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E-Book

Mechanische Verfahrenstechnik

VerlagWiley-VCH
Erscheinungsjahr2012
Seitenanzahl290 Seiten
ISBN9783527663590
FormatPDF
KopierschutzDRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis69,99 EUR
Auf dem neuesten Stand - die Mechanische Verfahrenstechnik.
Die Gliederung des Buches:
- Charakterisierung disperser Systeme,
- Feststoff/ Fluid-Strömungen,
- Mechanische Trennverfahren,
- Zerkleinern,
- Agglomerieren,
- Mischen,
- Lagern von Schüttgütern,
- Hydraulischer und pneumatischer Transport,
- Moderne Behandlung und Betrachtung der wichtigsten Gebiete der Partikeltechnik.
Die Besonderheit dieses Fachgebietes liegt darin, dass in fast allen Verfahren der stoffwandelnden Industrie mechanische Prozesse mit Partikelsystemen eine herausragende Rolle spielen. Und dies bei einer außergewöhnlichen Heterogenität der Stoffsysteme und Partikelgrößen, die acht Zehnerpotenzen umfassen.
In Anbetracht der Komplexität und Spannbreite des Gebietes finden Praktiker in der Industrie, Studenten und Dozenten der Technischen Chemie, der Verfahrenstechnik und des Chemieingenieurwesens in dieser Auskoppelung aus Winnacker-Küchler, Band 1 (Wiley-VCH, 2004), eine kompetente Einführung aus der Feder von Experten.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Title page5
Inhalt7
Häufig benutzte Formelzeichen12
Herausgeber und Autoren17
Vorwort19
1 Einführung21
2 Charakterisierung disperser Systeme24
2.1 Eigenschaften disperser Systeme24
2.1.1 Ziel einer Charakterisierung24
2.1.1.1 Eigenschaftsfunktion – Produktmodell24
2.1.1.2 Prozessfunktion – Prozessmodell27
2.1.1.3 Kontrolle des Prozessumfeldes31
2.1.1.4 Modellbildung31
2.1.2 Definition der Messaufgaben und Nutzung der Messdaten32
2.1.3 Eigenschaften von Einzelpartikeln33
2.1.4 Eigenschaften von Partikelkollektiven40
2.1.5 Verteilungen und Mittelwerte von Partikeleigenschaften41
2.1.6 Mischungszustand und Anordnung53
2.1.7 Stabilität und Kinetik von dispersen Zuständen54
2.2 Messmethoden für Partikeleigenschaften und ihre physikalischen Grundlagen56
2.2.1 Messmethoden für Einzelpartikeln59
2.2.1.1 Zählverfahren zur Ermittlung von Partikelgrößenverteilungen59
2.2.1.2 Haftkraftmessungen70
2.2.1.3 Festigkeit von Agglomeraten71
2.2.1.4 Porositätsmessung72
2.2.2 Messmethoden am Partikelkollektiv73
2.2.2.1 Methoden zur Größenbestimmung73
2.2.2.2 Porositätsmessung80
2.2.2.3 Festigkeitsmessung81
2.2.2.4 Integrale Messmethoden82
2.2.2.5 Partikelanordnung85
2.3 Messmethoden für veränderliche Zustände86
2.3.1 Messverfahrenstechnik87
2.3.2 Online-Charakterisierung96
2.4 Qualitätssicherung beim Einsatz von Messmethoden99
2.5 Ausblick101
3 Feststoff/Fluid-Strömungen104
3.1 Bewegungen von Feststoffpartikeln in strömenden Fluiden104
3.1.1 Bewegung einer einzelnen wandfernen Partikel in einer stationären laminaren Strömung104
3.1.2 Wandeinfluss109
3.1.3 Strömungswechselwirkung von Partikeln109
3.2 Strömung durch Packungen und Wirbelschichten110
3.2.1 Druckverlust bei der Packungsdurchströmung110
3.2.2 Verfahrensprinzip der Fluidisation, Vor- und Nachteile112
3.2.3 Ausdehnungsverhalten der homogenen (Flüssigkeits/Feststoff ) Wirbelschicht113
3.2.4 Lockerungspunkt (Minimalfluidisation)114
3.2.5 Wirbelschicht-Zustandsdiagramm115
3.2.6 Schüttguttypen117
3.2.7 Lokale Struktur der Gas/Feststoff-Wirbelschichten118
3.2.8 Technische Anwendungen des Wirbelschichtprinzips120
4 Mechanische Trennverfahren121
4.1 Kennzeichnung einer Trennung121
4.2 Abscheiden von Partikeln aus Gasen123
4.2.1 Beurteilung von Abscheidern124
4.2.2 Ermittlung des Trenngrades125
4.2.3 Zyklonabscheider126
4.2.3.1 Umfangsgeschwindigkeit129
4.2.3.2 Grenzpartikelgröße130
4.2.3.3 Fraktionsabscheidegrad131
4.2.3.4 Gesamtabscheidegrad132
4.2.3.5 Druckverlust133
4.2.4 Nassabscheider134
4.2.4.1 Bauarten von Nassabscheidern134
4.2.4.2 Abscheideleistung139
4.2.5 Filter140
4.2.6 Elektrische Abscheider143
4.3 Klassieren in Gasen145
4.3.1 Verfahrensschritte des Windsichtens145
4.3.2 Gegenstrom-Windsichter146
4.3.2.1 Spiralwindsichter147
4.3.2.2 Abweiseradsichter148
4.4 Abscheiden von Feststoffen aus Flüssigkeiten149
4.4.1 Systematik der mechanischen Fest/Flüssig-Trennverfahren149
4.4.2 Suspensionsvorbehandlung zur Verbesserung der Trennbarkeit151
4.4.3 Kombinationsschaltungen von Trennapparaten152
4.4.4 Diskontinuierlich und kontinuierlich arbeitende Trennapparate152
4.4.5 Dichtetrennverfahren154
4.4.5.1 Flotation154
4.4.5.2 Sedimentation155
4.4.6 Filtrationsverfahren158
4.4.6.1 Oberflächenfiltration158
4.4.6.2 Tiefenfiltration165
4.4.7 Trennung im elektrischen oder magnetischen Feld168
4.4.8 Kriterien zur Auswahl von Fest/Flüssig-Trennapparaten169
5 Zerkleinern169
5.1 Grundlagen170
5.1.1 Partikelbruch170
5.1.2 Zerkleinerungstechnische Partikeleigenschaften174
5.1.2.1 Partikelfestigkeit174
5.1.2.2 Bruchwahrscheinlichkeit175
5.1.2.3 Partikelgrößenverteilungen nach Beanspruchung176
5.1.2.4 Bruchanteil und Bruchfunktion177
5.1.2.5 Spröd-plastischer Übergang179
5.1.3 Mechanische Aktivierung180
5.2 Zerkleinerungsmaschinen182
5.2.1 Brecher183
5.2.2 Mahlkörpermühlen186
5.2.3 Wälz- und Walzenmühlen192
5.2.4 Prallmühlen194
5.3 Modellierung der Zerkleinerungskinetik200
6 Agglomerieren203
6.1 Physikalische Grundlagen der Agglomeration – Wechselwirkungskräfte203
6.1.1 Festkörperbrücken204
6.1.2 Grenzflächenkräfte und Kapillardruck an freibeweglichen Flüssigkeitsoberflächen (kapillare Haftkräfte)205
6.1.3 Adhäsions- und Kohäsionskräfte in nicht freibeweglichen Bindemittelbrücken206
6.1.4 Anziehungskräfte zwischen den Festkürperteilchen207
6.1.5 Vergleich zwischen Haftkräften210
6.1.6 Einfluß von Rauigkeiten auf die Haftkräfte212
6.1.7 Haftkraftverstärkung durch Krafteinwirkung214
6.1.8 Haftkräfte in flüssiger Umgebung215
6.1.9 Messung von Haftkräften216
6.2 Grundverfahren des Agglomerierens218
6.2.1 Aufbauagglomeration218
6.2.2 Pressagglomeration225
6.2.3 Agglomeration durch Trocknung226
6.2.4 Sintern227
6.3 Eigenschaften von Agglomeraten228
6.3.1 Porosität und Porengrößenverteilung228
6.3.2 Festigkeit229
6.3.3 Wiederbefeuchtungsverhalten230
6.3.4 Weitere Eigenschaften233
7 Mischen233
7.1 Ablauf von Mischvorgängen233
7.2 Mischgüte235
7.2.1 Definition der Mischgüte235
7.2.2 Probengrößenabhängigkeit der Mischgüte235
7.2.3 Mischgüte bei dispersen Systemen236
7.2.4 Praktische Mischgüteermittlung237
7.3 Rühren238
7.3.1 Rührkessel, Rührorgane238
7.3.2 Leistungsbedarf238
7.3.3 Mischzeit240
7.3.4 Wärmeübertragung Suspendieren und Dispergieren241
7.4 Mischen in Rohrleitungen244
7.5 Mischen von Massen, Teigen und Schmelzen244
7.6 Mechanismen des Pulvermischens245
7.6.1 Absatzweise Vermischung245
7.6.2 Kontinuierliche Vermischung247
7.6.3 Feststoffmischer248
8 Lagern von Schüttgütern250
8.1 Fließverhalten von Schüttgütern250
8.1.1 Fließkriterien251
8.1.2 Verhalten realer Schüttgüter252
8.2 Dimensionierung von Silos255
8.2.1 Probleme, Fließprofile255
8.2.2 Vermeidung von Brückenbildung256
8.2.3 Austraghilfen, Austragorgane258
8.2.4 Siloauslegung aus statischer Sicht259
9 Hydraulischer und pneumatischer Transport260
9.1 Hydraulischer Transport260
9.2 Pneumatischer Transport261
9.2.1 Vorund Nachteile der pneumatischen Förderung261
9.2.2 Förderzustände262
9.2.3 Stationäre Förderzustände im horizontalen Rohr264
9.2.4 Anlagen zur pneumatischen Förderung268
10 Literatur272
Stichwortverzeichnis283

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