Simulation verfahrenstechnischer Prozesse

Institut für duale Studiengänge

Version 8.0 vom 03.05.2017

78M0115

Simulation in process engineering

Technologieanalyse, -engineering, -management (M.Eng.)

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In zunehmendem Maße werden Entscheidungen in der Verfahrenstechnik auf Basis von Simulation und Optimierung getroffen. Mathematische Modelle bilden die Grundlage solcher Berechnungen. Deshalb wird in dieser Vorlesung die systematische Modellierung von verfahrenstechnischen Prozessen behandelt. Im Zentrum der Modelle stehen in der Verfahrenstechnik die Bilanzgleichungen von Masse, Energie und Impuls. In der Strömungssimulation werden diese Bilanzen diffenziell und dreidimensional gelöst. Bei der Prozesssimulation werden die Grundoperationen mit eindimensionalen Modellen abgebildet. Der Schwerpunkt liegt hier außerdem auf der thermodynamischen Behandlung von Mehrstoffgemischen in größeren Anlagensystemen. Die Studierenden sollen mit den Hilfsmitteln kommerzieller Simulationssoftware Projekte bearbeiten können und Potenziale und Grenzen der Simulation einschätzen können.

• Einführung in die technische Simulation
• Ablauf von Simulationsstudien
• Integrale Erhaltungsgleichungen
• Grundlegende Numerik
• Einführung in die Strömungssimulation
• Differenzielle Erhaltungsgleichungen
• CFD: Modelle, Einstellungen, Randbedingungen
• Numerische Lösungsverfahren; Konsistenz, Stabilität, Konvergenz
• Turbulente Strömungen
• Wärmeübertragung
• Mehrphasenströmung
• Praxisübungen mit ANSYS/Fluent
• Einführung in die Prozesssimulation
• Simulationsgestützte Verfahrens- und Modellentwicklung
• Praxisübungen mit Chemcad

Wissensverbreiterung
...kennen die Potenziale und Grenzen der Simulation
Wissensvertiefung

Können - instrumentale Kompetenz
...können kommerzielle Softwareprodukte für die Simulation verfahrenstechnischer Prozesse anwenden. Die numerischen Verfahren sind nachvollziehbar.
Können - kommunikative Kompetenz
...können Simulationsergebnisse zielgerichtet aufbereiten und präsentieren. Ergebnisse werden kritisch reflektiert.
Können - systemische Kompetenz
... zeigen Originalität und Kreativität in der Anwendung von Wissen, im Verständnis und in der Praxis. Sie arbeiten in vielfältigen berufsbezogenen Kontexten, die in einem hohen Maße nicht vorhersehbar und spezialisiert sind.

Vorlesung, Simulationspraktikum, RTS

Umwandungsprozesse der Energie- und VerfahrenstechnikThermodynamikFluidmechanik

Koke, Johannes

• Koke, Johannes
• Steinigeweg, Sven

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Stefan Lecheler; Numerische Strömungsberechnung, Springer 2014Rüdiger Schwarze; CFD-Modellierung: Grundlagen und Anwendungen bei Strömungsprozessen, Springer 2012Anja Paschedag; CFD in der Verfahrenstechnik, Wiley2004Gavin Towler; Chemical engineering design: principles, practice, and economics of plant and process design; Elsevier 2013Jürgen Gmehling und Bärbel Kolbe; Chemical Thermodynamics for Process Simulation

Hausarbeit und Referat

RTS

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch