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LBT - Lebensmittel und Biotechnologie • Thema anzeigen - rührkessel-prüfungsbsp
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 Betreff des Beitrags: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 16.03.2015, 12:18 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 14.07.2008, 12:45
Beiträge: 86
hallo!

wie würdet ihr das rührkessel-bsp im anhang rechnen?
im unterschied zu den rührkessel-übungsbeispielen fließt ja hier der heizdampf durch einen doppelmantel und nicht durch eine heizschlange!
bei der berechnung der verluste muss man daher nicht nur den verlust, der über die kesseloberfläche verloren geht, berechnen (Qv),sondern auch den Verlust, der durch den doppelmantel verloren geht (Qvm).
im skript gibt es zur berechnung der erreichten temperatur tetaA(unendlich) folgende formel: thetaA(unendlich) = thetaB + Wr - [(kA)v(thetaB + thetaU)]/[(kA)v + kA]
thetaB ist die Temperatur des Heizdampfes (angegeben), Wr ist die Rührerleistung (angegeben), (kA)v ist der Verlust, der über die Kesseloberfläche verloren geht (angegeben) und kA bezeichnet den wärmedurchgangskoeffizient des doppelmantels x dessen heizfläche.
soweit, so gut, aber bei dieser rechnung muss ich doch auch den verlustwärmestrom, der vom doppelmantel nach außen verloren geht, berechnen, würd ich mal sagen (?). Im skript ist in dem zusammenhang von (kA)vm die rede, entsprechende angaben gibt es auch am angabenblatt. aber wie ändert sich obige formel dann? hat jemand eine idee?

lg sabs


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 17.03.2015, 09:09 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen
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Registriert: 23.10.2012, 12:47
Beiträge: 45
Danke für den Hinweis, hätt den DM da fast übersehen und das Bsp links liegen gelassen.
Hab mich mal kurz hingesetzt und a) durchgerechnet das ja kniffliger ist.
b) steht ja im Bsp 10 gut beschrieben nur das er seinen QVm weglässt, dh da kann man 1:1 einsetzen :D
c) hab ich nur kurz überflogen aber dafür scheint es irrelevant zu sein wieviele Schichten man hat bzw. in die exp Formel setzt man die Werte aus a) ein.
Ich hab zur Erklärung nochmals oben meine Annahme kurz hingeschrieben, hab Ewig gebraucht bis ich sein System des Fermenters gechecked hab bzw. was er überhaupt will ....


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 17.03.2015, 09:18 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 14.07.2008, 12:45
Beiträge: 86
hallo!

danke für deine antwort!
ich hab mir jetzt nochmal meine mitschrift angesehen. in der vo hat er mal gesagt, dass der verlust, der vom doppelmantel her kommt, nur für den maximalen dampfverbrauch entscheidend ist. dh, dass man den punkt a), also die theta(unendlich) genauso müsste rechnen können wie in den heizschlange-beispielen.
in deiner formel für die berechnung von theta(unendlich) im punkt a) kommt Qvm vor, steht die formel so im skriptum oder hast du die selbst hergeleitet? in meinen folien steht die nämlich net drinnen...

lg sabs


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 17.03.2015, 10:03 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 14.07.2008, 12:45
Beiträge: 86
hast du das beispiel im anhang zufällig schon gerechnet?
habs zwar gerechnet, bin mir bei den ergebnissen aber net sicher:
meine ergebnisse:
a) dampfdruck ethanol:0,01bar
dampfdruck wasser: 0,05 bar

rechenweg zu a): berechne zunächst beide dampdrücke über die antoine-glgen, dann berechne über margules gamma1 und gamma2 (x1 = 0,2 und x2 = 0,8). berechne dann die dampdrücke über x mal ps mal gamma

b) molenstrom wasser: 4,363 x 10^-6 mol/s (schon auf die oberfläche des glases bezogen)
molenstrom etoh: 3,44 x 10°-7 mol/s (auch auf oberfläche des glases bezogen)

rechenweg b): da phi = 45% => aw = 0,45 => dampfdruck des wassers = 0,45 mal 0,0233 = 0,0105 (wo 0,9233 den dampfdruck des wassers darstellt)
molenstrom des wassers = Dw,l mal (cinnen - caußen)/0,06m
berechne cinnen (konzentration des wassers direkt über flüssigkeitsspiegel) über die gasglg, also c =N/V = p/RmT = 0,05x10^5 / 8,314x293,15 = 2,515 mol/m³
analog caußen, dann in die molenstrom-glg einsetzen

analoge berechnung fürs ethanol, bloß, dass hier die caußen = 0 ist

....hat jemand vergleichswerte?


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 17.03.2015, 12:05 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen
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Registriert: 23.10.2012, 12:47
Beiträge: 45
@ Rührkessel Bsp:
Eigentlich hab ich mir die Formel nur so überlegt, steht nirgends im Skriptum drinnen:
KA(V) ist ja der Deckel, der tauscht im Grunde nur Wärme zwischen Umgebung und Inhalt. Inhalt hat zu Beginn 10°C und Umgebung auch 10°C dh der ganze Term kürzt sich weg.
KA(VM) ist die Außenseite des DM, auf der Innenseite hast du die Temp des Dampfes und Außen die 10°C der Umgebung.

Also wenn das Bsp. bei der Prüfung so kommt werd ichs so hinschreiben wie ichs oben durchgerechnet hab und noch begründen warum ich die Formel so angesetzt hab. Wird schon schiefgehen :D

@Eth/Wasser
a) selber Rechengang aber ich komm auf Unterschiedliche Zahlenwerte
Eth = 0.525 bar
Wasser = 0,398 bar
b) wieder selber Rechengang aber falsche Zahlenwerte da die Werte ja aus a) übernommen werden :(
Was mich an dem ganzen b) stört ist das als Abschlusseinheit mol / (s*m³) rauskommt, das passt nicht wirklich zusammen mit dem was im Skriptum bei Diffusion steht ...


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 17.03.2015, 17:34 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen

Registriert: 14.07.2008, 12:45
Beiträge: 86
...ich hab mir meinen rechenweg zum dampfdruck-beispiel nochmals angesehen und wenn ein fehler drinnen ist, hab ich ihn nicht gefunden.
..kann es sein, dass du deswegen auf so hohe partialdrücke kommst, weil du eventuell vergessen hast, von mmHg auf bar umzurechnen?
das mol/m³ als einheit müsste schon stimmen, allerdings glaub ich, dass die einheiten der diffusionskoeffizienten in der angabe falsch sind (sie müssten m²/s sein und nicht m/s).


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 17.03.2015, 17:56 
Versuchskaninchen
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Registriert: 23.10.2012, 12:47
Beiträge: 45
Hab die mmHg umgerechnet :S
Hab aber schon den Fehler gefunden, hab unnötigerweise mit den pges herumgerechnet, und zwanghaft probiert die 1atm aus der Angabe einzusetzen ...


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 17.03.2015, 18:25 
Versuchskaninchen
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Registriert: 14.07.2008, 12:45
Beiträge: 86
..ja, wofur man die 1 atm in der angabe braucht, hab ich mich auch schon gefragt. ich glaub, dass diese angabe wegen der diffusionskoeffizienten dabei steht (weil die diffusionskoeffizienten sind ja auch druckabhängig). aber rechnerisch "verwerten" kann man die 1 atm glaub ich net.
hast du das bsp jetzt noch mal durchgerechnet bzw welche werte hast du denn nun erhalten?


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 18.03.2015, 07:31 
Versuchskaninchen
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Beiträge: 45
Habs nochmal gerechnet, ich post jetzt meine Werte der Reihenfolge nach:
Aus Ant.:
psEth = 0,207 bar
psH20 = 0,1595 bar

Margules:
gamma1 = 2.174
gamma2 = 1,0705

p(subst) = xn * gamma(n) * ps(subst)
-> pEth = 0,09 bar
-> pH20 = 0,136 bar


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 18.03.2015, 08:41 
Versuchskaninchen
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Registriert: 14.07.2008, 12:45
Beiträge: 86
hmm....ich krieg viel niedrigere dampfdrücke für etoh und h2o raus....könnte es sein, dass du in den antoine-glgen übersehen hast, zu entlogarithmieren?


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 18.03.2015, 12:25 
Versuchskaninchen
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Registriert: 23.10.2012, 12:47
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tja das passiert wenn ma zuviel übernächtigt ...
hab die T in K eingesetzt (obwohl sogar in der Angabe °C steht ...) und e^ zum entlog. verwendet anstatt 10^ ....
psEth = 43,8 mmHg -> 0,0577 bar
psH20 = 17,47 mmHg -> 0,023 bar

Gamma bleibt ja zum Glück gleich

-> pEth = 0,025 bar
-> pH20 = 0,0197 bar


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 18.03.2015, 14:18 
Versuchskaninchen
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Registriert: 14.07.2008, 12:45
Beiträge: 86
..hatte selber auch einen fehler drin. erhalte jetzt aber die gleichen werte wie du :)
welche ergebnisse hast du bei punkt b)?

meine endergebnisse sind:
molenstrom wasser sind 8,118 x 10-7 mol/s
molenstrom etoh sind 8,591 x 10-7 mol/s
(sofern ich mich net wieder verrechnet hab ;-)


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 18.03.2015, 21:01 
Versuchskaninchen
Versuchskaninchen
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Registriert: 23.10.2012, 12:47
Beiträge: 45
Wär zu schön wenn wir da gemeinsam auf einen grünen Zweig kommen würden :lol:
cEth = (0,025*10^5)/(8,3145*293,15) = 1,03 mol/m³
delta cEth = 0-1,03 = -1,03 mol/m³
nEth = (-1,03 * -10^-5) / 0,06 = 1,71*10^-4 mol/m³s

psw = 0,0197 * 0,45 = 0,00886 bar
cwd = 0,00886*10^5 / 8,3145*293,15 = 0,363 mol/m³
cw0 = 00197*10^5 / 8,3145*293,15 = 0,808 mol/m³
dealta cH20 = 0,363 - 0,808 = -0,445 mol/m³
nEth = (-0,445 * -2,5 * 10^-5) / 0,06 = 1,8^-4 mol/m³s


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 Betreff des Beitrags: Re: rührkessel-prüfungsbsp
 Beitrag Verfasst: 20.03.2015, 07:05 
Versuchskaninchen
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LBT User Foto

Registriert: 23.10.2012, 12:47
Beiträge: 45
und gekommen ist das Bsp. erst nicht bei der Prüfung gestern ;)
Hab die Fragen mal in den Lernkatalog eingetragen :D


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