Strömungsführung, Strömungstransport, Auslegungsrichtlinien VT:

Question 1

36. Welche Strömungsführungen gibt es (Diagramme)? Beispiel für Einsatzbereiche?

Answer 1

DATEI
Gleichstrom (Sprühturm)
Gegenstrom (Extraktionskolonne)
Kreuzstrom (Rohründel-Wärmetauscher)

Question 2

37. Erläutern Sie Vor- bzw. Nachteile von Gleich- und Gegenstromwärmetauschern (Diagramm). Welche Unterschiede ergeben sich für das treibende Gefälle aus der Strömungsführung? Welche Strömungsführung wird oft bevorzugt? Warum?

Answer 2

DATEI

Question 3

38. Was ist Pfropfenströmung? Was lässt sich durch diese Annahme bei gegebenem Volumenstrom und Querschnittsfläche leicht berechnen?

Answer 3

Pfropfenströmung ist eine Modellvorstellung mit folgenden Vereinfachungen: reibungslose Strömung ohne Rück- oder Quervermischung, daher ohne Druckverlust  leichtere Berechnung
Problem: diese Modellvorstellung ist oft selbst in einfachen Fällen nicht gegeben

Einfache Berechnung der mittleren Strömungsgeschwindigkeit bzw. Leerrohrgeschwindigkeit v [m/s]
DATEI

Question 4

39. Reale Fluide – welche Stoffeigenschaft wirkt sich hier wie wesentlich aus?

Answer 4

In realen Fluiden treten innere Reibungsverluste auf  Druckverlust
Maßgebend dafür ist die Viskosität

Question 5

40. Was ist die Ursache für Druckverlust in den Anlagen? Wofür wird die Druckverlustberechnung benötigt? In die Dimensionierung welchen Anlagenteils geht dieser Wert ein?

Answer 5

Ursache: die Förderung realer Fluide durch Apparate, Rohrleitungen, Armaturen, etc. erzeugt einen Strömungswiderstand (Druckverlust), der durch Pumpen oder Gebläse überwunden werden muss.

Berechnung: Ist notwendig, um die Pumpenanzahl und Pumpengröße dimensionieren zu können  verursacht die (Energie-)Betriebskosten der Anlage (neben Dampf-/Heizbedarf)

Question 6

41. Aus welchen Anteilen setzt sich der Druckverlust in Anlagen zusammen bzw. welche Anlagenteile werden in der Auslegung berücksichtigt?

Answer 6

DATEI
Zusammensetzung: empirische Zuordnung eines Widerstandbeiwerts  für Druckverlust, ergibt mit Mediumsdichte  und Fördergeschwindigkeit v den Druckverlust p
Berücksichtige Anlagenteile:
 Apparate (Kolonnen, WT): aus Apparateauslegung oder Herstellerangaben
 Armaturen, Krümmer, etc.: Herstellerangaben, Regelwerke, Normen
 Rohrleitungen: Regelwerke, Normen

Question 7

42. Erklären Sie den Ausdruck Nennweite DN und Nenndruck PN und erklären Sie die Verwendung dieser Bezeichnungen.

Answer 7

Nennweite DN: Kenngröße für zueinander passende Teile; entspricht ~inneren Durchmesser von Rohrleitungen; Förderleitung von DN zu DN erhöht sich um 60 bis 100%

Nenndruck PN: Kennmerkmal für Druckstufe; gibt zulässigen Betriebsüberdruck bei 20°C in bar an

Question 8

43. Was bezeichnet man mit Kolonnen? Wie sind sie meist ausgeführt, um eine Trennwirkung zu erzielen? Welche wesentlichen Kriterien sind für Trennböden wichtig? Welche Typen von Kolonnenböden kennen Sie?

Answer 8

Kolonnen = Apparate zur thermischen Stofftrennung (Destillation, Absorption, Extraktion, …)
Verwendung von Übertragungs- bzw. Trennstufen (Kolonnenböden, Füllkörper, strukturierte Packungen), um eine Trennwirkung zu erzielen

Kriterien für Trennböden:
 Belastbarkeit hinsichtlich max. Gas-/Flüssigkeitsstrom)
 Druckverlust (Energieverbrauch)
 Trennwirkung (Effektivität)

Typen von Kolonnenböden:
 Glockenboden
 Ventilboden
 Siebboden
 Schlitz- / Gitterboden