Fließschemata, Stoff- und Energiebilanzen:

Question 1

9. Welche Informationen enthält das Verfahrensfließbild? Allgemeine Zeichen für Behälter, Pumpe, Kompressoren, Wärmetauscher, Zerkleinerungsmaschine, Trockner, Absperrarmatur?

Answer 1

Grundinformationen:
 Alle erforderlichen Apparate, Maschinen und Hauptfließlinien
 Fließweg- und Fließrichtungen der Ein- und Ausgangsstoffe und Energien
 Durchflüsse bzw. Mengen der Ein. Und Ausgangsstoffe
 Benennung der Energieart und -träger
 Charakteristische Betriebsbedingungen
Zusatzinformationen:
 Durchflüsse bzw. Mengen der Stoffe innerhalb des Verfahren
 Durchflüsse bzw. Mengen von Energien bzw. Energieträgern
 Wesentliche Armaturen (Ventile, Schaugläser, Berstscheiben)
 Angaben über Mess- und Regeltechnik
 Zusätzliche Angaben über Betriebsbedingungen
 Deren Höhenlage von Apparaten und Maschinen

Question 2

10. Wie werden Messstellen im R&I Fließbild dargestellt?

Answer 2

 Messort: 2mm Kreis oder Ende Signallinie
 Signalflussweg: Verbindung Messort- MSR-Stellenkreis
 MSR-Stellenkreis: Art der Messeinrichtung mit Zählnummer
 Kurzbezeichnung: 1. Buchstabe = Messgröße, Folgebuchstaben = Verarbeitung der Messgröße (O,I,R,C,A)

Question 3

11. Welche Erst-, Ergänzungs- und Folgebuchstaben werden verwendet und wofür? Was wird dadurch gekennzeichnet?

Answer 3

Die Buchstabenfolge gibt Auskunft über die Funktion und Aufgabe der Messstelle und besteht aus einem Erstbuchstaben und möglicherweise einem oder mehreren Ergänzungsbuchstaben und Folgebuchstaben.

Question 4

12. Worin besteht der Unterschied zwischen Regelung und Steuerung in der Regelungstechnik von Anlagen?

Answer 4

Regelung: Zu regelnde Regelgröße wird erfasst, mit Führungsgröße verglichen und angeglichen.

Steuerung: Fehlende Rückkopplung mit Regelgröße (nur nach Steuer-Kennlinie angepasst, auftretende Störgrüßen und Veränderungen werden nicht berücksichtigt

Question 5

13. Warum sind Bilanzen so fundamental in der Verfahrenstechnik? Welche Erhaltungsgrößen werden bilanziert?

Answer 5

Bilanzieren bildet die Grundlage jeder verfahrenstechnischen Berechnungen; jede Auslegung einer Anlage oder Apparates beginnt mit dem Aufstellen der Bilanzgleichungen, Wirtschaftlichkeitsrechnung, Umweltbilanz, etc.
Exakte quantitative Erfassung aller Ströme von Komponenten,
 Die in ein System eintreten
 Das System verlassen
 Sich im System anreichern oder verarmen
 Im System gebildet werden oder verschwinden

Erhaltungsgrößen:
 Massenerhaltungssatz (Lavoisier)  Stoffbilanz
 Energieerhaltungssatz (Mayer, Joule)  Energiebilanz
 Impulserhaltungssatz (Lomonossow)  Strömungsmechanik

Question 6

14. Wie sieht die Grundgleichung einer Bilanz aus? Was zeichnet eine stationäre Bilanz aus?

Answer 6

Bei einem stationären Betrieb ist die Summe der Speicherung Null

Eintrittsströme-Austrittsströme=Umwandlungen+Speicherung

Question 7

15. Welche System- bzw. Bilanzgrenzen sind in der VT wichtig? Worin besteht der Unterschied?

Answer 7

Bilanzgrenzen:
 mehrere Apparate bzw. gesamte Anlage
 ein Apparat (Verfahrensstufe)
 Teil eines Apparates

Systemgrenzen:
 Offenes System: Masse- und Energieaustausch mit der Umgebung (z.B.: kontinuierliche Destillation)
 Geschlossenes System: kein Masse-, aber Energieaustausch möglich (z.B.: diskontinuierliche Destillation)

Question 8

16. Was besagt der Massenanteil und der Stoffmengenanteil aus?

Answer 8

Massenanteil: Charakterisierung der Zusammensetzung eines Massenstromes; vor allem für Stoffbilanzierungen;
Maß für die anteilige Masse einer Komponente an einem Gemisch

Stoffmengenanteil: Charakterisierung der Zusammensetzung eines Stoffstromes; vor allem für Bilanzierungen mit chemischer Reaktion/Umsatz:
Maß für die anteilige Teilchenzahl einer Komponente an einem Gemisch