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Kinetik der pyrolytischen Abscheidung von Siliciumcarbid auf kugelförmigen Teilchen in einem Fließbettreaktor
Authors: Aggor L. , Fritz W.
Published: December 2004

In einem Fließbettreaktor wurde Siliciumcarbid durch Pyrolyse verschiedener Methylchlorsilane auf kugelförmigen Fluidkoks‐Teilchen abgeschieden. Dabei wurde der Einfluß der Versuchsparameter (Geometrie der apparativen Anordnung, Art des Trägergases, Silan‐Zulaufmenge und Reaktionstemperatur) auf die Umsetzungsgeschwindigkeit des Silans und die Ausbeute an Siliciumcarbid untersucht. Die Auswertung der Versuchsergebnisse mit Hilfe der Materialbilanz eines Strömungsrohres ergab, daß die Pyrolyse‐Reaktionen nach einem Zeitgesetz erster Ordnung verlaufen. Die Umsetzungsgeschwindigkeit wird bei niedrigen Temperaturen von der Geschwindigkeit der chemischen Reaktion, bei höheren von der des Stofftransportes in der hydrodynamischen Grenzschicht bestimmt.
Reaktionstechnische und kinetische Untersuchungen zur Trioxan‐Synthese
Authors: Bartholomé E. , Köhler W. , Schecker H.‐G. , Schulz G.
Published: December 2004

Für die Trioxan‐Synthese aus wäßriger Formaldehyd‐Lösung wurde eine Reaktions‐führung entwickelt, die hohe Raum‐Zeit‐Ausbeuten bei gleichbleibend niedrigem Energieaufwand sowie maximal möglichem Formaldehyd‐Umsatz und hohen Produkt‐Ausbeuten zuläßt. Aus dem Reaktionsgleichgewicht und der Kinetik der autokatalytischen Trioxan‐Depolymerisation wird eine kinetische Beschreibung der Trioxan‐Bildung zur Auslegung und Optimierung des Reaktors gewonnen.
Wärmeübergang an bewegte Kugelschüttungen bei kurzfristigem Kontakt
Authors: Schlünder Ernst Ulrich
Published: December 2004

Aus Versuchsergebnissen folgt, daß der Wärmeübergangskoeffizient zwischen Heizoder Kühlflächen und kugeligen Partikeln bei sehr kurzen Kontaktzeiten gegen einen Maximalwert strebt, der von den thermischen Eigenschaften der Partikel unabhängig ist. Für diesen Maximalwert wird eine physikalische Begründung gegeben.
Computergestützte Lehre in der Verfahrenstechnik
Authors: Brauer Heinz , Schmidt‐Traub Henner
Published: December 2004

In der Verfahrenstechnik werden die für Ingenieure und Chemiker wichtigen Informationen in zunehmendem Maße in mathematischer Form vermittelt, wobei man sich vornehmlich der dimensionslosen Schreibweise bedient. Die hierdurch erzielte Informationsverdichtung kann bei der Nutzung der Informationen zu erheblichen Schwierigkeiten führen. Man muß damit rechnen, daß bei zunehmendem Verdichtungsgrad ein steigender Anteil an Informationen ungenutzt bleibt. Diese latenten Informationen werden vom Benutzer nicht wahrgenommen. Ihr Anteil hängt von den Verfahren ab, die bei der Entschlüsselung der mathematischen Gleichungen angewendet werden. Bei dem heute erzielten Stand der Informationsverdichtung erweist es sich als zweckmäßig, Informationen in programmieter Form zu vermitteln und mit Hilfe eines Computers zu nutzen. Die hiermit zusammenhängenden Probleme in der Lehre werden in diesem Bericht behandelt.
Schwierigkeiten chemischer Marktforschung – aufgezeigt am Beispiel des Maleinsäureanhydrids
Authors: Haase Heidger
Published: December 2004

Markt‐Untersuchungen sind heute ein sehr nutzbringendes und notwendiges Instrument, um das Risiko bei neuen Investitionen zu vermindern und die Vertriebsbemühungen zu überprüfen. Die Marktforschung kann dazu nützliche Informationen und Entscheidungsgrundlagen liefern. Am Beispiel der Erstellung einer Markt‐Übersicht und Produktionsprognose der Rohstoffe für Maleinsäureanhydrid, dieses Produkt selbst und seine Folgeprodukte werden die Probleme und besonderen Schwierigkeiten chemischer Marktforschung erörtert.
Der Wärmeübergang an Heiz‐ und Kühlflächen in begasten Flüssigkeiten
Authors: Burkel Wolfgang
Published: December 2004

Die Einflußgrößen auf den Wärmeübergang an Heiz‐ oder Kühlflächen in begasten Flüssigkeiten wurden experimentell untersucht. Darauf aufbauend konnte eine Berechnungsmethode für die Wärmeübergangszahlen angegeben werden. Die Beziehung gilt allgemein bis auf den Fall sehr niedriger Sprudelschichten, da Stoffeigenschaften des Gases, Gasverteiler und Apparateabmessungen keinen nennenswerten Einfluß besitzen. Die maximale Wärmeübergangszahl, die ab einer Leerrohrgeschwindigkeit von etwa 10 cm/s erreicht wird, läßt sich mit einer Gebrauchsgleichung wiedergeben, die nur Stoffdaten der Flüssigkeit erhält. Die Wärmeübergangszahlen bei niedrigen Gasgeschwindigkeiten werden aus der maximalen Wärmeübergangszahl und einer für alle Flüssigkeiten gleichen Abhängigkeit von der Leerrohrgeschwindigkeit errechnet.
Photoelektrische Meßmethode zur Bestimmung der Größenverteilung mitteldisperser Tropfen in einem nicht mischbaren flüssigen Zweistoffsystem
Authors: Pilhofer Theo , Miller Hans‐Dieter
Published: December 2004

Es wird über eine photoelektrische Meßsonde zur Bestimmung der Tropfengrößenverteilung in einem nicht mischbaren flüssigen Zweistoffsystem einschließlich nachfolgender Meßwertverarbeitung berichtet. Die Arbeitsweise der Sonde unter verschiedenen Betriebsbedingungen wird ausführlich untersucht und der Einfluß verschiedener unabhängiger Variablen geklärt. An einem Beispiel wird abschließend die Meßgenauigkeit demonstriert.
Rechenprogramm zur Auslegung biologischer Abwasseranlagen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten
Authors: Arnold D. , Paulsen H. P. , Dahlhoff B.
Published: December 2004

Unter Voraussetzung vorhandener Meß‐ und Erfahrungswerte zur Auslegung biologischer Abwasseranlagen kann mit Hilfe eines Rechenprogrammes eine gesamte Anlage nach dem Belebtschlamm‐ Verfahren ausgelegt werden. Die Verknüpfung grundlegender Beziehungen für die biologischen, hydraulischen und physikalisch‐chemischen Vorgänge gestattet die Bildung von Bilanzen um die einzelnen Verfahrensschritte. Individuelle Kostenkurven, z. B. für die Gestaltung der Becken, dienen als Grundlage für eine wirtschaftliche Auslegung. Ziel der Berechnungen ist die Ermittlung der Schlammkonzentration im Belebungsbecken, für welche die Gesamtkosten für Belebung und Nachklärung ein Minimum aufweisen. Unter Berücksichtigung der Energiekosten für den Sauerstoff‐Eintrag in der Belebung werden Belüfterzahl und ‐anordnung sowie die Beckengeometrie für die Belebung optimal ermittelt.
Bildung von Stickstoffoxiden bei der Verbrennung
Authors: Wolfrum Jürgen
Published: December 2004

Zur Zeit wird in Verbrennungsprozessen insgesamt mehr Luftstickstoff gespalten als auf technischem Wege. Eine quantitative Beschreibung der NO‐Bildung bei der Verbrennung mit Hilfe der Geschwindigkeitskonstanten der chemischen Elementarreaktionen zeigt, daß NO im wesentlichen in den heißen Verbrennungsgasen nach Durchgang der Flammenfront entsteht. Zur Verringerung der NO‐Menge ist eine Erniedrigung der Sauerstoffatom‐Konzentration und der Spitzentemperaturen während der Verbrennung erforderlich. Das kann u. a. durch Mehrstufen‐Verbrennung, teilweise Rückführung der Abgase und Zusatz von Wasserdampf erreicht werden. Eine Überführung von NO in N2 nach der Verbrennung ist auf katalytischem Wege durch Zusatz von H2, NH3 und CO möglich.
Adsorption in Wasser gelöster Substanzen an Adsorptionskoksen. Teil III: Kinetische Messungen im Integralreaktor bei konstanter Eingangskonzentration
Authors: Seiler Helmut , Jüntgen Harald , Peters Werner
Published: December 2004

Im Festbett wird an sieben Aktivkoksen definierter Porenstruktur der zeitliche Verlauf der Adsorption von organischen Modellsubstanzen (Pyridin, p‐Nitrophenol) und deren Mischung aus Wasser untersucht. Variiert werden die Parameter Schichthöhe, Strömungsgeschwindigkeit, Korngröße und mittlerer Adsorptionsporen‐Durchmesser. Die Meßergebnisse werden nach einem Diffusionsmodell mit der Porendiffusion als geschwindigkeitsbestimmendem Schritt der Sorptionskinetik beschrieben. Die Auswertung der Durchbruchskurven mit dem Diffusionsmodell wird auf Messungen an Fluß‐ und Abwasser übertragen.
Hydroformylierung mit Rhodiumcarbonyl‐tert.‐Amin‐Komplexkatalysatoren
Authors: Fell Bernhard , Geurts Antoin
Published: December 2004

Eine systematische Untersuchung neuer Reaktionsmöglichkeiten bei Synthesen mit Kohlenmonoxid durch Verwendung von Rhodiumcarbonyl‐tert.‐Amin‐Komplex‐katalysatoren führte zur Auffindung einer bereits bei Temperaturen unterhalb 100 °C. verlaufenden einstufigen Oxoalkohol‐Synthese. Die entsprechende kobalt‐katalysierte Reaktion erfordert demgegenüber Reaktionstemperaturen von 180 bis 220 °C. Wegen der sehr milden Reaktionsbedingungen dürfte diese Alkohol‐Synthese einen sehr weiten Anwendungsbereich finden.
Hochtemperatur‐Brennstoffzellen mit keramischen Elektrolyten zur Umsetzung billiger Brennstoffe. Teil II: Aufbau und Wirtschaftlichkeit von HTBZ‐Aggregaten und deren Anwendungsmöglichkeiten
Authors: Fischer W. , Kleinschmager H. , Rohr F. J. , Steiner R. , Eysel H. H.
Published: December 2004

Während sich der erste Teil [1] im wesentlichen mit den Problemen der Einzelzelle und deren Komponenten befaßte, behandelt der folgende zweite Teil das HTBZ‐Aggregat. Dieses enthält neben den Brennstoffzellen, die zu einer Batterie zusammengeschaltet sind, sämtliche für deren Betrieb erforderlichen Hilfsvorrichtungen. In einem solchen Aggregat können billige Kohlenwasserstoffe wie Erdgas oder Benzin als Brennstoff eingesetzt werden. Abschätzungen ergeben, daß ein Wirkungsgrad von 40% erreichbar ist und daß die erforderliche Betriebstemperatur von 1000 °C bei Leistungen bis herab zu 100 W ohne Fremdheizung aufrechterhalten werden kann. An Hand von Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen wird gezeigt, daß HTBZ‐Aggregate bezüglich der Stromkosten mit dem Diesel‐Generator und in bestimmten Fällen mit der Versorgung aus dem Netz vergleichbar sind. Abschließend wird auf einige andere, nicht der Stromerzeugung dienende Anwendungsmöglichkeiten von Festelektrolytzellen hingewiesen.
Warmfestigkeit von Schweißverbindungen ferritischer Stähle
Authors: Jahn E.
Published: December 2004

Die Warmfestigkeit von Schweißverbindungen entspricht vielfach nicht der des Grundwerkstoffes, so daß ein konstruktiver Ausgleich erforderlich ist. Bei ferritischen Stählen lassen sich häufig ausreichende Werte für Warmstreckgrenze und Zeitstandfestigkeit für die Schweiße nicht immer mit dem gleichen Grundwerkstoff erreichen, weshalb je nach Behandlungszustand verschieden legierte Zusatzwerkstoffe angewendet werden müssen. Bei Sonderstählen mit Spezialvergütung ist dafür zu sorgen, daß durch das Schweißen die Warmfestigkeit beeinträchtigt wird.
Aussagefähigkeit von Warmrißprüfverfahren für die Warmriß‐Sicherheit von geschweißten Bauteilen
Authors: Wilken Klaus
Published: December 2004

Wie sich aus den Theorien zur Warmriß‐Bildung ableiten läßt, beeinflussen mechanische und metallurgische Faktoren die Entstehung von Warmrissen beim Schweißen. Diese und andere Einflußgrößen führten zur Aufstellung folgender Forderungen zur Auswahl aussagefähiger Prüfverfahren: (1.) Die Versuchsparameter müssen unabhängig voneinander beeinflußbar sein; (2.) objektive, reproduzierbare und quantitative Meßwerte sollen sich ergeben; (3.) Empfindlichkeit gegenüber Änderung der Versuchsparameter; (4.) anwendbar für alle Schweißverfahren; (5.) geringe Kosten; (6.) Übertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf Bauteile. Eine Überprüfung gebrächlicher Probenformen zeigt, daß diese den aufgestellten Anforderungen oft nur unzureichend standhalten. Das gilt besonders für die Übertragbarkeit der Versuchsergebnisse auf Bauteile. Es werden daher Überlegungen und Vorschläge angegeben, wie man Warmriß‐Probenformen ändern bzw. einsetzen sollte, um dem Problem der sicheren Beurteilung von Bauteilen näherzukommen.
Das Problem der Wechseldehnungs‐Versprödung bei rissigen Bauteilen
Authors: Kußmaul K.
Published: December 2004

Es wurde vor allem untersucht, inwieweit die Bruchzähigkeitsprüfung nach dem genormten derzeitigen Stand die unterschiedlichen Werkstoffzustände, insbesondere im Hinblick auf Versprödung, berücksichtigt, die im Laufe der Betriebszeit im Bauteil bzw. an einer Rißfront auftreten können. So wird unterschieden zwischen Versprödung durch Simulation der Proben vor dem Anschwingen und Erzeugung eines „entsprechenden”︁ Zustandes durch von der Norm abweichendes Anschwingen. Dabei wird an mehreren Werkstoffen untersucht, in welcher Weise eine Rißfront bei Belastung im Niedrigwechselbereich geschädigt werden kann. Der Einfluß von Temperatur und Zeit ist entscheidend wichtig. Bei 350°C ergibt sich unter den gegebenen Prüfbedingungen durchweg ein Rißwachstum, das durch periodische Verlangsamungen und Stillstände (stehende Risse) über weite Lastwechselbereiche gekennzeichnet ist. Dieses Phänomen läßt sich mit Wechseldehnungsversprödung erklären. Die Bruchzähigkeit ist offensichtlich von der Rißwachstumsgeschwindigkeit abhängig; „stehende”︁ Risse ergeben die geringsten Werte.
Morphologie und Versprödung in der wärmebeeinflußten Zone hochfester Stähle
Authors: Mück G. H.
Published: December 2004

Aufgrund der großen Streuung der Prüfergebnisse bei konventionellen Schweißnaht‐Untersuchungen lassen sich die Prüfergebnisse nicht immer ausreichend interpretieren. Zur Beurteilung der Gütewerte der Wärmeeinflußzone (WEZ) wurden in einigen Fällen die werkstoffspezifischen gefügeabhängigen mechanisch‐technologischen Eigenschaften einzelner Bereiche der WEZ an schweißsimulierend wärmebehandelten Proben untersucht. Der Zeit/Temperatur‐Verlauf der Simulation entspricht den physikalischen Gesetzmäßigkeiten der Wärmeleitvorgänge beim Schweißen. Die Prüfergebnisse weisen nur eine geringe Streuung auf. Die Proben haben jedoch den Nachteil, daß der Gefügeverbund der WEZ nicht geprüft wird. Andererseits vermittelt eine integrale Betrachtung der Prüfergebnisse der einzelnen Proben aus Spitzentemperaturzonen einen Gesamteindruck des Verhaltens einer WEZ.
Hochdruckapparatur zur Untersuchung von unter Leitfähigkeitsänderung ablaufenden chemischen Reaktionen
Authors: Weiss Hans J. M. , Staude E.
Published: December 2004

Es wurde eine Hochdruckapparatur entwickelt, die es gestattet, chemische Reaktionen im Reaktionsrohr bei Drücken bis 700 at und Temperaturen bis 400 °C kontinuierlich über die DK‐ oder Leitfähigkeitsänderung zu verfolgen. Durch vernachlässigbar kleine Aufheizeiten könen damit Hochdruckreaktionen erstmals praktisch von ihrem Start an verfolgt werden. Die Versuche können sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich durchgeführt werden, wodurch die Untersuchung chemischer Hochdruckreaktionen innerhalb eines großen Geschwindigkeitsspektrums möglich wird.
Untersuchung von Partikelbahnen in gekrümmten Strömungen. Teil II: Numerische Ergebnisse für technisch bedeutsame Strömungsformen
Authors: Mühle J.
Published: December 2004

Es werden die Bewegungsgleichungen für kugelförmige Partikeln in gekrümmten Strömungen im Hinblick auf einige technisch bedeutsame Vorgänge gelöst. Bei fest‐stoffbeladenen Strömungen in Krümmern ergeben sich in Verbindung mit dem Prallverschleiß Angaben über den Aufprallwinkel und die Aufprallstellen der Partikeln. Eine Betrachtung der Abscheidewirkung von Strömungsumlenkungen führt zu Aussagen über den Fraktionsabscheidegrad. Für den Fall der ebenen Wirbelkernströmung zeigen die Rechnungen eine gute Übereinstimmung mit fremden Versuchsergebnissen. Außerdem werden Partikelbahnen in Sichtern mit logarithmischer und archimedischer Spiralströmung betrachtet. Anhand eines Beispicls für räumliche Partikelbahnen wird der Einfluß erläutert, den unterschiedliche Formen der Luftführung auf die Tropfenbewegung in Sprühtrocknern ausüben.
Kinetik der katalytischen Graphitierung durch Eisen‐Metalle
Authors: Fitzer Erich , Weisweiler Werner
Published: December 2004

Thermisch nicht graphitierender glasartiger Kohlenstoff kann durch Metall‐ oder Carbid‐Lösephasen quantitativ in gut geordneten Graphit umgewandelt werden. Die Reaktion verläuft über den Mechanismus einer isothermen Lösung des ungeordneten Kohlenstoffs in mit Graphit bereits gesättigter Schmelze und spontaner Auskristallisation. Für die wirksamsten Katalysatoren Nickel, Eisen und Ferrosilicium wurden die Graphitierungskinetik sowohl an monolithischem Glaskohlenstoff als auch an Pulverpreßkörpern aus Glaskohlenstoff und Katalysator verfolgt und Aktivierungsenergien ermittelt. Zum Verständnis der Katalysator‐Wirksamkeit dienen Untersuchungsergebnisse über Löslichkeit, Kristallisation, Diffusion, Benetzung und Angaben über die röntgenographisch quantitativ bestimmten Graphit‐Anteile.
Optimieren von Rührern für eine maximale Ableitung von Reaktionswärme
Authors: Pawlowski J. , Zlokarnik M.
Published: December 2004

Mit steigender Rührerdrehzahl wird der Wärmefluß durch die Behälterwand intensiviert, gleichzeitig aber auch mehr Rührwärme erzeugt, was im Falle des Kühlens auf Kosten des durch die Behälterwand abführbaren Reaktionswärmeflusses geht. Die daraus resultierenden Optimierungsfragen werden ähnlichkeitstheoretisch formuliert und die gewonnenen allgemeinen Zusammenhänge für mehrere Rührkesselausführungen in Form zweier Arbeitsblätter dargestellt; das eine gilt für zwei Ankerrührer mit unterschiedlichen Spaltbreiten im laminaren Strömungsbereich (Re < 100), das zweite für vier weitere Rührertypen bei unterschiedlichen Behälterausführungen im Bereich Re > 200.
Zwischenprodukt‐Gewinnung in hintereinandergeschalteten Rühreinheiten
Authors: Gestrich Wolfgang
Published: December 2004

Für konkurrierende Folgereaktionen 2. Ordnung und für Folgereaktionen 1. Ordnung als Grenzfall dieses Reaktionstyps werden die Bedingungen der Reaktionsführung zur Erzielung einer maximalen Ausbeute an Zwischenprodukt in hintereinandergeschalteten Rühreinheiten allgemeingültig abgeleitet. Anhand von Diagrammen wird veranschaulicht, welchen Effekt die Zahl der Rühreinheiten n, das Verhältnis der Geschwindigkeitskonstanten χ und das Verhältnis der Einsatzkonzentrationen Ao/Bo auf die maximale Ausbeute ausüben und welche Volumenaufteilungen und mittleren Gesamtverweilzeiten erforderlich sind. Abschließend wird anhand numerisch erhaltener Resultate verglichen, inwieweit die maximal erzielbare Ausbeute in einer gleichen Anzahl hintereinandergeschalteter, jedoch untereinander gleichgroßer Rühreinheiten angenähert werden kann.
Phasenverhalten von Äthylen/Polyäthylen‐Gemischen unter hohem Druck
Authors: Steiner Rudolf , Horlé Klaus
Published: December 2004

Im System Äthylen/Polyäthylen treten bis zu höheren Drücken und Temperaturen Entmischungen auf. Zur Untersuchung dieser Phasentrennungen wurde ein kontinuierlich betriebener Rührkesselreaktor (max. Betriebsbedingungen 2500 at/280°C) mit drucktragenden Saphir‐Fenstern konstruiert, der eine visuelle Beobachtung von Äthylen/Polyäthylen‐Gemischen während der Polymerisationsreaktion erlaubt. Entmischungserscheinungen können dabei durch eine Trübungsmessung bzw. als Hell/dunkel‐Umschläge erfaßt werden, da die Intensität eines durch den Reaktor fallenden Lichtstrahls sehr stark abgeschwächt wird, sobald sich aus dem homogenen Reaktionsgemisch kleine Polymertröpfchen abscheiden. Nach dieser Methode wurden im Temperaturbereich zwischen 110 und 270°C bei Polyäthylen‐Konzentrationen zwischen 0,7 und 30 Gew.‐% Entmischungsdrücke zwischen 1190 und 1750 at gemessen, wobei die Maxima der Entmischungskurven stets bei niedrigen Polymerkonzentrationen (ca. 4 bis 10 Gew.‐%) lagen.
Experimentelle und theoretische Untersuchungen des stationären Betriebsverhaltens von Trenndüsenkaskaden für die 235U‐Anreicherung
Authors: Schütte R. , Seidel D. , Fritz W. , Plesch D. , Linder G. , Fritsch H. J.
Published: December 2004

Es wurde die Steuerung einer Trenndüsen‐Kaskade in den gewünschten Betriebszustand und ihre Überwachung im stationären Anreicherungsbetrieb untersucht. Daneben wurden Digitalrechner‐Programme zur Berechnung des Betriebsverhaltens entwickelt. Die Untersuchungen zeigen, daß Sollwertabweichungen in den Betriebsgrößen der Trenndüsen und der Verdichter oder Regeleingriffe in einzelnen Stufen oder in der UF6‐Abscheidungsanlage sich nur auf eine begrenzte Zahl von Nachbarstufen auswirken. Lediglich eine Änderung des Zusatzgas‐Transportes beeinflußt die Betriebswerte aller Stufen der Kaskade praktisch gleich stark. Anhand eines Berechnungsbeispiels wird gezeigt, in welcher Weise diese Eigenschaft zur Lastregelung in produzierenden Trenndüsenkaskaden ausgenutzt werden kann.
Verfahren zur Gasreinigung in helium‐gekühlten Kernreaktoren
Authors: Ewald Rolf , Schwier Klaus
Published: December 2004

Es wird über ein adsorptives Verfahren zur Entfernung von Kohlendioxid, Krypton, Xenon und Stickstoff aus dem Kühlkreislauf helium‐gekühlter Kernreaktoren berichtet. Krypton und Xenon sind radioaktiv. Je nach Aufgabenstellung (Normalbetrieb, Störbetrieb mit erhöhtem Kohlendioxid‐Anfall oder verstärkter Stickstoff‐Anfall) ergeben sich drei Verfahrensvarianten, die auch sinnvoll kombiniert werden können. Das Verfahren wurde besonders im Hinblick auf kompakte Bauweise, Beschränkung der Radioaktivität auf möglichst wenige Anlagenteile und Vermeidung größerer thermischer Spannungen im Betrieb entwickelt.
Wärmeleitung von losen Kugelschüttungen in stagnierenden Medien
Authors: Leyers H. J.
Published: December 2004

Es wird die Wärmeleitung von Kugelschüttungen phänomenologisch behandelt unter der Annahme, daß der Wärmetransport durch Wärmeleitung nach der Gesetzmäßigkeit: q̇ = − λ grad T erfolgt. In diesem Fall kann die Kugelschüttung beschrieben werden durch zwei Parameter, und zwar das Verhältnis der Wärmeleitkoeffizienten der Kugeln und des Mediums (Λ = λK/λM) und die Packungsdichte (p = Kugelvolumen durch Gesamtvolumen). Für die Berechnung des effektiven Wärmeleitkoeffizienten λeff einer derartigen Schüttung wird ein analytischer Ausdruck abgeleitet. Es werden ferner Korrekturen von λeff angegeben, mit denen der Einfluß folgender Effekte berücksichtigt wird: (1.) die ortsabhängige Wärmeleitung des Mediums um die Berührungspunkte im Falle von Gasen, (2.) Kontaktflächen statt Berührungspunkte und (3.) der Einfluß der Behälterwandung bei endlichen Schüttungen.
Berechnung der Trocknung wasserfeuchter Produkte im Sprühturm
Authors: Stein Werner Alexander
Published: December 2004

Es werden Methoden zur Berechnung des freien Falles von kugelförmigen Teilchen, die Wasser und unlöslichen Feststoff enthalten, in zirkulierender Luft im Sprühturm und zur Bestimmung der Verdunstung dieser kugelförmigen Teilchen angegeben. Mit diesen Berechnungsmethoden können die Vorgäng in Sprühtürmen, die als Sprühtrockner arbeiten, berechnet werden.
Modellversuche und Modellrechnungen zur Sorption von Dialkyl‐dithiophosphat an Bleiglanz
Authors: Baumgarten E.
Published: December 2004

Es werden Modellversuche und‐ rechnungen beschrieben, die bestätigen, daß die Adsorption von Dialkyl‐dithiophosphat an Bleiglanz auf einer Reaktion beruht, welche mit den Oxidationsprodukten des Minerals stattfindet. Unter geeigneten Bedingungen konnte gute Übereinstimmung zwischen Meßwerten mit Bleiglanz einerseits und Modellversuchen mit den Oxidationsprodukten (PbSO4 und PbS2O3) sowie auch mit Ergebnissen theoretischer Berechnungen andererscits erzielt werden.
Zur Reaktionskinetik des keramischen Brennvorganges, Teil 2: Nichtisotherme Brennbehandlung
Authors: Hüttinger K. J. , Funk U.
Published: December 2004

Nachdem im 1. Teil bei isothermer Brennbehandlung die Beeinflussung des örtlichen und zeitlichen Druckverlaufes im Körper sowie die Abgabe flüchtiger Zersetzungs‐produkte aus dem Körper durch die Körperdimension, die Körperpermeabilität und die Reaktionskinetik der in fester Phase verlaufenden Harzbindemittelpyrolyse ins‐besondere durch die 2. Damköhler‐Zahl dargestellt werden konnte, werden im folgenden analoge Berechnungen für den nichtisothermen Fall durchgeführt. Nach einer Abschätzung der zeitlich variablen örtlichen Temperaturgefälle wird der Einfluß der Aufheizgeschwindigkeit und der Körperdimensionen auf die Bruttokinetik des Brennvorganges gezeigt.
Medizinische und verfahrenstechnische Aspekte beim Bau und Betrieb künstlicher Nieren
Authors: Dieter K. , Franz H. E. , Piazolo P.
Published: December 2004

Unter den Blutreinigungsverfahren hat sich die Hämodialyse mit der sog. künstlichen Niere als einzige Behandlungsmethode des akuten und chronischen Nierenversagens klinisch bewährt. Die Behandlungsergebnisse sind zufriedenstellend, aber nicht optimal, indem die Durchführung der Hämodialyse zu zeitraubend und kostspielig ist. Auf der einen Seite ist die Überwindung technischer Probleme dieser Blutreinigungsverfahren ein weites Aufgabengebiet für den Bioingenieur, andererseits müssen die Mediziner durch Identifizierung der in der Niereninsuffizienz auftretenden Giftstoffe eine Optimierung der Blutreinigungsverfahren ermöglichen.
Wärmeübergang in beheizten oder gekühlten Rohren mit Schüttungen aus Kugeln, Zylindern und Raschig‐Ringen
Authors: Hennecke Friedrich‐Wilhelm , Schlünder Ernst Ulrich
Published: December 2004

Wandwärmeübergangskoeffizienten lassen sich aus Messungen von Gesamtwärmeübergangskoeffizienten berechnen, wenn man die effektive Wärmeleitfähigkeit kennt und gewisse vereinfachende Annahmen, insbesondere über die Strömungsform, macht. Es wurden etwa 5 000 Experimente von 14 Autoren einschließlich eigener Messungen ausgewertet. Dabei zeigte sich, daß man nur bei Berücksichtigung der Tatsache, daß die Strömungsgeschwindigkeit radial veränderlich ist, für den Wandwärmeübergangskoeffizienten in allen Fällen physikalisch sinnvolle Ergebnisse erhält. Die Wandwärmeübergangskoeffizienten hängen bei kleinen Peclet‐Zahlen von der Rohrlänge ab. Es wurden Gleichungen zur Vorausberechnung von Wandwärmeübergangskoeffizienten und Gesamtwärmeübergangskoeffizienten angegeben. Der Stoffübergang von der Wand an das Fluid wird als Grenzfall mitbehandelt.
Optimierung von Schlitzdüsentrocknern auf Grund neuer Versuchsergebnisse über den Wärme‐ und Stoffübergang in solchen Apparaten
Authors: Martin Holger , Schlünder Ernst Ulrich
Published: December 2004

Stoffübergangsmessungen bei Prallströmung aus Schlitzdüsenfeldern mit relativen Düsenflächen von 0,9% bis 21% werden in einem weiten Bereich der äußeren Einflußgrößen empirisch korreliert. Die gefundene Beziehung wird benutzt, um optimale Düsengeometrien bezüglich der Ventilatorleistung pro m2 Warenfläche zu ermitteln. Außerdem gelingt es, durch eine eindimensionale Berechnung der Strömungsverhältnisse den gemessenen Verlauf der Stoffübergangskoeffizienten über die Breite der Warenbahn zu erklären. Die bei einigen Anwendungen gestellte Forderung nach einer hohen Gleichmäßigkeit dieses Verlaufs führt zwangsläufig zu aufwendigen Konstruktionen mit sehr hohen Abströmkanälen oder freiem Abzug zwischen den Schlitzen. Daher wird zusätzlich eine andere Möglichkeit untersucht, konstanten Wärme‐ und Stoffübergang über die Bahnbreite zu erzielen. Diese besteht in einer vorausberechen baren Form der Düsenschlitze mit kontinuierlich vom Bahnrand zur Mitte hin zunehmender Schlitzweite.
Mathematisches Modell einer turbulenten Diffusionsflamme in einem zylindrischen Brennraum
Authors: Günther R. , Latsch R.
Published: December 2004

Es wird über ein mathematisches Modell berichtet, mit dem Geschwindigkeits‐, Konzentrations‐ und Temperaturverlauf für eine turbulente Diffusionsflamme berechnet werden können, die in einem zylindrischen Brennraum eingeschlossen ist. Das Modell besteht aus den Erhaltungssätzen für Masse, Stoff, Impuls und Energie, den Verteilungsfunktionen für Impuls und Stoff in Freistrahlen, empirischen Funktionen für Ausbrand und Rückströmung, Austauschfaktoren für den dreidimensionalen Strahlungsaustausch sowie den entsprechenden Stoffwerten. Für einen definierten Geltungsbereich zeigt sich eine gute Übereinstimmung von Rechen‐ und Meßergebnissen. Die Variationen der Eingangsgrößen liefern Hinweise auf Verbesserungen in der Auslegung und Führung technischer Feuerungen.
Rührleistung in begasten Flüssigkeiten
Authors: Zlokarnik Marko
Published: December 2004

Es wurde die Rührleistung eines Scheibenrührers herkömmlicher Bauart beim Dispergieren des von unten zugeführten Luftstromes in Abhängigkeit von kinematischen, geometrischen und stofflichen Parametern untersucht. Die Versuchsergebnisse wurden im Sinne der Ähnlichkeitslehre konsequent ausgewertet und führen zu Beziehungen, die eine genaue Vorausberechnung der Rührleistung in begasten Flüssigkeiten gestatten. Danach ist im Bereich Re > 104 und Fr ≥ 0,65 die Leistungs‐Charakteristik ausschließlich durch eine Funktion der Newton‐Zahl von der Durchsatzkennzahl Q gegeben, während im Bereich 103 < Re < 104 noch eine Zusatzfunktion f(Q, Re) hinzutritt.
Schwefel — Abfall oder Produkt der chemischen Industrie?
Authors: Bauer Reiner , Krüger Joachim
Published: December 2004

Der zwangsweise Elementarschwefel‐Anfall bei der Erdgas‐Gewinnung und steigende polnische Exporte haben auf dem Schwefel‐Markt zu einem großen Überangebot geführt. Dazu kommt die Forderung des Umweltschutzes zur Reinigung möglichst aller schwefeldioxid‐haltigen Abgase. Der starke Verfall des Schwefel‐Preises bedroht die Existenz der Frasch‐Schwefel‐Produzenten. Gefährdet sind auch die Schwefelsäure‐Hersteller auf Basis Pyrit, sofern die Abbrände nicht weiterverkauft werden können. Die Situation der schwefelsäure‐erzeugenden NE‐Metallhütten erscheint günstiger, falls die erzeugte Schwefelsäure abgesetzt werden kann. Eine Analyse des Weltschwefelmarktes zeigt die Entwicklung auf. Kostenabschätzungen zur Elementarschwefel‐Erzeugung aus Schwefel‐Lagerstätten und Erdgas und zur Schwefelsäure‐Herstellung auf Basis Elementarschwefel, Pyrit und NE‐Metallsulfiden schließen diesen Bericht ab.
Wärme‐ und Stoffaustausch bei der Kristallisation an gekühlten Flächen. Teil II: Ergebnisse bei bewegten wäßrigen Lösungen und Xylol‐Gemischen
Authors: Wintermantel Klaus , Kast Werner
Published: December 2004

Wie aufgrund der in ruhenden Lösungen gewonnenen Erkenntnisse (s. Teil I) zu erwarten ist, können die Struktur und die Konzentration der Kristallschichten bei gegebener Wachstumsgeschwindigkeit ν durch die Intensität des Stoffaustauschs β an der Kristallisationsgrenze entscheidend beeinflußt werden. Bei niedrigen Ausgangskonzentrationen und bei kleinen Verhältnissen ν/β gelingt es, reine Kristallschichten auszufrieren. Bedingung für die Gewinnung einer geschlossenen Kristallschicht ist, daß die Konzentrationsanreicherung an der Phasengrenze einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Ausgehend von der Betrachtung des Konzentrationsfeldes vor der Phasengrenze werden Beziehungen abgeleitet, die es bei Kenntnis der stoffspezifischen Konzentrationsanreicherung ermöglichen, die Vorgänge bei der technischen Kristallisation zu erfassen.
Versteifte und abgesetzte Schalen. Stabilitätsuntersuchungen an dünnwandigen Kreiszylindern unter axialsymmetrischer Belastung
Authors: Esslinger Maria
Published: December 2004

Es werden Stabilitätsuntersuchungen an dünnwandigen Kreiszylindern vorgenommen. Es zeigt sich, daß man bei Optimierungsuntersuchungen versteifter Zylinder nicht mit den Verzweigungslasten rechnen darf, sondern zur Berücksichtigung der Vorbeulenempfindlichkeit zweckmäßig als maßgebenden Kennwert eine geeignete Nachbeullast einführt. Weiterhin werden die Beullasten eng und weit versteifter Zylinder untersucht; dabei wird auch der Einfluß exzentrischer Steifenanordnung behandelt. Der letzte Teil befaßt sich mit Zylindern, die in Axialrichtung abgesetzt und zentrisch oder exzentrisch gestoßen sind.
Abdichtung von rotierenden Wellen
Authors: Ernst Erich
Published: December 2004

Die gebräuchlichsten Dichtungstypen für rotierende Wellen sind Stopfbuchsen und Gleitringdichtungen. Für beide Abdichtungsarten werden die Anwendungsbereiche angegeben. Besondere Berücksichtigung finden hierbei die für Rührwerksabdichtungen verwendeten Konstruktionen und Werkstoffe. Spezielle Probleme, wie Abdichtung von Untenantrieben sowie Abdichtung gegen feststoffhaltige Medien, werden ebenfalls behandelt. Abschließend werden noch die für den Betrieb von doppeltwirkenden Gleitringdichtungen erforderlichen Sperrdruckanlagen beschrieben.
Tendenzen der Werkstoffentwicklung
Authors: Spähn Heinz
Published: December 2004

Es wird ein Überblick über die gegenwärtig erkennbaren Tendenzen der künftigen Werkstoffentwicklung gegeben. Dabei wird zunächst gezeigt, welche Anlässe zur Entwicklung neuer Werkstoffe führen und welche Gesichtspunkte bei ihrer Einführung in die chemische Technik zu beachten sind. Da diese Einführung in der Regel ein langwieriger Prozeß ist, versuchen Konstrukteure und Werkstoffachleute der Betreiber, die nachteiligen Eigenschaften bekannter Werkstoffe zu überspielen. Wo dies auf konstruktivem Wege nicht gelingt, bestehen als weitere Möglichkeiten die Änderung verfahrenstechnischer Bedingungen oder die Modifizierung bekannter Wekstoffe. Erst wenn auch dies nicht zum Ziel führt, wird die Entwicklung neuer Werkstoffe angestrebt. Hierbei hat es sich bewährt, wenn von der Betreiberseite aus die vom Werkstoff geforderten Eigenschaften so früh wie möglich präzisiert werden.
Probleme der Stabilitätsberechnung von Doppelmantel‐ und Vakuumbehältern im chemischen Apparatebau
Authors: Ciprian Josef
Published: December 2004

Es werden verschiedene Probleme der Stabilitätsberechnung von realen, d. h. imperfekten Kugel‐ und Zylinder‐Schalen unter äußerem sowie von gewölbten Böden unter innerem Überdruck besprochen, wie sie vornehmlich bei der Bemessung von Doppelmantel‐ und Vakuumbehältern auftreten. Geeignete theoretische oder empirische Lösungsvorschläge verschiedener Autoren werden aufgezeigt. Es gilt, einerseits dem Konstrukteur diese Informationen für die praktische Anwendung zugänglich zu machen, und andererseits Anregungen für ergänzende theoretische oder experimentelle Untersuchungen zu geben.
Katalytische Gasreaktionen im Explosionsbereich am Beispiel der Äthylen‐Oxidation
Authors: Schiefler Jan , Schwentker Harald , Wicke Ewald , Schwentker H.
Published: December 2004

Zur Untersuchung katalytischer Gasreakt onen im Explosionsbereich wurde ein Laborreaktor konstruiert, in dem explosible Gasgemische gefahrlos hergestellt und umgesetzt werden können. Als Modellreaktion diente die Oxidation von Äthylen mit O2/N2‐Gemischen bei Atmosphärendruck und 80 bis 200 °C an einem Pd‐Trägerkontakt, bei der in geringfügiger Nebenreaktion Essigsäure gebildet wird. Die Essigsäure‐Selektivität erwies sich weitgehend unabhängig von der über den ganzen Explosionsbereich variierten Zusammensetzung des Frischgases. Dies ist auf eine stationäre Sorptionsschicht zurückzuführen, die durch Zersetzung und Polymerisation des Äthylens auf der Katalysatoroberfläche entsteht. Bei intermittierender Arbeitsweise kann die jeweilige Neubildung dieser Polymerisatschicht am zeitlichen Verlauf der Totaloxidation (zu CO2) und der Teiloxidation (zu Essigsäure) verfolgt werden. Die Essigsäure‐Bildung verläuft über eine Reaktion von Äthylen mit chemisorbiertem Sauerstoff, d. h. sie geht zurück bei Verdrängung des Sauerstoffs von der Katalysatoroberfläche. Hieraus ergeben sich Möglichkeiten zur Verbesserung der Essigsäure‐Selektivität durch Änderung der Katalysatoreigenschaften sowie durch Wahl einer günstigen instationären Betriebsweise.
Das Schweißen von Plattierungen. Unter besonderer Berücksichtigung konstruktiver Gesichtspunkte bei der Herstellung von Schweißverbindungen nickel‐plattierter Bleche im Chemie‐Apparatebau
Authors: Zürn Herbert , Morach Eugen
Published: December 2004

Plattierte Bleche verschiedener Metallpaarungen finden als Konstruktionswerkstoffe, aufgeteilt in einen drucktragenden Teil und einen korrosionsbeständigen Teil, im Apparate‐ und Behälterbau, insbesondere in der chemischen Industrie und in der Kerntechnik, eine vielseitige Anwendung. Das Schweißen der Plattierungen beinhaltet eine Reihe metallurgischer, fertigungstechnischer sowie konstruktiver Probleme, die am Beispiel des Verschweißens nickel‐plattierter Bleche aufgezeigt werden. So darf beispielsweise aus Gründen der Korrosion ein bestimmter Eisen‐Gehalt im Nickel‐Schweißgut nicht überschritten werden. Diese erreicht man durch die Wahl geeigneter Schweißzusatzwerkstoffe und Schweißverfahren sowie konstruktiver Maßnahmen, zu denen die Fugenvorbereitung und Aufbau der Schweißnaht zählen. Versuchle unter Berücksichtigung verschiedener Fugenformen, Schweißverfahren und Zusatzwerkstoffe geben Aufschluß über den Anteil von Eisen‐Aufschwemmungen im Nickel‐Schweißgut. Hieraus können Folgerungen für die Herstellung von Schweißverbindungen nickel‐plattierter Bleche mit bestimmtem zulässigem Eisen‐Gehalt gezogen werden.
Surface‐tension‐induced interfacial convection and its effect on rates of mass transfer
Authors: Sawistowski Henryk
Published: December 2004

Surface‐tension‐induced interfacial convection (Marangoni phenomena) can appear as a result of mass and heat transfer, compression and dilatation of surface films or their non‐Newtonian behaviour and owing to presence in the interface of electrostatic charges. In process engineering problems the mass transfer effect is usually predominant and, depending on the geometry of the system, leads to surface renewal or changes in interfacial area. The surface renewal phenomena can appear as instabilities or disturbances and their effect on mass transfer is presented for transfer to and from drops as well as across flat interfaces in stirred and laminar flow contactors. Mass transfer coefficients and drag coefficients of drops are compared under conditions of undisturbed (diffusional) transfer, cellular convection and interfacial turbulence for stable and unstable direction of transfer. The importance of gravitational instability is indicated.
Stability analysis of interfacial behaviour in cases of simultaneous heat and mass transfer
Authors: Ortiz E. Susana Pérez De
Published: December 2004

A general discussion of interfacial stability arising from interphase heat or mass transfer is presented. A qualitative analysis is given of the effect of simultaneous heat and mass transfer for the case of binary liquid‐liquid systems. The mathematical procedure for such a case is also developed.
Technische Erprobung von Aktivkoks aus Steinkohle für eine adsorptive Abgasentschwefelung mit integrierter thermischer Regeneration
Authors: Jüntgen Harald , Knoblauch Karl , Zündorf Dieter
Published: December 2004

Die bei der Verfeuerung fossiler Brennstoffe entstehenden Abgase können durch Verwendung kohlenstoff‐haltiger Adsorbentien oberhalb ihres Taupunktes im Temperaturbereich zwischen 120 und 180 °C entschwefelt werden, so daß im Gegensatz zu den Waschverfahren eine Abkühlung bei der Gasreinigung entfällt und sich Korrosionsschäden vermeiden lassen. In dieser Arbeit wurden aus Steinkohle hergestellte Adsorptionskokse in einer Betriebsanlage zur Rauchgas‐Entschwefelung (Gasdurchsatz 3 000 m3/h) auf ihre Eignung getestet und dabei das Gesamtporenvolumen, die Porenstruktur, die Härte und Abriebfestigkeit sowie die SO2‐Durchbruchsbeladung und der Nachfüllbedarf an frischem Material untersucht. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sowie Kostenabschätzungen rechtfertigen eine weitere technische Erprobung dieses Adsorptionskokses in größerem Maßstab.
Erfahrungen mit einem neuen Flüssigkeitsumwälzthermostaten
Authors: Vollmert Bruno
Published: December 2004

Es wird ein Umwälzthermostat beschrieben, der bis 350 °C im Dauerbetrieb verwendet werden kann. Die Entstehung von Nebeln und Crackprodukten des flüssigen Wärmeüberträgers wird durch eine Konstruktion vermieden, die es gestattet, der heißen Kreislauf‐Flüssigkeit eine gekühlte Schicht derselben Flüssigkeit zu überlagern. Durch diesen gekühlten Flüssigkeitsdeckel wird die Welle der Kreiselpumpe stopfbuchslos in das Gerät eingeführt. Die Ergebnisse eines 1 000‐Betriebsstunden‐Tests bei 300 °C mit Marlotherm‐S® als Heizmedium werden beschrieben und Anwendungsmöglichkeiten für das neue Gerät diskutiert.
Tendenzen und Konsequenzen künftiger Energiebedarfsdeckung
Authors: Schaefer Helmut
Published: December 2004

Die Energietechnik gestattet dem Menschen das Lösen seines Handelns von den Umweltbedingungen. Sie ist heute – das wird der Öffentlichkeit gerade zur Zeit deutlich – für die Ver‐ und Entsorgung der Menschheit faktisch unentbehrlich. Der anthropogene Energieumsatz ist aber mit Eingriffen in das ökologische System der Erde verbunden, und der durch zunehmende Erdbevölkerung und steigenden Lebensstandard wachsende Bedarf an Energie zeitigt daher auch ungünstige Auswirkungen auf die Umwelt. Wenn auch die derzeitige Krise den Bedarfsanstieg verlangsamen wird, ist doch, wie am Beispiel der BRD detailliert dargestellt, mit einem weiteren Wachsen des Energiebedarfs zu rechnen. Die Probleme der Umweltbelastung und besonders der thermischen Emission in Verdichtungsräumen zwingen dazu, technisch sinnvolle und wirtschaftlich akzeptable Wege zu suchen, bei denen der spezifische Energiebedarf gegenüber dem bisherigen gesenkt werden kann. Den Fragen der Energierückgewinnung, ebenso wie der Vermeidung von unnötiger Nutzenergiebereitung, kommt dabei ein besonderes Gewicht zu.
Zur Deckung des zukünftigen Spitzenbedarfs elektrischer Energie mittels elektrochemischer Energiespeicher
Authors: Beccu Klaus‐D.
Published: December 2004

Die Zunahme des Energieverbrauchs erzeugt durch ein zugleich übermäßiges Wachstum des privaten Sektors einen Engpaß in der Deckung des zukünftigen Spitzenleistungsbedarfs. Die Verwendung geeigneter elektrochemischer Speichersysteme könnte dazu beitragen, die Leistungskrise zu dämpfen, fossile Brennstoffe für Spitzenlastwerke einzusparen, die Grundlastanlagen wirtschaftlicher auszunutzen und sowohl die Umweltbeeinträchtigung als auch die Kosten der elektrischen Energie zu verringern. Eine kritische Beurteilung der Kenndaten verschiedener Sekundärbatteriesysteme anhand technischer und wirtschaftlicher Kriterien zeigt, daß gewisse Hochtemperatur‐ und Redox‐Lösungssysteme zur Spitzenbedarfsdeckung benutzt werden können, ihr Platz in der Energieversorgung jedoch erst durch die künftigen Entwicklungsergebnisse bestimmt wird.
Beseitigung von besonderen Abfällen aus Gewerbeund Industriebetrieben
Authors: Hamel Walter
Published: December 2004

Ende 1970 wurde die Gesellschaft zur Beseitigung von Sondermüll in Bayern mbH gegründet, zu dem Zweck, alle jene Stoffe, die aufgrund von Art und Menge nicht zusammen mit dem Hausmüll abgeführt werden können, zu beseitigen und die dazu notwendigen Einrichtungen zu schaffen und zu betreiben. Es wird über den Aufbau und die Zusammensetzung der Gesellschaft, die Behandlungsarten der besonderen Abfälle sowie über die im Betrieb, Bau oder Planung befindlichen Beseitigungsanlagen und Sondermüll‐Sammelstellen und ihre technischen Einrichtungen berichtet. Ferner werden die Aufgaben und die Zielsetzung der Gesellschaft, die Erfassung und der Transport des Sondermülls erläutert.
Grenzen heutiger Methoden zur Berechnung der Bauteil‐ und Apparate‐Festigkeit und mögliche Erweiterungen
Authors: Klapp Eberhard Ulrich
Published: December 2004

Der herkömmliche Festigkeitsnachweis – meist auf Näherungsverfahren aufbauend – wird bevorzugt zur Bemessung einfacher Grundkörper des verfahrenstechnischen Apparate‐ und Anlagenbaues herangezogen. Die Anwendungsgrenzen werden durch Grad und Charakter der Verformungen wie durch die Art der Belastung bestimmt; vorrangig lassen sich (rotations‐)symmetrische Lastfälle erfassen. Bereits hier erweist sich die „Spannungssicherheit”︁ als nicht in allen Fällen problemgerecht; „Lastwechselsicherheit”︁ (bei dynamischer Beanspruchung) und „Ausfallwahrscheinlichkeit”︁ (bei regelloser Beanspruchung) werden angewandt bzw. kennzeichnen das Fernziel. Nichtrotationssymmetrische Lastfälle und elastoplastische Probleme erfordern gegenüber dem herkömmlichen Festigkeitsnachweis einen unverhältnismäßig hohen Aufwand. Erst die Entwicklung hochentwickelter, diskreter Verfahren hat hier neue Lösungsmöglichkeiten eröffnet. Durch Einbau von Stoffgesetzen, die dem realen Werkstoffverhalten entsprechen oder nahekommen, bieten hochentwickelte Verfahren Ansätze zur Lösung komplexer Fragestellungen besonders auch im Grenzbereich zwischen wärme‐ und strömungstechnischer Auslegung und konstruktiver Gestaltung; ihre Anwendung sichert gesteigerte Wirtschaftlichkeit und schafft damit Wettbewerbsvorteile, wenn sich modularer Aufbau und problem‐orientierte Schreibweise stärker durchsetzen.
Moderne Hilfsmittel für die Konstruktionspraxis
Authors: Buchner Karl Heinz
Published: December 2004

Neben die althergebrachten Informationsträger sind maschinell lesbare Karten und Streifen oder Bänder getreten, die zur Steuerung von Werkzeugmaschinen oder Rechenautomaten dienen. Vor allem mit Rechenanlagen lassen sich neuartige Konzeptionen der Arbeitsgestaltung realisieren. Hierzu sind analytische Vorarbeiten erforderlich, die zusätzlich zur Denkweise des Praktikers in der Konstruktion die abstrahierende Vorgehensweise der Datenverarbeitungspraxis einbeziehen. Gemeinsame Grundlagenentwicklung fördert durch Kostenteilung die Wirtschaftlichkeit neuer Methoden und begünstigt ihre Verbreitung in kleinere Unternehmensstrukturen.
Technik der Planung, Konstruktion, Beschaffung und des Baues chemischer Anlagen
Authors: Bender Helmut
Published: December 2004

Die verschiedenen Arten von Ingenieur‐Verträgen ‐ Cost + Fee, Lump Sum ‐ werden erläutert. Als günstig wird eine Kombination beider Vertragsarten betrachtet, bei der die Arbeiten auf der Basis Cost + Fee begonnen werden, damit der Auftragsumfang definiert werden kann. Danach kann der Auftrag aufgrund eines Angebots in einen Pauschalpreisauftrag umgewandelt und abgewickelt werden. Für die Abwicklung der Arbeiten der Ingenieurfirma wird das „Task Force”︁‐Prinzip als besonders vorteilhaft betrachtet. Ein Projekt‐Manager untersteht direkt der Geschäftsleitung der Ingenieurfirma. Ihm werden während der Projektabwicklung die einzelnen Mitarbeiter der Fachabteilungen direkt unterstellt. Die Mitarbeiter des Projektteams werden auch soweit wie möglich räumlich zusammengefaßt. Die Projektabwicklung, beginnend mit der Projektvorbereitung, Basic Engineering, Konstruktion, Beschaffung, Bau und Montage und Inbetriebnahme wird beschrieben. Weiterhin werden die Methoden der Qualitätskontrolle, Kostenschätzung und ‐kontrolle sowie der Terminplanung und ‐überwachung erläutert.
Anpassung der Energieversorgung an die Erfordernisse chemischer Großanlagen
Authors: Frank Berthold
Published: December 2004

Die Entwicklung des weltweiten Energieverbrauches und seiner Deekung durch die verschiedenen Energieträger spiegelt sich in der Entwicklung der chemischen Großanlagen und der ihnen zugeordneten Energieversorgungsanlagen wider. Am Beispiel der mehr als 100jährigen Geschichte des Werkes Ludwigshafen der BASF Aktiengesellschaft läßt sich die Anpassung der Energieversorgung an die Erfordernisse der Produktionsanlagen von den Anfängen des Kohlezeitalters der Chemie mit seiner überwiegenden Farbenproduktion über die erste Großsynthese auf Basis Kohle ‐ die Ammoniak‐Synthese ‐ bis in die heutige Zeit mit ihrer vielfältigen Produktion auf ausschließlich petrochemischer Basis verfolgen. Ein abschließender Ausblick auf künftige Entwicklungen zeigt, daß auch der heute erreichte hohe technologische Standard der chemischen Energietechnik noch zahlreiche Möglichkeiten einer Weiterentwicklung offenläßt.
Recycling‐Prozessefür Schwefel‐Verbindungen
Authors: Heitmann Aloys , Reher Peter
Published: December 2004

Recycling‐Verfahrengewinnen zur Schonung der Rohstoff‐Reservenzunehmend an Bedeutung. Dieses trifft auf den Rohstoff Schwefel jedoch nur begrenzt zu, da Schwefel bei der Entschwefelung von Erdgas und Heizöl in zunehmenden Maße anfällt. Beim Recycling von Schwefel‐Verbindungenstehen daher vor allem Maßnahmen des Umweltschutzes im Vordergrund. Es wird im einzelnen beschrieben, wie durch be kannte Verfahren feste, flüssige und gasförmige Schwefel‐Verbindungen, die als Nebenprodukte bei den verschiedenen Prozessen anfallen, einer Wiederverwertung zugeführt werden können. Die gebrauchten Säuren und Sulfate lassen sich nach folgenden Verfahren aufarbeiten: 1. Vorkonzentrierung dünner Säuren auf ca. 70proz. H2SO4, 2. Hochkonzentrierung auf ca. 96proz. Schwefelsäure, 3. Spalten von Säuren und 4. Spalten von Sulfaten. Generell sind die Gestehungskosten aufgearbeiteter Säuren höher als die bei der Schwefelsäure‐Herstellungaus Elementarschwefel. Wachsende Bedeutung kommt der Reinigung von SO2‐haltigen Abgasen aus kohle‐undölgefeuerten Kraftwerken zu, für die bereits einige Verfahren existieren.