Grundbegriffe der Verfahrenstechnik

Rüdiger H. Worthoff hat an der RWTH-Aachen promoviert und war nach wissenschaftlicher Tätigkeit am Institut für Verfahrenstechnik sachverständiger Gutachter bei einer technischen Überwachungsorganisation und Professor für Verfahrens- und Sicherheitstechnik. Heute ist er Berater für Sicherheitsfragen im Anlagen- und Apparatebau. Wolfgang Siemes war nach Physik- und Psychologiestudium Professor für chemische Technik an der TU-Berlin und leitender Geschäftsführer und Vorstandsmitglied bei verschiedenen chemischen und pharmazeutischen Großunternehmen. Neben naturwissenschaftlichen Publikationen hat er sich auch als Buchautor auf dem Gebiet der Psychologie einen Namen gemacht.

• Einleitung XI 1 Ähnlichkeitstheorie und Dimensionsanalyse 11.1 Grundprinzipien 11.2 Physikalische Ähnlichkeit 41.3 Modelltheorie 71.4 Möglichkeiten der Kennzahlbestimmung 112 Chemische Thermodynamik 172.1 Grundbegriffe 172.1.1 Abgrenzung der chemischen Thermodynamik 172.1.2 Größen der chemischen Thermodynamik 192.1.3 Thermische Zustandsgleichung 212.2 Hauptsätze 252.2.1 Innere Energie und 1. Hauptsatz 252.2.2 Entropie, 2. und 3. Hauptsatz 292.3 Abgeleitete Zustandsgrößen und Gleichgewichtsbedingungen 322.4 Mischphasen und Mehrphasen-Systeme 352.4.1 Mischphasen 352.4.2 Mehrphasengleichgewichte und das Einkomponenten-System 402.4.3 Zweiphasen-Systeme mit mehreren Komponenten 422.5 Reaktionssysteme 482.5.1 Reaktionsenergie 482.5.2 Reaktionsgleichgewicht 512.5.3 Reaktionskinetik 543 Grenzflächen und Partikel 613.1 Thermodynamik der Grenzflächen 613.2 Zweiphasen-Systeme 643.3 Dreiphasen-Systeme 653.4 Partikel 664 Fluiddynamik 734.1 Grundlagen 734.1.1 Strömungslehre und Rheologie 734.1.2 Differenzielle Form der Grundgleichungen 784.1.3 Integrale Form der Grundgleichungen 824.1.4 Bernoulli’sche Gleichung 874.2 Laminarströmung und Turbulenz 914.3 Integration der Grundgleichungen 944.3.1 Exakte Integration 944.3.2 Integration bei Vernachlässigung einzelner Terme 974.3.3 Teilintegration durch Dimensionsanalyse 1004.4 Einige Anwendungen der Strömungslehre 1014.4.1 Widerstand von Körpern in Strömungen 1014.4.2 Druckverluste in Leitungen und Apparaten 1054.4.3 Durchflussmessungen über Druckverluste 1074.4.4 Druckverluste in Haufwerken 1104.4.5 Zweiphasen-Strömungen 1124.4.5.1 Wirbelschicht 1124.4.5.2 Blasensäulen 1134.4.5.3 Rieselfilme 1145 Wärmedurchgangsprozesse 1195.1 Grundbeziehungen für den Wärmetransport 1195.1.1 Transportmechanismen 1195.1.2 Wärmeleitung 1205.1.3 Konvektiver Wärmetransport 1255.1.4 Wärmestrahlung 1275.2 Wärmeübergang und ‑durchgang 1295.2.1 Ansatz für den Wärmeübergang 1295.2.2 Wärmeübergang an einphasige Fluide 1315.2.2.1 Wärmeübergangszahl bei erzwungener Konvektion 1315.2.2.2 Längsströmung bei Rohren 1335.2.2.3 Queranströmung von Rohren 1365.2.2.4 Strömung längs ebener oder leicht gekrümmter Flächen 1375.2.2.5 Wärmeübergangszahl bei freier Konvektion 1375.2.3 Wärmeübergang bei Phasenumwandlungen 1405.2.4 Wärmedurchgang 1445.3 Berechnung von Wärmetauschern 1465.3.1 Kalorische Apparate 1465.3.2 Treibendes Temperaturgefälle 1495.3.3 Auslegung und Optimierung 1576 Stoffaustauschprozesse 1616.1 Grundbeziehungen für den Stoffaustausch 1616.1.1 Transportmechanismen 1616.1.2 Stoffübergang 1656.1.3 Stoffdurchgang 1696.2 Berechnung von Stoffaustauschapparaten 1736.3 Berechnung über die Stoffdurchgangszahl 1736.3.1 Rektifikation 1766.3.2 Absorption und Extraktion 1776.4 Berechnung über die Trennstufe 1816.4.1 Grundbeziehungen 1816.4.2 Rektifikation binärer Mischungen 1846.4.3 Absorption und Extraktion 1906.4.4 Vielstoffsysteme 1956.5 Optimierung von Stoffaustauschapparaten 1967 Technische Reaktionsführung 1997.1 Bedeutung der technischen Reaktionsführung 1997.2 Chemische Reaktion 2017.2.1 Stöchiometrie 2017.2.2 Reaktionstechnische Begriffe 2027.2.3 Makroreaktionskinetik 2047.3 Reaktionsapparate 2067.4 Ideale Reaktoren 2087.4.1 Diskontinuierlich betriebener Rührkessel 2087.4.2 Kontinuierlich betriebener Rührkessel 2097.4.3 Strömungsrohr 2107.4.4 Verweilzeiten 2107.5 Kombination und Optimierung idealer Reaktoren 2127.6 Rückführung nicht umgesetzter Komponenten 2167.7 Verweilzeitverteilung 2177.7.1 Grundbegriffe 2177.7.2 Umsatzgrad und Verweilzeitspektrum 2207.8 Kalorische Effekte 2237.9 Stabilität 2258 Mathematischer Anhang 2298.1 Koordinatennetze 2298.1.1 Funktionsleitern und rechtwinklige Netze 2298.1.2 Dreiecksnetz (Gibbs’sche Koordinaten) 2348.2 Partielle Differenzialquotienten und das totale Differenzial 2398.3 Häufigkeitsverteilungen 2438.3.1 Relative Häufigkeit und Summenhäufigkeit 2438.3.2 Mittel- und Streuwerte 2468.3.3 Spezielle Häufigkeitsverteilungen 2499 Lösungen der Aufgaben 25310 Literatur 293Index 297

"Alles in einem: das Wissen der Verfahrenstechnik wird in umfassender und zusammenhängender Form dargestellt und anwendungsbezogene Fragen und Antworten werden detailliert behandelt."Chemie Ingenieur Technik. CIT-Journal (04/2018) "ermöglicht eine praxisausgerichtete Weiterbildung"Materials and Corrosion (3/2013) "ein[...] ständige[r] Begleiter für Verfahrenstechniker."solidbau.at (11.10.2012) / industriemagazin.net (10.10.2012) "Das neue Werk bietet alles in einem: Das Wissen der Verfahrenstechnik wird in umfassender und zusammenhängender Form dargestellt und anwendungsbezogene Fragen und Antworten werden detailliert behandelt."PROCESS (4/2012) "Klar und übersichtlich [...] Das Buch ist eine bewährte Kombination aus Lehrbuch plus praxisnaher Anwendungsentwicklung durch Fallstudien."PROCESS online (20.03.2012) "stellt das Wissen der Verfahrenstechnik in umfassender und zusammenhängender Form dar. [...] Nutzen kann man das Fachbuch einerseits als Lehrbuch, andererseits auch als Praxisbuch. Es ermöglicht eine industrienahe, praktisch orientierte Weiterbildung."PROCESS (01.02.2012) "Neben der prägnanten und überschaubaren Darstellung der verfahrenstechnischen Grundlagen, wird besonderer Wert auf anwendungsbezogene Aufgaben gelegt. Damit ist es als Fachbuch für die Praxis ebenso geeignet wie als Lehrbuch."PROCESS online (13.01.2012)