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Ähnlichkeitstheorie und Scale-up

3. Mai4. Mai

€1.295 — €1.450
Ähnlichkeitstheorie und Scale-up Haus der Technik

Ziel des Semi­nars ist die Ver­mitt­lung der Kom­pe­tenz zur Nut­zung ähn­lich­keits­theo­re­ti­scher Bezie­hun­gen bei der Maß­stabs­ver­grö­ße­rung ver­fah­rens­tech­ni­scher Appa­ra­te und Maschi­nen.

Inhalt

  • Kon­text Pro­zess­ent­wick­lung und Maß­stabs­ver­grö­ße­rung
  • Lesens­wer­te Lite­ra­tur
  • Grund­la­gen der Ähn­lich­keits­theo­rie, Buck­in­g­ham-PI Theo­rem — Ist das Phy­sik?
  • Ursprün­ge der Ähn­lich­keits­theo­rie, Druck­ver­lust im Strö­­mungs- und Wind­ka­nal
  • Erstel­len der Rele­vanz­lis­te — Wel­che phy­si­ka­li­schen Phä­no­me­ne sind rele­vant?
  • Qua­li­tät der Rele­vanz­lis­te — Sind bestimm­te Ein­flüs­se nicht rele­vant oder wur­den Ein­flüs­se ver­ges­sen?
  • Dimen­si­ons­ana­ly­se des Gehens — Frou­­de-Zahl, Rey­­­nolds-Zahl
  • Ent­wick­lung dimen­si­ons­lo­ser Kenn­zah­len — Lösung linea­rer Glei­chungs­sys­te­me, intui­ti­ve Metho­de, Kon­zept der Kern­va­ria­blen
  • Druck­ver­lust in Rohr­lei­tun­gen — Euler-Zahl
  • Insta­tio­nä­re Wär­me­über­tra­gung, Gar­zeit eines Bra­tens — Fou­­ri­er-Zahl
  • Wär­me­über­gang im durch­ström­ten Rohr — Nußelt-Zahl, Prandtl-Zahl
  • Wär­me­über­gang beim Bla­sen­sie­den — Nußelt-Zahl und 5 unbe­nann­te Kenn­zah­len
  • Wär­me­über­gang im Rühr­werks­be­häl­ter — Ska­lie­rung mit Pro­por­to­na­li­tä­ten
  • Stoff­über­gang an der Pha­sen­gren­ze Gas/Flüssigkeit — Sher­wood-Zahl, Schmidt- Zahl
  • Benetz­te volu­men­be­zo­ge­ne Ober­flä­che von Füll­kör­pern und Gas Hold-up in Bla­sen­säu­len
  • Misch­zeit und Rüh­rer­leis­tung — New­­ton-Zahl
  • Flüs­­sig-Flüs­­sig-Emu­l­­si­o­­nen
  • Ähn­lich­keits­theo­rie in der Reak­ti­ons­tech­nik, Her­lei­tung dimen­si­ons­lo­ser Kenn­zah­len aus Bilanz­glei­chun­gen — Dam­­köh­­ler-Zah­­len, Lewis-Zahl, adia­ba­te Tem­pe­ra­tur­er­hö­hung
  • Ent­wick­lung dimen­si­ons­lo­ser Kenn­zah­len — Lösung linea­rer Glei­chungs­sys­te­me, linea­re Alge­bra
  • Fest­bett­re­ak­to­ren — par­ti­el­le Ähn­lich­keit
  • Absorp­ti­on von Gasen in Flüs­sig­kei­ten — Thie­­le-Modul und Ver­stär­kungs­fak­tor E
  • Zer­klei­ne­rung von Par­ti­keln
  • Agglo­me­ra­ti­on
  • Dimen­sio­nie­rung eines Zyklons — geo­me­tri­sche Ähn­lich­keit
  • Kon­zept der geo­me­tri­schen Ähn­lich­keit bei der Maß­stabs­ver­grö­ße­rung — „job“ und „worker“. Geo­me­tri­sche Ähn­lich­keit als Ursa­che für das Schei­tern einer Maß­stabs­ver­grö­ße­rung
  • Sen­si­ti­vi­täts­ana­ly­se mit Hil­fe einer Mon­­te-Car­­lo-Metho­­de
  • Typi­sche Feh­ler bei der ähn­lich­keits­theo­re­ti­schen Ana­ly­se und Nut­zung dimen­si­ons­lo­ser Kenn­zah­len

Zum Thema

Trotz aller Anstren­gun­gen, die Aus­le­gung ver­fah­rens­tech­ni­scher Appa­ra­te und Maschi­nen durch modul­ba­sier­te Kon­zep­te zu sys­te­ma­ti­sie­ren, sind die meis­ten Anla­gen nach wie vor Uni­ka­te. Selbst, wenn ein Ver­fah­ren schon mehr­fach mit ver­schie­de­nen Kapa­zi­tä­ten erfolg­reich rea­li­siert wur­de, wird die nächs­te Anla­ge mit einer ande­ren Kapa­zi­tät, an einem ande­ren Stand­ort, mit ande­ren Roh­stof­fen sowie in einem ande­ren Ener­gie- und Stoff­ver­bund betrie­ben wer­den. Damit sind vie­le Appa­ra­te einer Anla­ge Uni­ka­te, die spe­zi­fisch dimen­sio­niert und in der Regel im Maß­stab ska­liert wer­den müs­sen.

Die Maß­stabs­ver­grö­ße­rung der Appa­ra­te und Maschi­nen ist z.B. wegen der Abhän­gig­keit der spe­zi­fi­schen Ober­flä­chen vom Appa­ra­te­vo­lu­men bzw. Durch­mes­ser nicht tri­vi­al. Eine Maß­stabs­ver­grö­ße­rung ist wegen der Kom­ple­xi­tät des Wär­­me- und Stoff­trans­ports in der rea­len indus­tri­el­len Pra­xis häu­fig nicht auf Basis rigo­ro­ser phy­­si­­ko-che­­mi­­scher Model­le und der dar­aus abge­lei­te­ten Bilanz­glei­chun­gen rea­li­sier­bar.

Hier kann die Ähn­lich­keits­theo­rie bzw. Dimen­si­ons­ana­ly­se einen wich­ti­gen Bei­trag leis­ten. Die aus der Dimen­si­ons­ana­ly­se abge­lei­te­ten Kenn­zah­len (Eu, Re, Pr, Ne, Sh, Sc, …) und die dar­aus abge­lei­te­ten Funk­tio­nen sind von der Geo­me­trie (z.B. hydrau­li­scher Durch­mes­ser), von den Pro­zess­pa­ra­me­tern (z.B. Strö­mungs­ge­schwindg­keit) und von den Stoff­wer­ten (z.B. Dich­te, Vis­ko­si­tät, Wär­me­leit­fä­hig­keit, Dif­fu­si­ons­ko­ef­fi­zi­enz, Ober­flä­chen­span­nung) unab­hän­gig. An Modellap­pa­ra­ten und mit Hil­fe von Modell­sub­stan­zen ermit­tel­te Bezie­hun­gen sind im Rah­men der expe­ri­men­tel­len Gül­tig­keits­be­rei­che belie­big ska­lier­bar.

Die für die Maß­stabs­ver­grö­ße­rung wert­volls­te Infor­ma­ti­on ist jedoch die Kennt­nis der die Para­me­ter sowie die dimen­si­ons­lo­sen Kenn­grö­ßen ver­bin­den­den Pro­por­tio­na­li­tä­ten. Liegt das Ver­trau­ens­in­ter­vall einer ähn­lich­keits­theo­re­ti­schen Funk­ti­on, z.B. zur Berech­nung eines Wärm­über­gangs­ko­ef­fi­zi­en­ten, typi­scher­wei­se im Bereich 15- 25 %, sind die Pro­por­tio­na­li­tä­ten der in die­sen Funk­tio­nen ver­bun­de­nen Kenn­zah­len durch eine gro­ße Anzahl expe­ri­men­tel­ler Befun­de gesi­chert. Ein Bei­spiel ist die Pro­por­tio­na­li­tät Nu ∼ Re0,67 für den Wär­me­über­gang in Rühr­werks­be­häl­tern. Damit kön­nen die aus Mes­sun­gen an Mini­plants, Pilot­an­la­gen und Anla­gen ande­rer Kapa­zi­tä­ten gewon­ne­nen Para­me­ter ver­läss­lich und mit gro­ßer Genau­ig­keit ska­liert wer­den.

Zielsetzung

Ziel des Semi­nars ist die Ver­mitt­lung der Kom­pe­tenz zur Nut­zung ähn­lich­keits­theo­re­ti­scher Bezie­hun­gen bei der Maß­stabs­ver­grö­ße­rung ver­fah­rens­tech­ni­scher Appa­ra­te und Maschi­nen. Basis der Maß­stabs­ver­grö­ße­rung bzw. der Ska­lie­rung sind die aus der Ähn­lich­keits­theo­rie abge­lei­te­ten Pro­por­tio­na­li­tä­ten und Abhän­gig­kei­ten. Die Semi­nar­teil­neh­mer erstel­len eine Rele­vanz­lis­te und ent­wi­ckeln die ent­spre­chen­den dimen­si­ons­lo­sen Kenn­zah­len. Sie wen­den ähn­lich­keits­theo­re­ti­sche Glei­chun­gen bei der Maß­stabs­ver­grö­ße­rung an und nut­zen die aus den Kenn­zah­len und Glei­chun­gen abge­lei­te­ten Pro­por­tio­na­li­tä­ten. Sie ken­nen die Stär­ken und Schwä­chen der Maß­stabs­ver­grö­ße­rung auf Basis ähn­lich­keits­theo­re­ti­scher Ansät­ze.

Teilnehmerkreis

Maschi­nen­bau­er, Ver­fah­rens­tech­ni­ker, Che­mie­in­ge­nieu­re und Tech­ni­sche Che­mi­ker aus allen Berei­chen der Indus­trie, die sich mit der Aus­le­gung ver­fah­rens­tech­ni­scher Appa­ra­te und Maß­stabs­ver­grö­ße­rung beschäf­ti­gen.

Weiterführende Links zu „Ähnlichkeitstheorie und Scale-up“

Details

Beginn:
3. Mai
Ende:
4. Mai
Ein­tritt:
€1.295 — €1.450
Ver­an­stal­tung-Tags:
, , , ,
Web­site:
https://www.hdt.de/aehnlichkeitstheorie-und-scale-up-seminar-h050043785?number=H050065639

Veranstaltungsort

Haus der Tech­nik Essen
Hol­le­str. 1
Essen, 45127 Deutsch­land
+ Goog­le Kar­te
Tele­fon:
+49 (0) 201 1803 1
Web­site:
http://www.hdt-essen.de

Veranstalter

Haus der Tech­nik
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