Systemverfahrenstechnik mit Praktikum (SVTPr)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Process Systems Engineering with Labolatory Course)
(Prüfungsordnungsmodul: Systemverfahrenstechnik mit Praktikum)

Lehrveranstaltungen:

• • Systemverfahrenstechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Hannsjörg Freund, Fr, 10:15 - 11:45, KS II)
  • Übung zu Systemverfahrenstechnik
    (Übung, 1 SWS, Andreas Brix et al., Do, 16:15 - 17:45, LSTM-SR)
  • Systemverfahrenstechnik Praktikum (SVTPr)
    (Praktikum, 1 SWS, Anwesenheitspflicht, Mira Zallmann et al., jede 2. Woche Fr, 8:30 - 10:00, T 0.75)

Empfohlene Voraussetzungen:

Es wird empfohlen, folgende Module zu absolvieren, bevor dieses Modul belegt wird:

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 strukturieren diese

• ordnen Zustandsgleichungen den jeweiligen Phasen- und Stoffsystemen zu

• stellen Reaktionskinetiken und Transportkinetiken auf und untersuchen 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

• ermitteln die Eigenschaften dynamischer linearer Systeme (Lösung, Eigenwerte, Stabilitätsverhalten) und schätzen diese ein

• bestimmen 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 analytische und numerische Lösungsverfahren auf

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

• stellen komplexe fachbezogene Zusammenhänge dar und vertreten diese argumentativ wobei sie das eigene Verhalten kritisch reflektieren.
  

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:

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science) | Gesamtkonto | 3.-4. Wahlpflichtmodul (mit Praktikum) | Systemverfahrenstechnik mit Praktikum)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Systemverfahrenstechnik (Prüfungsnummer: 57201)

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

Ort: Raum 02.142, IZNF, Lehrstuhl CRT, Cauerstr. 3, 91058 Erlangen

Praktikum zu Systemverfahrenstechnik (Prüfungsnummer: 57211)

(englischer Titel: Labolatory Course Process Systems Engineering)

Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
Versuchsprotokolle, ja nach Versuch 8-10 Seiten

Erstablegung: SS 2021

1. Prüfer:

Hannsjörg Freund