 7.343 Strahlmühlen.- 7.35 Feinschneidmaschinen.- 7.351 Schneidmühlen.- 7.352 Weichzerkleinerungsmaschinen.- 7.353 Holländer.- 7.36 Steinmahlgänge.- 7.37 Kolloidmühlen.- 7.4 Kompaktieren.- 7.41 Wälzdruck-Kompaktiermaschinen.- 7.42 Brikettier- und Tablettiermaschinen.- 7.43 Krümel- und Pellet-Formeinrichtungen.- 7.44 Pasten-Granuliereinrichtungen.- 7.45 Einrichtungen zum Pellet-Brennen und zum Sintern.- 7.5 Schrifttum zu Kapitel 7.- 8. Projektieren.- 8.1 Verfahren.- 8.11 Verfahrensschema oder Fließbild.- 8.111 Blockschema.- 8.112 Schematisches Fließbild.- 8.113 Verfahrensfließbild.- 8.114 Technologisches oder konstruktives Fließbild.- 8.115 Schaltpläne elektrischer Einrichtungen.- 8.116 Verfahrensablaufplan.- 8.117 Verfahrensbeschreibung.- 8.118 Stücklisten, Apparatelisten, Lieferumfang.- 8.12 Material-, Energie- und Exergiefluß.- 8.13 Personalbedarf.- 8.131 Arbeitsablaufplan.- 8.132 Personaleinsatzplan.- 8.133 Planstellenliste.- 8.14 Auslegung der Anlagenteile.- 8.15 Betriebsunterlagen.- 8.2 Anlagen.- 8.21 Technische Projektierungsgrundlagen.- 8.211 Anlagenschema.- 8.212 Material- und Energiefluß, Personalbedarf, Platzbedarf.- 8.213 Anlagenbeschreibung.- 8.22 Standort.- 8.221 Standortfaktoren.- 8.222 Bewertung.- 8.23 Gesamtanordnung.- 8.24 Einplanung eines Verfahrens.- 8.241 Sicherheitsfragen.- 8.242 Aufstellungsplan.- 8.243 Gebäudeplan.- 8.244 Rohrleitungen, Kanäle und Kabeltrassen.- 8.25 Modelle.- 8.3 Terminplanung und -überwachung.- 8.31 Zeitbedarf.- 8.311 Zeitbedarf der Ingenieurleistungen.- 8.312 Zeitbedarf der Beschaffung und der Montage.- 8.32 Konventionelle Planungstechnik.- 8.33 Netzwerktechnik.- 8.331 Netzwerk.- 8.332 Critical Path Method (CPM).- 8.333 Program Evaluation and Review Technique (PERT).- 8.4 Vorkalkulation und Wirtschaftlichkeitsanalyse.- 8.41 Vorkalkulation des Kapitalbedarfs.- 8.411 Kapitalbedarfs-Vorkalkulationsmethoden.- 8.412 Anlagekapitalbedarf einzelner Anlagenteile.- 8.413 Kapitalbedarfsdegression.- 8.414 Preisindizes.- 8.42 Vorkalkulation der Kosten.- 8.421 Kosten-Vorkalkulationsmethoden.- 8.422 Kapitalkosten.- 8.423 Material-, Energie- und Personalkosten.- 8.424 Sonstige Kosten.- 8.43 Wirtschaftlichkeitsanalyse.- 8.431 Methoden der Wirtschaftlichkeitsanalyse.- 8.432 Optimierungsprobleme.- 8.433 Kenngrößen.- 8.5 Schrifttum zu Kapitel 8.- 9. Allgemeines Schrifttum.- 9.1 Nachschlage- und Tabellenwerke.- 9.11 Alphabetisch geordnete Lexika.- 9.12 Tabellenwerke.- 9.2 Grundlagenwissenschaften.- 9.21 Mathematik.- 9.22 Allgemeine Physik.- 9.23 Chemie und physikalische Chemie.- 9.24 Mechanik und Strömungslehre.- 9.25 Thermodynamik einschließlich Wärme- und Stoffaustausch.- 9.3 Ingenieurwissenschaften.- 9.31 Allgemeine Verfahrenstechnik, chemische Technik.- 9.32 Maschinen- und Apparatebau sowie Meß- und Regeltechnik.- 9.33 Gesamtanlagen.- 9.4 Dokumentationsstellen in der Bundesrepublik Deutschland.- Namenverzeichnis.