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Systemverfahrenstechnik (SVT)5 ECTS
Modulverantwortliche/r: Hannsjörg Freund Lehrende:
Hannsjörg Freund
Startsemester: |
SS 2015 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
45 Std. | Eigenstudium: |
105 Std. | Sprache: |
Deutsch oder Englisch |
Lehrveranstaltungen:
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Systemverfahrenstechnik
(Vorlesung, 2 SWS, Hannsjörg Freund, Mi, 16:15 - 17:45, T 0.75)
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Übung zu Systemverfahrenstechnik
(Übung, 1 SWS, Hannsjörg Freund et al., jede 2. Woche Fr, 8:30 - 10:00, 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:
Schlüsselwörter: Bilanzierung, Modellbildung, konstitutive Gleichungen, Systemanalyse, Stabilität
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
(Po-Vers. 2014s | Masterprüfung | Vertiefung A | Wahlpflichtmodule Nachhaltige Chemische Technologien)
- Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
(Po-Vers. 2014s | Masterprüfung | Vertiefung B | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
- Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
(Po-Vers. 2014s | Masterprüfung | Vertiefung C | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
- Chemical Engineering - Nachhaltige Chemische Technologien (Master of Science)
(Po-Vers. 2014s | Masterprüfung | Vertiefung D | Vertiefungsmodulgruppe Chemische Reaktionstechnik | Wahlpflichtmodule Chemische Reaktionstechnik)
- Chemie- und Bioingenieurwesen (Master of Science): ab 1. Semester
(Po-Vers. 2008 | 1.-3. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | 1.-3. Wahlpflichtmodul | Systemverfahrenstechnik)
- Life Science Engineering (Master of Science): ab 1. Semester
(Po-Vers. 2007 | Wahlpflichtmodule | 1. - 3. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum, 5 ECTS) | Systemverfahrenstechnik)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Systemverfahrenstechnik (Prüfungsnummer: 57201)
- Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: SS 2015, 1. Wdh.: WS 2015/2016
1. Prüfer: | Hannsjörg Freund |
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