Systemverfahrenstechnik (SVT)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Process Systems Engineering)
(Prüfungsordnungsmodul: Systemverfahrenstechnik)

Lehrveranstaltungen:

• • Systemverfahrenstechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Hannsjörg Freund, Do, 14:15 - 15:45, T 0.75)
  • Übung zu Systemverfahrenstechnik
    (Übung, 1 SWS, Hannsjörg Freund et al., Do, 12:15 - 13:45, T 0.75; im wöchentlichen Wechsel mit Systemverfahrenstechnik Praktikum (SVTPr))

Inhalt:

• Bilanzierung: Masse, Impuls, Energie

• Konstitutive Gleichungen: Zustandsgleichungen, Reaktionskinetiken, Transportkinetiken

• Modellbildung: Klassifizierung und Aufstellen des Prozessmodells

• Numerische Lösung dynamischer und stationärer Prozesse

• Stabilität: Eigenschaften dynamischer linearer Systeme (Lösung, Eigenwerte, Stabilität)

• Nichtlineare Systeme: Zustandsraumdarstellung, Linearisierung

• Modellierung und Simulation örtlich verteilter Systeme

• Methoden zur Lösung partieller Differentialgleichungen

Contents

• Balancing: equation of change for mass, momentum and energy

• Constitutive equations, transport and chemical reaction kinetics, thermodynamics

• Synthesis and classification of process models;

• Dynamics of linear systems (solutions, eigenvalues, stability)

• Nonlinear systems, state space model, linearization

• Modeling and simulation of spatially distributed systems

• Examples for analytical and numerical solution techniques
  

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden:

• untersuchen die Grundlagen der dynamischen Prozessmodellierung und der Systemanalyse

• arbeiten Massen- und Energiebilanzen im Rahmen der Bilanzierung selbständig aus und erklären Impulsbilanzen

• wenden konstitutive Gleichungen an und ordnen Zustandsgleichungen den jeweiligen Phasen- und Stoffsystemen zu

• stellen Reaktionskinetiken und Transportkinetiken auf und vergleichen diese

• stellen das Prozessmodell innerhalb der Modellbildung auf und bewerten es im Vergleich zum realen Prozess

• klassifizieren und diskutieren numerische Lösungen dynamischer und stationärer Prozesse

• können die Eigenschaften dynamischer linearer Systeme (Lösung, Eigenwerte, Stabilitätsverhalten) bestimmen und einander gegenüberstellen

• ermitteln die Zustandsraumdarstellung linearer Systeme und überführen nichtlineare Systeme durch Linearisierung in Zustandsraumdarstellung und diskutieren diese

• wählen die Modellierung örtlich verteilter Systeme geeignet und hinterfragen die getroffene Wahl

• diskutieren die Simulation örtlich verteilter Systeme

• beschreiben Methoden zur Lösung partieller Differentialgleichungen und zeigen Beispiele für Lösungsverfahren (analytisch und numerisch) auf

• planen Struktur und Details der Arbeitsschritte der Lösung von bekannten und neuartigen Problemen, führen diese durch und schätzen die gewonnenen Ergebnisse ein.
  

Literatur:

Bequette, B.W.: Process Dynamics: Modeling, Analysis, and Simulation. Prentice Hall, New Jersey, 1998.
Hangos, K.; Cameron, I.: Process Modeling and Model Analysis. Academic Press, San Diego, 2001.
Levenspiel, O.: Chemical Reaction Engineering, John Wiley, 3. Aufl., 1998.
Emig G.; Klemm E.: Technische Chemie, Springer Verlag, Berlin, 2005.
Jischa M.: Konvektiver Impuls-, Wärme- und Stoffaustausch, Vieweg, Braunschweig, 1982. [Reprint 2013]
Bird, R., Stewart, W., Lightfoot, E.: Transport Phenomena, Wiley, 1960.
Seborg, D.E.: Process dynamics and control, Wiley, 2011.

Organisatorisches:

Bestandenes Kernfach RT empfohlen, Auch für StudentInnen anderer technischer Fachrichtungen geeignet

Weitere Informationen:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science) | Masterprüfung | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Systemverfahrenstechnik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Systemverfahrenstechnik (Prüfungsnummer: 57201)

(englischer Titel: Process Systems Engineering)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2017, 1. Wdh.: WS 2017/2018

1. Prüfer:

Hannsjörg Freund