Müller Mechanische Verfahrenstechnik und ihre Gesetzmäßigkeiten
2. Auflage 2014
ISBN: 978-3-11-034356-4
Verlag: De Gruyter
Format: PDF
Kopierschutz: Adobe DRM (»Systemvoraussetzungen)
E-Book, Deutsch, 327 Seiten
ISBN: 978-3-11-034356-4
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Den Grundoperationen der mechanischen Verfahrenstechnik liegen in vielen Fällen immer wiederkehrende physikalische Vorgänge zugrunde: die Sinkbewegung von Partikeln in gasförmiger oder flüssiger Umgebung, die Durchströmung von Partikelschichten oder die Erzeugung neuer Grenzflächen. Entsprechend werden in diesem Buch mechanische Verfahren, die auf gemeinsamen physikalischen Prinzipien beruhen, konsequent auch in gemeinsamen Kapiteln zusammengefasst. So kann der Leser ein tiefes Verständnis für die zugrunde liegenden Gesetzmäßigkeiten entwickeln und wird in die Lage versetzt, auch komplex zusammengesetzte Verfahrensschritte zu analysieren oder zu entwickeln und die für ein gegebenes Problem am besten geeignete Lösung zu finden. In diversen Exkursen werden speziell benötigte und außerfachliche Grundlagen vorgestellt bzw. wiederholt. Zahlreiche Übungsaufgaben mit vollständig durchgerechneten Lösungen unterstützen die Vermittlung des Lehrstoffes.
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1;Vorwort;5
2;1 Einleitung;13
3;2 Beschreibung von Partikeln und Partikelkollektiven;17
3.1;2.1 Disperse Systeme;17
3.2;2.2 Der Äquivalentdurchmesser als Feinheitsmerkmal;18
3.3;2.3 Die spezifische Oberfläche als Feinheitsmerkmal;20
3.4;2.4 Verteilungskurven;22
3.5;2.5 Standard-Verteilungen;24
3.6;2.6 Kenngrößen aus Verteilungen;26
3.7;2.7 Verfahren zur Partikelgrößenanalyse;26
3.8;2.8 Verfahren zur Oberflächenbestimmung;37
3.9;2.9 Übungsaufgaben;39
3.9.1;2.9.1 Übungsaufgabe Partikelgrößenverteilung;39
3.9.2;2.9.2 Übungsaufgabe Oberflächen;40
3.10;2.10 Formelzeichen für Kapitel 2;41
4;3 Bilanzierung und Beschreibung von Trenn- und Mischvorgängen;43
4.1;3.1 Konzentrationsmaße;43
4.2;3.2 Bilanzierung;45
4.3;3.3 Abscheidegrad;46
4.4;3.4 Verteilungsdiagramm;47
4.5;3.5 Trenngrad;50
4.6;3.6 Kenngrößen der Abscheidung: Trennkorngröße und Trennschärfe;51
4.7;3.7 Kennzeichnung des Mischungszustands;52
4.8;3.8 Mischungszusammensetzung und Probengröße;54
4.9;3.9 Mischgüte und Mischzeit;56
4.10;3.10 Übungsaufgaben;57
4.10.1;3.10.1 Übungsaufgabe Bilanzierung;57
4.10.2;3.10.2 Übungsaufgabe Homogenität;58
4.11;3.11 Formelzeichen für Kapitel 3;59
5;4 Trennung von Partikeln in Kraftfeldern;63
5.1;4.1 Trennung im Schwerefeld;63
5.1.1;4.1.1 Stationäre Sinkbewegung im Schwerefeld;63
5.1.2;4.1.2 Ölabscheider;74
5.1.3;4.1.3 Sedimenter;76
5.1.4;4.1.4 Windsichter;80
5.1.5;4.1.5 Staubkammer;81
5.1.6;4.1.6 Nassstromklassierung;83
5.2;4.2 Trennung im Fliehkraftfeld;84
5.2.1;4.2.1 Partikelbewegung im Zentrifugalfeld;84
5.2.2;4.2.2 Sedimentationszentrifuge;89
5.2.3;4.2.3 Zyklone;95
5.2.4;4.2.4 Tropfenabscheider;99
5.2.5;4.2.5 Abweiseradsichter;100
5.3;4.3 Trennung im elektrischen Feld;103
5.3.1;4.3.1 Elektroentstauber;103
5.3.2;4.3.2 Erzeugung der Ladungen und Aufladung der Partikeln;104
5.3.3;4.3.3 Partikelbewegung im elektrischen Feld;106
5.3.4;4.3.4 Abscheidung an der Niederschlagselektrode;111
5.4;4.4 Übungsaufgaben;112
5.4.1;4.4.1 Übungsaufgabe Sedimenter;112
5.4.2;4.4.2 Übungsaufgabe Steigrohrsichter;113
5.4.3;4.4.3 Übungsaufgabe Zentrifuge;114
5.4.4;4.4.4 Übungsaufgabe Zyklon;115
5.4.5;4.4.5 Übungsaufgabe Elektroabscheider;115
5.5;4.5 Formelzeichen für Kapitel 4;116
6;5 Durchströmung von Partikelschichten;119
6.1;5.1 Ruhende Schüttungen konstanter Dicke (Festbetten);119
6.1.1;5.1.1 Druckverlustgleichung;119
6.1.2;5.1.2 Porosität und Schüttdichte;121
6.1.3;5.1.3 Hydraulischer Durchmesser einer Schüttung;124
6.1.4;5.1.4 Durchströmungsgleichung für Schüttungen;128
6.1.5;5.1.5 Laminare Schüttungsdurchströmung;129
6.2;5.2 Kuchenfiltration;130
6.2.1;5.2.1 Herleitung der Filtergleichung;130
6.2.2;5.2.2 Filtration bei konstantem Volumenstrom;133
6.2.3;5.2.3 Filtration bei konstantem Druck;134
6.3;5.3 Filterapparate für Suspensionen;135
6.3.1;5.3.1 Rahmenfilterpresse;135
6.3.2;5.3.2 Vakuumfilter;139
6.4;5.4 Filterzentrifugen;145
6.5;5.5 Staubfiltration;150
6.6;5.6 Wirbelschichten (Fließbetten);153
6.7;5.7 Pneumatische Förderung;157
6.7.1;5.7.1 Einsatzbedingungen und Förderzustände;157
6.7.2;5.7.2 Zustandsdiagramm einer Förderanlage;159
6.7.3;5.7.3 Dünnstromförderung;161
6.7.4;5.7.4 Dichtstromförderung;162
6.8;5.8 Übungsaufgaben;169
6.8.1;5.8.1 Übungsaufgabe Schüttschicht;169
6.8.2;5.8.2 Übungsaufgabe Druckfilter;170
6.8.3;5.8.3 Übungsaufgabe Bandfilter;171
6.8.4;5.8.4 Übungsaufgabe Wirbelschicht;172
6.9;5.9 Formelzeichen für Kapitel 5;173
7;6 Oberflächenprozesse;177
7.1;6.1 Feststoffzerkleinerung;178
7.1.1;6.1.1 Bindungen und Materialeigenschaften;178
7.1.2;6.1.2 Materialverhalten und Formänderungsarbeit;179
7.1.3;6.1.3 Bruchbedingung;181
7.1.4;6.1.4 Zerkleinerungsenergie und Partikelgröße;185
7.1.5;6.1.5 Zerkleinerungshypothesen;186
7.1.6;6.1.6 Wirkungsgrade, Effektivität und Mahlbarkeit;188
7.1.7;6.1.7 Beanspruchungsarten;189
7.1.8;6.1.8 Druckzerkleinerung;190
7.1.9;6.1.9 Schlagzerkleinerung;198
7.1.10;6.1.10 Prallzerkleinerung;203
7.1.11;6.1.11 Schneidzerkleinerung;208
7.2;6.2 Flüssigkeitszerstäubung;210
7.2.1;6.2.1 Einsatzbeispiele;210
7.2.2;6.2.2 Oberflächenspannung und Zerstäubungsenergie;211
7.2.3;6.2.3 Tropfenbildungsmechanismen;214
7.2.4;6.2.4 Zerstäuberdüsen;219
7.3;6.3 Dispergierung in flüssiger Phase;221
7.3.1;6.3.1 Anwendung;221
7.3.2;6.3.2 Mechanismen beim Emulgieren;222
7.3.3;6.3.3 Stabilisierung;224
7.3.4;6.3.4 Emulgierapparate;224
7.4;6.4 Agglomeration;227
7.4.1;6.4.1 Einsatzbeispiele;227
7.4.2;6.4.2 Bindemechanismen und Verfahren;228
7.4.3;6.4.3 Anschmelzagglomeration (Sintern);228
7.4.4;6.4.4 Aufbaugranulation;229
7.4.5;6.4.5 Pressagglomeration;237
7.5;6.5 Übungsaufgaben;240
7.5.1;6.5.1 Übungsaufgabe Mahlleistung;240
7.5.2;6.5.2 Übungsaufgabe Mahlbarkeit;241
7.5.3;6.5.3 Übungsaufgabe Walzenmühle;241
7.5.4;6.5.4 Übungsaufgabe Zerstäubung;242
7.6;6.6 Formelzeichen für Kapitel 6;243
8;7 Mischprozesse;247
8.1;7.1 Einteilung der Mischprozesse;247
8.2;7.2 Homogenisiermechanismen;249
8.3;7.3 Statisches Mischen;252
8.4;7.4 Dynamisches Mischen von Flüssigkeiten (Rührtechnik);254
8.4.1;7.4.1 Rührertypen;254
8.4.2;7.4.2 Dimensionsanalytische Betrachtung;257
8.4.3;7.4.3 Leistungscharakteristik einer Rühranordnung;260
8.4.4;7.4.4 Trombenbildung und Froudezahl;263
8.4.5;7.4.5 Homogenisieren durch Rühren;266
8.4.6;7.4.6 Suspendieren;270
8.4.7;7.4.7 Emulgieren;272
8.4.8;7.4.8 Begasen;273
8.4.9;7.4.9 Wärmeaustausch;276
8.4.10;7.4.10 Maßstabsvergrößerung von Rühranordnungen;277
8.5;7.5 Dynamisches Mischen körniger Stoffe;281
8.6;7.6 Teilen und Verteilen;285
8.7;7.7 Übungsaufgaben;288
8.7.1;7.7.1 Übungsaufgabe Leistungscharakteristik;288
8.7.2;7.7.2 Übungsaufgabe Homogenisierung;289
8.7.3;7.7.3 Übungsaufgabe Maßstabsvergrößerung;289
8.8;7.8 Formelzeichen für Kapitel 7;290
9;8 Lösungen der Übungsaufgaben;295
10;Literaturverzeichnis;315
11;Sachregister;317
12;Personenverzeichnis;327
