Ähnlichkeitstheorie und Scale-up

Wie kann die Ähnlichkeitstheorie und Dimensionsanalyse beim Scale-Up verfahrenstechnischer Apparate und Maschinen helfen? Die aus der Dimensionsanalyse abgeleiteten Kennzahlen (Eu, Re, Pr, Ne, Sh, Sc, ...) und die daraus abgeleiteten Funktionen sind von der Geometrie (z. B. hydraulischer Durchmesser), von den Prozessparametern (z. B. Strömungsgeschwindgkeit) und von den Stoffwerten (z. B. Dichte, Viskosität, Wärmeleitfähigkeit) unabhängig. An Modellapparaten und mit Hilfe von Modellsubstanzen ermittelte Beziehungen sind im Rahmen der experimentellen Gültigkeitsbereiche beliebig skalierbar. Das wird im Seminar verdeutlicht. Die für die Maßstabsvergrößerung wertvollste Information ist jedoch die Kenntnis der die Parameter sowie die dimensionslosen Kenngrößen verbindenden Proportionalitäten. Liegt das Vertrauensintervall einer ähnlichkeitstheoretischen Funktion, z. B. zur Berechnung eines Wärmübergangskoeffizienten, typischerweise im Bereich 15 - 25 %, sind die Proportionalitäten der in diesen Funktionen verbundenen Kennzahlen durch eine große Anzahl experimenteller Befunde gesichert. Damit können die aus Messungen an Miniplants, Pilotanlagen und Anlagen anderer Kapazitäten gewonnenen Parameter verlässlich und mit großer Genauigkeit skaliert werden.
Dies wird im Online-Seminar anhand ausgewählter Beispiele anschaulich dargestellt.