Chemische Technik Verfahrenstechnik. Rührtechnik. Theorie und Praxis. Bearbeitet von Marko Zlokarnik

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1 Chemische Technik Verfahrenstechnik Rührtechnik Theorie und Praxis Bearbeitet von Marko Zlokarnik 1. Auflage Buch. xx, 347 S. Hardcover ISBN Format (B x L): 15,5 x 23,5 cm Gewicht: 719 g Weitere Fachgebiete > Technik > Verfahrenstechnik, Chemieingenieurwesen, Lebensmitteltechnik > Chemische Verfahrenstechnik Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 Inhaltsverzeichnis Symbolverzeichnis XVI 1 Rühren, allgemein Rühraufgaben Rührausrüstungen Rührbehälter und deren Einbauten Rührertypen und ihre Wirkungsweise Düsen und Gaszerteiler Abdichtung von Rührerwellen Mechanische Belastung Belastung von Stromstörern Belastung von Rührorganen Behälterschwingungen Verschleiß von Rührorganen Scherbeanspruchung des Rührgutes Strömung und Turbulenz Einführung Statistische Theorie der Turbulenz Beschreibung der turbulenten Strömung Energie-Spektren Experimentelle Ermittlung des Strömungszustandes und seine mathematische Modellierung Homogenes Stoffsystem Heterogenes Stoffsystem G/L Heterogenes Stoffsystem L/L Flüssigkeitsförderung von Rührern Oberflächenbewegung Trombenbildung Trombenbegasung Mikromischung und Reaktion Einführung Theoretische Vorausberechnung der Mikromischung Chemische Reaktionen zur Ermittlung der Mikromischung Experimentelle Bestimmung der Mikromischung Kurze Einführung in die Rheologie Newtonsche Flüssigkeiten

3 X Inhaltsverzeichnis Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten Dimensionslose Darstellung von Stoff-Funktionen Kurze Einführung in die Dimensionsanalyse und in die Modellübertragung Einführung Dimensionsanalyse Grundlage Dimensionen und physikalische Größen Grundgrößen und abgeleitete Größen; Dimensionskonstanten Dimensionssysteme Dimensionshomogenität eines physikalischen Sachverhaltes Das pi-theorem Erarbeitung von pi-sätzen mittels Matrizenrechnung Ermittlung der Relevanzliste des Problems Festlegung des sog. charakteristischen geometrischen Parameters Aufstellung und Lösung der Dimensionsmatrix Ermittlung der Prozeß-Charakteristik Grundlage der Modelltheorie und der Modellübertragung Modelltheorie Modellversuch und Modellübertragung Hinweise zur Relevanzliste und Versuchstechnik Berücksichtigung der Erdbeschleunigung g Einführung von Zwischengrößen Handhabung von Stoffsystemen mit unbekannten Stoffgrößen Versuchstechnik bei der Modellübertragung Schlußfolgerungen Vorteile der Dimensionsanalyse Anwendbarkeitsbereich der Dimensionsanalyse Rührleistung Rührleistung in homogener Flüssigkeit Newtonsche Flüssigkeiten Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten Rührleistung in begaster Flüssigkeit Newtonsche Flüssigkeiten Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten Überflutungspunkt Homogenisieren Definition der Makro- und Mikromischung Definition des Mischungsgrades Bestimmung des Mischungsgrades und der Mischzeit Physikalische Meßmethoden

4 Inhaltsverzeichnis XI Chemische Meßmethoden Mischungsgrad und molarer Überschuß Homogenisierungs-Charakteristiken Stoffsysteme ohne Dichte- und Viskositätsunterschiede Stoffsysteme mit Dichte- und Viskositätsunterschieden Nicht-Newtonsche Gemische Optimieren nach kleinster Mischarbeit Maßstabsübertragung des Homogenisierprozesses Homogenisieren in Lagerbehältern Homogenisieren mit Propellern Homogenisieren mit Düsenstrahlen Homogenisieren mit aufsteigenden Gasblasen Begasen Einleitung Physikalische Grundlage des Stofftransportes Bestimmung der treibenden Kraft Temperaturabhängigkeit des k L a Sättigungskonzentration c S des Gases in der Flüssigkeit Definition der charakteristischen Konzentrationsdifferenz Dc Betrachtung des Absorptionsvorganges aus physikalischer und technischer Sicht Bestimmung von k L a Instationäre Meßmethoden Messung mit O 2 -Elektroden Manometrische Methode Dynamische Ansprechmethoden Stationäre Meßmethoden Sulfit-Methode Hydrazin-Methode Na 2 SO 3 -Zuspeisetechnik H 2 O 2 -Methode Stofftransport-Charakteristiken für das System G/L Aufstellung der Stofftransport-Beziehung Stofftransport-Beziehung; Versuchsergebnisse Sorptions-Charakteristik im koaleszierenden System Wasser/Luft Sorptions-Charakteristik in koaleszenzgehemmten Systemen Sorptions-Charakteristik in rheologischen Stoffsystemen Sorptions-Charakteristik in biologischen Stoffsystemen Volumenbezogene Phasengrenzfläche a Definition von a

5 XII Inhaltsverzeichnis Bestimmung von a Physikalische Methoden Chemische Methoden Prozeßbeziehungen für a Gasanteil in der Flüssigkeit (Gas hold-up) Definition von e Bestimmung von e Prozeßbeziehungen für e Der Gasblasendurchmesser und sein Einfluß auf k L Gas-Absorption in Öl/Wasser-Dispersionen Chemisorption Blasenkoaleszenz Schaumzerstörung Methoden und Vorrichtungen zur Schaumzerstörung Schaumzentrifuge und Schaumturbine Mindest-Umfangsgeschwindigkeit des Rotors Prozeß-Charakteristik des Schaumzerstörers und seine Dimensionierung Spezielle Begasungstechniken Hohlrührer Einsatzgebiete Sog-, Leistungs- und Effizienz-Charakteristik Gegenüberstellung Hohlrührer Scheibenrührer Sorptions-Charakteristiken Oberflächenbelüfter Kreiselbelüfter Leistungs-Charakteristik Sorptions-Charakteristik Wasserstrahlbelüfter Liegende Zylinder mit waagerechter Rührwelle Gaszerteiler Fritten und Lochböden Zweistoffdüsen/Injektoren Trichterdüse als Ejektor Aufwirbeln im System S/L Klassifizierung des Aufwirbelungszustandes Vollständige Aufwirbelung Homogene Suspension Feststoffverteilung beim Aufwirbeln Aufwirbelungs-Charakteristiken Relevanzlisten und pi-räume

6 Inhaltsverzeichnis XIII Spezifizierung nach der Art der Zielgröße n x Spezifizierung nach der Partikeleigenschaft: d p und/oder w ss Aufwirbelungs-Charakteristiken mit d p als charakteristische Partikelabmessung Die Relevanzliste und der pi-raum Die Prozeß-Beziehung Leistungsbedarf beim Aufwirbeln Leistungsbedarf bei der kritischen Rührerdrehzahl n x Modellübertragung beim Aufwirbeln nach dem Kriterium n x Aufwirbelungs-Charakteristik mit w ss als charakteristische Partikeleigenschaft Bestimmung der Partikel-Sinkgeschwindigkeit im Schwarm w ss Die Relevanzliste und der pi-raum Die Prozeß-Beziehung Abschließende dimensionsanalytische Betrachtung Festlegung der Maßstabsübertragungs-Kriterien Aufwirbelungs-Charakteristik mit der Energiedissipations- Kennzahl E* Einfluß geometrischer und apparativer Gegebenheiten auf die Aufwirbelungs-Charakteristik Homogenisieren der Flüssigkeit im System S/L Stofftransport im System S/L Physikalische Grundlage des Stofftransportes im System S/L Prozeß-Charakteristiken des Stofftransportes im System S/L Aufwirbeln im System S/L/G: Hydrodynamik und Leistungsbedarf Stofftransport im System S/L/G Dispergieren im System L/L Die kleinste Rührerdrehzahl zum Dispergieren Dispergier-Charakteristik Die Zielgröße d Koaleszenzprozeß im System L/L Bestimmungsmethoden für d Dimensionsanalytische Formulierung Die Prozeß-Charakteristiken Einfluß von Koaleszenzneigung und von j V Einfluß der Viskosität Einfluß der Rührdauer Tropfengrößenverteilungen Grundbegriffe Einfluß der Rührerdrehzahl Einfluß des Rührertyps und des Stoffsystems Einfluß der Rührdauer

7 XIV Inhaltsverzeichnis 6.4 Rührleistung beim Dispergieren Modellübertragung beim Dispergieren Stoff- und Wärmeaustausch beim Dispergieren Modellieren des Dispergiervorganges Intensivieren des Wärmetransportes durch Rühren Physikalische Grundlage des Wärmetransportes Bestimmung von a i Dimensionsanalytische Beschreibung Wärmetransport zwischen der homogenen Flüssigkeit und der Wärmeübertragungsfläche Strömungsbereich Re = Strömungsbereich Re < Verallgemeinerte Darstellung der Wärmetransport- Charakteristik durch das Hinzuziehen der volumenbezogenen Rührleistung Einfluß des Vis-Termes Berücksichtigung nicht-newtonscher Viskosität Optimieren von Rührern für eine maximale Abfuhr der Reaktionswärme Wärmetransport beim Stoffsystem G/L Dimensionsanalytische Beschreibung Wärmetransport beim Stoffsystem S/L Direkter Wärmeaustausch Eiswürfel/Wasser Indirekter Wärmeaustausch bei DÇ > Indirekter Wärmeaustausch bei DÇ Wärmetransport beim Stoffsystem L/L Direkter Wärmeaustausch Indirekter Wärmeaustausch Wärmetransport beim Stoffsystem G/L/S Mischen und Rühren in Rohren Mischen und Homogenisieren Gerades, glattes oder rauhes Rohr ohne Einbauten Rohre mit Düsen (Strahlmischer) oder Öffnungen (T-Stück) Strahlmischer T-Stück Strömungsumlenkende Einbauten ( statische Mischer ) Stofftransport G/L Stofftransport in der Rohrströmung

8 Inhaltsverzeichnis XV Stofftransport in Rohren mit statischen Mischern Wärmetransport Stofftransport in der Rohrströmung Stofftransport in Rohren mit statischen Mischern Dispergieren L/L Dispergieren in der Rohrströmung Dispergieren in Rohren mit statischen Mischern Mikromischung und chemische Reaktion Rohrströmung Rohr mit Strahlmischer Rohr mit statischen Mischern Modellieren des Mischvorganges Rohrströmung Rohr mit T-Stück Rohr mit statischen Mischern Rühren in Rohren: Rührkolonnen Literatur Sachverzeichnis