Konstruktion und Dimensionierung von Apparaten

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 9.0 vom 14.12.2022

11B1430

Process Equipment Design

• Energie-, Umwelt- und Verfahrenstechnik (B.Sc.)
• Bioverfahrenstechnik in Agrar- und Lebensmittelwirtschaft (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)
• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Fahrzeugtechnik (Bachelor) (B.Sc.)
• Maschinenbau (B.Sc.)
• Maschinenbau im Praxisverbund (B.Sc.)

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Die Komponenten verfahrenstechnischer Anlagen müssen in allen Betriebsphasen den auftretenden Beanspruchungen standhalten. Um dies zu gewährleisten, ist eine festigkeitsmäßige Auslegung anhand der entsprechenden, teilweise gesetzlichen Regelwerke erforferlich.Lernziel ist zunächst die Kenntnis der wesentlichen Elemente des Apparatebaus, deren Darstellung und beispielhafte Normung. Darauf aufbauend wird die Berechnung von Beanspruchungen in Wänden und im Weiteren die festigkeitsmäßige Auslegung der Anlagenkomponenten vermittelt.Die Theorie wird in Rahmen von Vorlesungen (unterstützt durch ein Skript und Power Point Präsentationen) vermittelt und dann anhand von Beisielen aus der Praxis in Übungen angewandt.

1. Konstruktionsanforderungen
2. Toleranzen und Passungen
3. Kleb- und Lötverbindungen
4. Schraubverbindungen
5. Armaturen und Rohrleitungseinbauten
6. Werkstoffe
7. Beanspruchung in Druckbehälterwänden
8. Wanddickenberechnungen von Druckbehältern
   8.1 Zylindrische Behälter unter innerem/äußerem Überdruck
   8.2 Ausschnitte
   8.3 Kegelförmige Mäntel
   8.4 Abschlüsse
9. Vorschriften

Wissensverbreiterung
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, kennen die grundlegenden Konstruktionsanforderungen, können Toleranzen und Passungen berechnen und anwenden und beherrschen die wichtigsten Verbindungselemente.

Darüber hinaus beherrschen sie die wesentlichen Kenntnisse zur festigkeitsmäßigen Auslegung von Druckbehältern.

Sie erhalten einen Einblick in den Aufbau den Ablauf von Gehnehmigungsverfahren und die entsprechenden Gesetze, Verordnungen, Regelwerke und Normen für das In-Verkehr-Bringen und den Betrieb von Druckbehältern.

Wissensvertiefung
Die Studierenden erkennen, wie in diesem Fach die Grundlagenkenntnisse aus den Bereichen Festigkeitslehre, Werkstoffkunde, Konstruktion und zum Teil Thermodynamik zusammengeführt und in der Praxis um- und eingesetzt werden.

Die Studierenden können die Regelwerke anwenden.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden sind in der Lage, auf Basis der einschlägigen Regelwerke Druckbehälter entsprechend der vorgegebenen Prozessdaten zu entwerfen und zu konstruieren und die drucktragenden Bauteile dieser Behälter zu dimensionieren und dabei die geeigneten, an den Prozessanforderungen ausgerichtete Werkstoffe einzusetzen. Sie können die Regelwerke interpretieren und auf den spezifischen Auslegungsfall anwenden.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden, die dieses Modul erfolgreich studiert haben,sind in der Lage, die Anforderungen der beteiligten Fachdisziplinen (Chemie, Mess- Steuer-,Regelungstechnik, Anlagenplanung, Fertigung, Montage, Betrieb) zu verstehen, mit diesen Disziplinen zu kommunizieren und die spezifischen Anforderungen fachgerecht umzusetzen.
Sie können in Kleingruppen arbeiten und die Ergebnisse ihrer Zusammenarbeit präsentieren. Sie beherrschen das wesentliche Fachvokabular in englischer Sprache.
Können - systemische Kompetenz
Sie haben gelernt, Standardaufgaben zu lösen und können das Erlernte auch methodisch weiterentwickeln und auf komplexere Aufgaben anwenden.
Die Studierenen haben ihr Kostenbewusstsein verschärft.

Vorlesung, Selbststudium, Übung, Gruppenarbeit

Mathematik, Statik, Festigkeitslehre

Helmus, Frank Peter

• Helmus, Frank Peter
• Schweers, Elke

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• 1. Schweers, E. (2017) Apparate- und Rohrleitungsbau ; Skript zur Vorlesung an der Hochschule Osnabrück
• 2. AD-Merkblätter. Arbeitsgemeinschaft Druckbehälter. Vereinigung der Technischen Überwachungsvereine e.V. (Hrsg.). Berlin Beuth Verlag
• 3. DIN-Normen Berlin Beuth-Verlag GmbH
• 4. Gleich, D. W. (2006) Apparateelemente, Berlin Heidelberg, Springer Verlag
• 5. Herz, R. (2014) Grundlagen der Rohrleitungs- und Apparatetechnik, Essen Vulkan Verlag
• 6. Klapp, E. (1980) Apparate und Anlagentechnik, Berlin Springer Verlag
• 7. Scholz, G. (2012) Rohrleitungs- und Apparatebau, Berlin Springer Verlag
• 8. Wagner, W. (2012) Festigkeitsberechnungen im Apparatebau, Würzburg Vogelverlag
• 6. Roloff, Matek: Maschinenlemente, Springer/Vieweg Verlag, Lehrbuch, Tabellen- und Formelsammlung

Hausarbeit

KonstruktionsgrundkenntnisseBerechnungsgrundlagen von VerbindungselementenArmaturen und RohrleitungseinbautenKenntnisse in der Berechnung rotationssymmetrischer Flächentragwerke;Anwendung dieser Kenntnisse auf die Auslegung und Konstruktion von Druckbehältern nach Regelwerk (insbesondere AD-Merkblätter).

1 Semester

Nur Wintersemester

Deutsch