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Prozesssimulation in der Verfahrenstechnik

Stationäre Simulation verfahrenstechnischer Prozesse mit CHEMCAD

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Prozesssimulation in der Verfahrenstechnik

Ein wichtiges Merkmal der Abbildung verfahrenstechnischer Prozesse mit einem Prozesssimulator ist, dass man mit wenig Aufwand Sensitivitätsanalysen und Berechnungen zur Prozessoptimierung durchführen kann. Dazu werden im Seminar Werkzeuge zur Analyse der Berechnungsergebnisse, wie Siedekurven von Mischungen oder Temperatur- und Konzentrationsverläufe über der Länge bzw. Höhe eines Apparates, vorgestellt. Diese Werkzeuge unterstützen den Prozess effizient. Das Seminar beginnt mit einer Einführung zum Aufbau und zur Handhabung des Prozesssimulators CHEMCAD. Dabei ist es zur Erreichung der Ziele des Seminars unwichtig, welche Software man in der verfahrenstechnischen Praxis anwendet, da die Prinzipien der Handhabung sowie der Bilanzierung, Modellierung und Auslegung softwareunabhängig sind. Anhand von Übungsaufgaben erarbeiten sich die Seminarteilnehmer die Simulation der wichtigsten verfahrenstechnischen Grundoperationen. Dieser Prozess wird durch die Vermittlung entsprechender heuristischer Regeln unterstützt.

Die Simulation wird erörtert und im Rahmen von diversen Übungsaufgaben angewendet anhand der Software CHEMCAD, die kostenfrei zur Verfügung gestellt wird. Die Rechner dazu sind im HDT vorhanden.

Zum Thema

Auslegung und Maßstabsvergrößerung sowie das Nachrechnen und die Optimierung von Prozessstufen verfahrenstechnischer Anlagen können durch kommerziell verfügbare Software zur Prozesssimulation effizient unterstützt werden. Die Stärken solcher Softwarepakete liegen in der Bereitstellung umfangreicher Datenbanken zur Berechnung der Stoffwerte von Reinstoffen, in der Umsetzung von Methoden zur Prädiktion der Eigenschaften von Mischungen und in der Lösung von Bilanzgleichungen bei Stoffrückführungen. Des weiteren ist es möglich, wichtige Apparate und Maschinen wie Pumpen, Verdichter, Wärmeübertrager, Rektifikationskolonnen, Absorber, Reaktoren oder Zyklone zu dimensionieren und deren Investitionsausgaben zu schätzen. 

Zielsetzung

Ziel des Seminars ist es aufzuzeigen, wie man effizient verfahrenstechnische Designaufgaben mit Unterstützung eines kommerziellen Programms zur Prozesssimulation lösen kann. Stärken und Schwächen werden anhand exemplarischer Übungsaufgaben verdeutlicht.

Teilnehmerkreis

Das Seminar wendet sich sowohl an erfahrene Ingenieure aus allen Bereichen der Prozessindustrie, die noch keine Erfahrung mit einem kommerziellen Prozesssimulator sammeln konnten, als auch an Jungingenieure, die ihr bisher an der Hochschule erworbenes verfahrenstechnisches Wissen auf die Arbeit mit diesem Werkzeug übertragen wollen.

Programm

Seminar Tag 1, 09:00 bis 17:30 Uhr

  • Teil 1
    • Einführung, Optimierung variable Kosten vs. fixe Kosten
    • Kostenschätzung - Kostenindices und Degressionskoeffizienten
    • CHEMCAD Handhabung
    • Musterprozess, Stoffwerte,
    • Phasengleichgewichte
    • Pumpen, Verdichter, Rohrleitungen


Seminar Tag 2, 08:30 bis 16:00 Uhr

  • Teil 2
    • Wärmeübertrager, Gleichgewichtsreaktor, stöchiometrischer Reaktor, kinetischer Reaktor
    • Rektifikation, Gleichgewichtsmodell und Stofftransportmodell
    • Druckverlust einer Füllkörperkolonne, Flutpunktberechnung, Kostenschätzung, Zuschlagskalkulation, Simulation einer Musteranlage


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