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Systemverfahrenstechnik (SVT)5 ECTS (englische Bezeichnung: Process Systems Engineering)
(Prüfungsordnungsmodul: Systemverfahrenstechnik)
Modulverantwortliche/r: Hannsjörg Freund Lehrende:
Hannsjörg Freund
Start semester: |
SS 2021 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
45 Std. | Eigenstudium: |
105 Std. | Language: |
Deutsch oder Englisch |
Lectures:
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Systemverfahrenstechnik
(Vorlesung, 2 SWS, Hannsjörg Freund, Fri, 10:15 - 11:45, KS II)
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Übung zu Systemverfahrenstechnik
(Übung, 1 SWS, Andreas Brix et al., Thu, 16:15 - 17:45, LSTM-SR)
Empfohlene Voraussetzungen:
It is recommended to finish the following modules before starting this module:
Reaktionstechnik (SS 2020)
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.
Bemerkung:
Unterrichtssprache: Deutsch oder Englisch nach Wahl der Studierenden
Organisatorisches:
Auch für Studierende anderer technischer Fachrichtungen geeignet
Weitere Informationen:
Keywords: Bilanzierung, Modellbildung, konstitutive Gleichungen, Systemanalyse, Stabilität
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)
(Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science) | Gesamtkonto | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Systemverfahrenstechnik)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)", "Energietechnik (Master of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Systemverfahrenstechnik (Prüfungsnummer: 57201)
(englischer Titel: Process Systems Engineering)
zugeh. "mein campus"-Prüfung: | - 57201 Systemverfahrenstechnik (Gewichtung: 100.0 %, Prüfung, Form: mündliche Prüfung, Drittelnoten (mit 4,3), Dauer: -, 5 ECTS, Prüfung).
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- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Prüfungssprache: Deutsch oder Englisch nach Wahl der Studierenden
- Erstablegung: SS 2021, 1. Wdh.: WS 2021/2022
1. Prüfer: | Hannsjörg Freund (100328) |
- Ort: Raum 02.142, IZNF, Lehrstuhl CRT, Cauerstr. 3, 91058 Erlangen
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