Tabellenbuch Chemietechnik - Bierwerth, ReadingSample · Tabellenbuch Chemietechnik Daten - Formeln - Normen - Vergleichende Betrachtungen von Walter Bierwerth 1. Auflage Tabellenbuch

Tabellenbuch Chemietechnik

Daten - Formeln - Normen - Vergleichende Betrachtungen

vonWalter Bierwerth

1. Auflage

Tabellenbuch Chemietechnik – Bierwerth

schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG

Europa Lehrmittel 2011

Verlag C.H. Beck im Internet:www.beck.de

ISBN 978 3 8085 7088 3

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aus den Bereichen:

Allgemeine und technische Mathematik · PhysikChemie · Verfahrenstechnik · WerkstoffkundeProzessleittechnik/ MSR-Technik · Arbeitssicherheit

von

Walter Bierwerth

8. erweiterte Auflage

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL · Nourney, Vollmer GmbH & Co. KGDüsselberger Straße 23 · 42781 Haan-Gruiten

Europa-Nr.: 70717

EUROPA-FACHBUCHREIHEfür Chemieberufe

Daten · Formeln · Normen · Vergleichende Betrachtungen

Tabellenbuch Chemietechnik

00 TB Chemie 001-008 2011_00 TB Chemie 001-008 Titel 11.07.11 09:42 Seite 1

Autor:

Walter Bierwerth Studiendirektor, Dipl.-Ing. Eppstein/Taunus

Manuskriptdurchsicht:

Volker Jungblut Oberstudiendirektor, Dipl.-Ing. Eppstein/TaunusKlaus Kraft Oberstudienrat, Dipl.-Ing. Bad Camberg

Datenrecherche:

Inge Bierwerth, Eppstein/Taunus

Redaktionelle Beratung (1. Auflage):

Dipl.-Ing. Armin Steinmüller, Verlagslektor, Haan-Gruiten

Umschlaggestaltung:

Michael M. Kappenstein, Frankfurt am Main

Bildbearbeitung:

Verlag Europa-Lehrmittel, Zeichenbüro, Ostfildern

Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der aktuellen amtlichen Rechtschreib -regeln erstellt.

Diesem Tabellenbuch wurden die neuesten Ausgaben der DIN-Normen und sonstigen Regel-werke zugrunde gelegt. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass nur die DIN-Normen selbstverbindlich sind. Diese können in den öffentlichen DIN-Normen-Auslegestellen eingesehenoder durch die Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstraße 6, 10787 Berlin, bezogen werden.

8. erweiterte Auflage 2011

Druck 5 4 3 2 1

Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Behebung von Druck-fehlern untereinander unverändert sind.

ISBN 978-3-8085-7088-3

Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalbder gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.

© 2011 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruitenhttp://www.europa-lehrmittel.deSatz: rkt, 42799 Leichlingen, www.rktypo.comDruck: M.P. Media-Print Informationstechnologie GmbH, 33100 Paderborn


3

Vorwort

Das vorliegende Tabellenbuch reiht sich in die Fachbuchreihe Chemie/Chemietechnik im Verlag Europa-Lehrmittel ein und ergänzt dabei insbesondere das Lehrbuch Chemietechnik. Es wendet sich an alle Per-sonen, die im Bereich der chemischen Industrie tätig sind, an den Chemikanten, Chemielaboranten oderPharmakanten ebenso wie an den Chemietechniker, den Chemie inge nieur oder den Verfahrensinge-

nieur, an den Auszubildenden ebenso wie an den Studenten. Es kann Letzteren helfen, sich in wichtigenGebieten der chemischen Technik einen ersten Überblick zu ver schaffen (sowohl im Hinblick auf grundle-gende Daten als auch im Hinblick auf die Charakte ristika verfahrenstechnischer Elemente), dem bereits imBeruf Stehenden wird es bei vielen wichtigen Entscheidungsprozessen im Betriebsalltag eine Hilfe sein,sei es bei der Wartung von Anlagen in der chemischen Produktion oder bei der Planung neuer Anlagenund Anlagenteile. Nicht zuletzt werden Lehrer in die Lage versetzt, mit Hilfe der vorliegenden Daten pra-xisorientierte Aufgaben zu erstellen.

Für Entscheidungsprozesse bei Planungs-, Entwicklungs- und Wartungsaufgaben in der chemischenIndustrie liefert das Tabellenbuch Daten für häufig vorkommende Berechnungen, es gibt Hinweise aufVorteile und Nachteile wichtiger verfahrenstechnischer Apparate, nennt die Eigenschaften häufig ver-

wendeter Werkstoffe und informiert über die wichtigsten Normen in den entsprechenden Bereichen(Stand der Normung: Dezember 2010, (z) bedeutet: zurückgezogen). Es ermöglicht dem Entscheidungs-träger somit, sich gezielter und mit Vorinformationen versehen an die Hersteller verfah rens technischerAn lagen und Elemente zu wenden und in Verhandlungen einzutreten.

Das Buch ist eingeteilt in die Hauptabschnitte:

1 Allgemeiner Teil, Mathematik, 5 WerkstoffkundeTechnische Mathematik

2 Physik 6 Technisches Zeichnen

3 Chemie 7 Messen, Steuern, Regeln

4 Verfahrenstechnik 8 Arbeitssicherheit

Die Daten in dem vorliegenden Buch wurden aufwändig und gewissenhaft in der Literatur und bei vie-len einschlägigen Firmen und Instituten recherchiert. Fehler durch Übertragung und infolge vonFalschinformationen können aber selbstverständlich nicht ganz ausgeschlossen werden. Es wird des-halb keine Haftung übernommen.

Bei der Benennung chemischer Verbindungen schien eine Konzession an die Praxis angebracht. DieNamen wurden stets so gewählt, wie sie üblicherweise heute in den Chemikalienkatalogen der namhaf-ten Chemikalienhersteller und in anderen Datenträgern aus der Praxis (Beständigkeits listen, Gefahr-stofflisten usw.) zu finden sind. Dies entspricht nicht immer den IUPAC-Regeln, in solchen Fällen istjedoch im Allgemeinen der systematische Name ergänzend hinzugefügt.

Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf sinnvolle Ergänzungen des Buchinhaltes werden gerne entgegengenommen.

Gegenüber der 7. Auflage existieren folgende Veränderungen:

1. Die Normen wurden aktualisiert und veränderte Inhalte angepasst.

2. Daten wurden aktualisiert und ergänzt.

3. Fehler wurden beseitigt.

4. Das Buch wurde um 47 Seiten erweitert – Qualitätsmanagement, Anlagenplanung, Lager- und Rühr-behälter, Reaktoren, Adsorption, Ionenaustauch, Prozessleittechnik (neue DIN EN 62 424), Messtechnik(Fehler und Einheitssignale).

Verlag und Autor danken an dieser Stelle allen, die durch z.T. sehr großzügige Freigabe von In formationen dieses Buch unterstützt haben. Der besondere Dank des Autors gilt seiner Ehefrau INGE BIERWERTH, die wesentlich an der Datenrecherche beteiligt war, dem Zeichner und Grafiker MICHAEL M. KAPPENSTEIN für die kreative und in der Ausführung exakte Bildgestaltung und den Herren WOLFGANG HAFER, VOLKER JUNGBLUT und KLAUS KRAFT für die kompetente und gewissenhafte Korrektur des Manuskripts.

Sommer 2011 Autor und Verlag

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MSR

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CH

TMMA

PH

AL


4

Inhaltsverzeichnis

ALLGEMEINES

Griechisches Alphabet . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Römische Ziffern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Basisgrößen und Basiseinheiten . . . . . . . . . 9Vorsätze vor Einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Formelzeichen und Einheiten . . . . . . . . . . . 10Formelzeichen und Einheiten außerhalb des SI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18Einheiten außerhalb des SI mit beschränktem Anwendungsbereich . . . . . . 18Umrechnung von britischen und US-Einheiten in SI-Einheiten . . . . . . . . . . . . 19Mathematische Zeichen . . . . . . . . . . . . . . . . 23Zeichen der Logik und Mengenlehre . . . . . 26

MATHEMATIK

Grundrechenarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Klammerrechnung (Rechnen mit Summen) . . . . . . . . . . . . . . . . 29Bruchrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Prozentrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Potenzrechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Radizieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Logarithmieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Gleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Schlussrechnung (Dreisatz) . . . . . . . . . . . . . 35Runden von Zahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Interpolieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Statistische Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . 37Flächenberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Körperberechnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Trigonometrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

TECHNISCHE MATHEMATIK

Volumeninhalt und äußere Oberfläche wichtiger Behälterböden . . . . . . . . . . . . . . . 43Inhalt unregelmäßiger Flächen . . . . . . . . . . 43Diagramme und Nomogramme . . . . . . . . . 44Zusammensetzung von Mischphasen . . . . 48Mischungsgleichung für Lösungen und andere Mischphasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Herstellen von Maßlösungen . . . . . . . . . . . 52Herstellen gesättigter Lösungen,Löslichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

Berechnungsformeln der Maßanalyse (Volumetrie) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Berechnungsformeln der Gravimetrie . . . . 55Feuchtegehalt und Glühverlust . . . . . . . . . . 55Aufstellen von Reaktionsgleichungen . . . . 56Stoffumsatz und Ausbeute . . . . . . . . . . . . . 57Massenanteile der Elemente in einer Verbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58Berechnungsformeln zur Dichteermittlung 58

PHYSIK

Größengleichungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Länge und Fläche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59Volumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Dichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61Dichtebestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63Beschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Umdrehungsfrequenz (Drehzahl), Radialbeschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66Zusammensetzung und Zerlegung von Kräften in der Ebene . . . . . . . . . . . . . . . 67Mechanische Arbeit und Energie . . . . . . . . 68Mechanische Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Wirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69Drehmoment und Hebel . . . . . . . . . . . . . . . 70Rollen und Flaschenzüge . . . . . . . . . . . . . . . 70

Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71Oberflächenausbildung,verbundene Gefäße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72Oberflächenspannung, Kapillarität . . . . . . . 72Viskosität (Zähigkeit) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Temperatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75Längen- und Volumenänderung . . . . . . . . . 75Thermische Ausdehnungskoeffizienten . . . 76Wärmekapazität, spezifische Wärme-kapazität, molare Wärmekapazität . . . . . . . 77

Kalorik

Mechanik der Flüssigkeiten und Gase

Mechanik

PH

Technische Mathematik

TM

Grundlagen der allgemeinen Mathematik

MA

Allgemeine Grundlagen

AL


5

Inhaltsverzeichnis

Wärmebilanzen für unmittelbaren Wärmeaustausch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78Brennwert und Heizwert . . . . . . . . . . . . . . . . 79Luftfeuchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80Temperaturstrahlung (Wärmestrahlung) . . 81Wärmeaustausch durch Strahlung . . . . . . . 81Wärmeleitung in einer Wand . . . . . . . . . . . . 82Grundgleichungen für den Wärmedurchgang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83Zustandsänderung von Gasen . . . . . . . . . . 84Gasverbrauch bei Druckgasflaschen . . . . . . 84Verdichtung von Gasen . . . . . . . . . . . . . . . . 85

Elektrische Stromstärkeund elektrische Spannung . . . . . . . . . . . . . . 86Elektrischer Widerstand und elektrischer Leitwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86Ohmsches Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87Schaltung von elektrischen Widerständen . 87Messbereichserweiterung bei Messinstrumenten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88Elektrische Leistung und elektrische Arbeit . 88Kosten für elektrische Arbeit . . . . . . . . . . . . 88Umwandlung elektrischer Energie in Wärmeenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Akkumulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Leistungsbestimmung mit dem Wechselstromzähler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Elektroabscheidung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90Thermoelektrische Erscheinungen . . . . . . . 90

Elektrische Leitfähigkeit (Konduktivität)von Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91Molare elektrische Leitfähigkeit (Äquiva-lentleitfähigkeit) von Elektrolyten . . . . . . . . 92Faradaysche Gesetze, elektrochemisches Äquivalent . . . . . . . . . . . 93Elektrodenpotenziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

Brechung (Refraktion) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95Sphärische Linsen und Hohlspiegel . . . . . . 95Brechzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97Mikroskop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98Extinktion (spektrales Absorptionsmaß) . . 98Linienspektren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

CHEMIE

Eigenschaften der chemischen Elemente I . . 99Eigenschaften der chemischen Elemente II . 102Elektronenkonfiguration der Elemente . . . . 106

Eigenschaften wichtiger Lösemittel I . . . . . 108Eigenschaften wichtiger Lösemittel II . . . . . 110Lösemittel und Trockenmittel . . . . . . . . . . . . 112Löslichkeit anorganischer Verbindungen in Wasser . . . . . . . . . . . . . . . 114Löslichkeit von Gasen in Wasser . . . . . . . . . 117Löslichkeitsprodukt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118Dichte wässriger Lösungen . . . . . . . . . . . . . 119

Säure-Base-Indikatoren . . . . . . . . . . . . . . . . 121Gravimetrie (Gewichtsanalyse) . . . . . . . . . . 122Volumetrie (Maßanalyse) . . . . . . . . . . . . . . . 123Volumetrische Faktoren (maßanalytische Äquivalente) . . . . . . . . . . . 124Puffergemische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126

Stoffdaten ausgewählter chemischer Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . 127

Dissoziationskonstanten von Säuren und Basen in wässriger Lösung . . . . . . . . . 143Ionenaktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146Ionenprodukt des Wassers . . . . . . . . . . . . . . 147Äquivalentleitfähigkeit von Elektrolyten in wässriger Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

VERFAHRENSTECHNIK

Schema für die Planung und Relalisierungeiner verfahrenstechnischen Anlage . . . . . . 149

Grundsätze, Struktur und Ziele . . . . . . . . . . 150Grundlagen für die Qualitäts-managementsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151Qualitstsregelkarten (QRK) . . . . . . . . . . . . . 152

Strahlungsoptik

Elektrochemie

Elektrotechnik

CH

Chemische Elemente

Lösungen

Analytik

Stoffdaten

Physikalische Chemie

VT

Anlagenplanung

Qualitätsmanagement


6

Inhaltsverzeichnis

Begriffe, Kennbuchstaben, Formelzeichen und Nennmaße . . . . . . . . . . 155Nenndurchmesser und Nennvolumen . . . . 156Befahren von Behältern, Silos und engen Räumen 1 – Gefahren und Ursachen . . . . . 157Befahren von Behältern, Silos und engenRäumen 2 – Gefahren und Maßnahmen . . 158Füllvolumen von Lagerbehältern . . . . . . . . 159Bauteile – Benennungen . . . . . . . . . . . . . . . 162Behälterkennzeichnung . . . . . . . . . . . . . . . . 163

Anfahren (Inbetriebnahme) von Pumpen . . 164Farbkennzeichnung an Rohren und Gasflaschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Nennweiten von Rohrleitungen . . . . . . . . . 166Druck- und Temperaturangaben für Druckgeräte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167Rohrklassen nach PAS . . . . . . . . . . . . . . . . . 168Rohrleitungskategorien . . . . . . . . . . . . . . . . 170Einteilung der Stahlrohrefür Druckbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . 171Maßnormen für Rohre aus Stahl . . . . . . . . . 171Normen für Lieferbedingungen von Stahlrohren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177Weitere Normen für Rohrleitungen . . . . . . 177Erforderliche Wanddicke von Stahlrohren . 178Flanschverbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Rohrverschraubungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 180Rohrverbindungen im Vergleich . . . . . . . . . 181Kompensatoren (Dehnungsausgleicher) . . 182Kompensatoren im Vergleich . . . . . . . . . . . . 183Kondensatableiter, allgemein . . . . . . . . . . . 184Kondensatableiter im Vergleich . . . . . . . . . . 185Auslegung von Kondensatableitern und Kondensatleitungen . . . . . . . . . . . . . . . 186Normen zu Absperr- und Regelarmaturen . 187Einteilung und Merkmale von Absperrarmaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188Armaturen im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . 189Strömungstechnische Kennzahlen für Armaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190Druckverlustzahlen (Widerstandsbeiwerte)von Armaturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191Spezielle Armaturen und ihre besonderenMerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192Druckverluste in Rohrleitungssystemen . . . 193Äquivalente Rohrrauheiten und typischeStrömungsgeschwindigkeiten . . . . . . . . . . . 194Druckverlustzahlen von Formstücken . . . . . 195

Druckverlustzahlen von Armaturen . . . . . . . 197Dichtungswerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198Flachdichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200Profildichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201Schweißdichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201Beständigkeit von Dichtungsmaterialien . . 202Vergleichende Betrachtung der wichtigsten Förderpumpen . . . . . . . . . . . . . 206Leistungsgrenzen der wichtigsten Förderpumpen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208Kreiselpumpen nach DIN EN 22 858 . . . . . . 210Berechnung der erforderlichenPumpenleistung (Antriebsleistung) . . . . . . 211NPSH-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214Betriebspunkt einer Pumpe . . . . . . . . . . . . . 215Verdichter – Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . 216Verdichterbauarten und Einsatzbereiche . . 218

Überschlägige Berechnung der erforder-lichen Wärmeaustauschfläche . . . . . . . . . . . 219Näherungsweise Ermittlung der Wärmedurchgangszahl (k-Wert) . . . . . . . . . 224Wärmeaustauscher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228Kühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230Wärmeträger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231Dampfdruck nach Antoine . . . . . . . . . . . . . . 234

Trocknung im Luftstrom (Konvektionstrocknung) . . . . . . . . . . . . . . . . 235Trockner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238Rektifikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240Extraktion (Flüssig-Flüssig-Extraktion) . . . . 244Absorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245Adsorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247Ionenaustauscher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250Kolonneneinbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

Füllkörper im Vergleich . . . . . . . . . . . . . . . . . 252Kolonnenpackungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

Rühren – Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256Rührer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

Fördern von Stoffen

Lagerbehälter und Rührkessel

Wärmeübertragung

Thermisches Trennen

Stoffaustausch

Stoffvereinigung


7

Inhaltsverzeichnis

Korngrößenverteilung, Siebanalyse . . . . . . 262Filtration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265Sedimentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266

Katalysatoren für die chemische Industrie . 267Katalysatoren für die Gasreinigung . . . . . . 272Reaktionskinetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

WERKSTOFFKUNDE

Einteilung der Werkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 277Eigenschaften von Apparatewerkstoffen . . 278Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288Preisrelation wichtiger Apparate-werkstoffe für die chemische Industrie . . . . 290

Korrosionserscheinungen . . . . . . . . . . . . . . 291Korrosionsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294Inhibitoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296Vorbereitung von Metalloberflächen vor dem Beschichten . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296Normen zu Korrosion und Korrosionsschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

Zugversuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298Härteprüfung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299Härten und 0,2-Grenzen bzw. Streck-grenzen ausgewählter Werkstoffe . . . . . . . . 300Überblick über die wichtigsten Prüfverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

Werkstoffnummern der Stähle I . . . . . . . . . 302Werkstoffnummern der Gusseisenwerkstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304Werkstoffnummern der Stähle II . . . . . . . . . 305Werkstoffnummern der Gusseisensorten . . 306Werkstoffnummern der Nichteisenmetalle . 307Kurznamen für Stähle, Hauptsymbole . . . . 307Kurznamen für Stähle, Zusatzsymbole . . . . 309Kurznamen für Gusseisenwerkstoffe . . . . . 311

Kurznamen der Eisenwerkstoffe nach der zurückgezogenen DIN 17 006 . . . . . . . . 312Kurznamen der Stähle nach Euronorm 27-44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315Systematische Bezeichnung der Nichteisenmetalle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318Kennbuchstaben und Kurzzeichen für Kunststoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

TECHNISCHES ZEICHNEN

Papier-Endformate (Blattgrößen) . . . . . . . . 321Maßstäbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321Linien in technischen Zeichnungen . . . . . . . 321Senkrechte Normschrift . . . . . . . . . . . . . . . . 322Darstellung von Körpern . . . . . . . . . . . . . . . 322Maßeintragungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

Grafische Symbole (Bildzeichen) . . . . . . . . . 326Kennbuchstaben für Maschinen, Apparate, Geräte und Armaturen . . . . . . . . 335Darstellung von Apparaten und Maschinen ohne genormtes grafisches Symbol . . . . . . 335Fließschemataarten und ihre Ausführung . 336Grundfließschemata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337Verfahrensfließschemata . . . . . . . . . . . . . . . 337Rohrleitungs- und Instrumentenfließ- schemata (R & I-Fließschemata) . . . . . . . . . 338

MESSEN, STEUERN, REGELN

Einheitssignale in der Prozessautomation und Genauigkeit von Messgeräten . . . . . . . 339Temperaturmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341Druckmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346Füllstandmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 349Durchflussmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354Volumenmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

Grafische Symbole zur Darstellung der EMSR-Aufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365Kennbuchstaben für die EMSR-Technik . . . 366

Prozessleittechnik

Industrielle Messtechnik

MSR

Fließschemata verfahrenstechnischerAnlagen

Allgemeine Grundlagen des technischen Zeichnens

TZ

Normbenennung der Werkstoffe

Werkstoffprüfung

Korrosion, Korrosionsschutz

Werkstoffe

WK

Reaktionstechnik

Mechanisches Trennen


8

Inhaltsverzeichnis

Grafische Symbole für die Einwirkung auf die Strecke in EMSR-Anlagen . . . . . . . . 367Beispiel für die Anwendung von EMSR-Stellen-Symbolen . . . . . . . . . . . . . . . 368Darstellung von Aufgaben der Prozessleittechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369Grafische Symbole für die Darstellung von Einzelheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373Grundlagen der Steuerungs- und Regelungstechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376Grundtypen stetiger Regler im Vergleich . . 377Verknüpfungsfunktionen . . . . . . . . . . . . . . . 378GRAFCET-Funktionsplan . . . . . . . . . . . . . . . 379

ARBEITSSICHERHEIT

R-Sätze und S-Sätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387Gefahrensymbole und Gefahren-bezeichnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391H- und P-Sätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Kennzeichnung von Gefahrgut-Transportfahrzeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398Gefahrstoffliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402

Flammpunkte, Explosionsgrenzen und Zündtemperaturen . . . . . . . . . . . . . . . . 417Hinweisschilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 420

Verzeichnis der angesprochenen und verwendeten Normen . . . . . . . . . . . . . . . . . 423

Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424

Quellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435

Sicherheitsdaten

Gefahrstoffe

AS


Formelzeichen und Einheiten (Fortsetzung)

Allgemeine Grundlagen AL

14

1AL

Name/Bedeutung Formel- SI-Einheit Bemerkung/wichtige Beziehungenzeichen Zeichen Name

Größen der Thermodynamik, Wärmeübertragung und physikalischen Chemie (Fortsetzung)

Enthalpie H J Joule

Entropie S J/K

Faraday-Konstante F C/mol F = NA · e (e = Elementarladung)F = 96485,3399 C/mol

Individuelle (spezielle) RB J/(kg · K) RB = R / MBGaskonstante des Stoffes B (R = universelle Gaskonstante)

Innere Energie U J Joule

Isentropenexponent Δ 1 Für ideale Gase: Δ = cp /cV

Ladungszahl eines Ions, zB 1Wertigkeit eines Stoffes B

Molalität einer Komponente B bB, mB mol/kg

Relative Atommasse eines Ar 1 Zahlenwert gleich dem Zahlen-Nuklids oder eines Elementes wert für die Atommasse in der

atomaren Masseneinheit u undgleich dem Zahlenwert der stoff-mengenbezogenen Masse M ing/mol

Relative Molekülmasse Mr 1 Zahlenwert gleich dem Zahlen-eines Stoffes wert für die Atommasse in der

atomaren Masseneinheit u undgleich dem Zahlenwert der stoff-mengenbezogenen Masse M ing/mol

Spezifische Enthalpie, h J/kgmassenbezogene Enthalpie

Spezifische Entropie, s J/(kg · K)massenbezogene Entropie

Spezifische innere Energie, u J/kgmassenbezogene innere Energie

Spezifischer Brennwert, Ho J/kg Früher: oberer Heizwertmassenbezogener Brennwert

Spezifischer Heizwert, Hu J/kg Früher: unterer Heizwertmassenbezogener Heizwert

Spezifische Wärmekapazität, c J/(kg · K) c = C th / mmassenbezogene Wärme-kapazität

Spezifische Wärmekapazität cp J/(kg · K)bei konstantem Druck

Spezifische Wärmekapazität cV J/(kg · K)bei konstantem Volumen

Spezifischer Wärmewiderstand ® th K · m/W ® th = 1/¬ (¬ = Wärmeleitfähigkeit)

Stöchiometrische Zahl eines ~B 1Stoffes B in einer chemischen Reaktion

Stoffmenge n, ~ mol nB = mB / MB (mB = Masse desStoffes B, MB = stoffmengenbezo-gene Masse des Stoffes B)

01 TB Chemie 009-058 2011_01 TB Chemie 009-058 11.07.11 09:47 Seite 14

Statistische Auswertung (Fortsetzung)

Grundlagen der allgemeinen Mathematik MA

38

1

B

B

Statistische Kennwerte (statistische Maßzahlen)

Arithmetischer Mittelwert

bzw.

Varianz

Standardabweichung

x� = �n1

� Ín

i =1 xi x� =

x1 + x 2 + x 3 + … + xn��

n

s = | ys2� | s =a��(x1 – x�)2 + (x2 – x�)2 + … + (xn – x�)2��

n – 1

xi Beobachtungswert (Messwert bzw. Stichprobenwert) i, mit i = 1, 2, 3, . . .

x� Arithmetischer Mittelwert (arithmetisches Mittel)

| x� | Betrag des arithmetischen Mittelwertes

n Anzahl der Beobachtungswerte

s2 Varianz

s Standardabweichung

v Variationskoeffizient

Variationskoeffizient

v = �|xs

� |�

(Werte aus der Tabelle auf Seite 37)

x� = = 86,7 s2 = = 0,2

s = | ys2� | = 0,45 v = �08,64,57

� = 0,005 bzw. v = 0,5 %

86,8 + 86,4 + 86,3 + … + 86,2��

40

(86,8 – 86,7)2 + (86,4 – 86,7)2 + … + (86,2 – 86,7)2��

40 – 1

Trendbestimmung

Treten bei zeitbezogenen Beobachtungswertenstarke Schwankungen auf, so zeigt der Polygon-zug einen sprunghaften Verlauf, der Trends undTrendwenden verschleiern kann. Die Methodedes gleitenden Mittelwertes lässt diese wiedererkennbar werden. Dabei werden benachbarteBeobachtungswerte gemittelt und dann als Ordi-natenwerte über der Zeit aufgetragen.

Sind die Beobachtungswerte x1, x2, x3, ...., xn-2, xn-1, xn so gilt:

1. Ordinatenwert: x�1 = �x1 +

2x2

�

2. Ordinatenwert: x�2 = �x1 + x

32 + x3�

3. Ordinatenwert: x�3 = �x2 + x

33 + x4�

(n –1). Ordinatenwert: x�n–1 = �xn – 2 + x

3n – 1 + xn�

n. Ordinatenwert: x�n = �xn – 1

2+ xn�

Durchschnittliche Aufheizzeiten eines Kessels:

t�1 = �24 +

226

� = 25 t�2 = �24 + 2

36 + 20� = 23,3

t�3 = �26 + 2

30 + 23� = 23 analog: t�4 = 23,7 t�5 = 24

t�6 = 24,3 t�7 = 25 t�8 = 26,7 t�9 = 28

Monat tA in min Monat tA in min Monat tA in min

1 24 4 23 7 242 26 5 28 8 303 20 6 21 9 26

30

28

26

24

22

20

tA

Monate

987654321

min

Monate

987654321

30

28

26

24

22

20

tA

min

s2 = (x1 – x�)2 + (x2 – x�)2 + … + (xn – x�)2��

n – 1

s2 = �n

1– 1� · Í

n

i =1 (xi – x�)2


Volumeninhalt und äußere Oberfläche wichtiger Behälterböden

43

Technische Mathematik TM1

Tellerboden

Inhalt der Wölbung:

Äußere Oberfläche:

R = 1,1 · D bis 1,4 · D

Klöpperboden

Inhalt der Wölbung (ohne Zylinderbord):

Äußere Oberfläche (ohne Zylinderbord):

r = 0,1 · DR = D

Nach Augenmaß in regelmäßi-ge, berechenbare Flächen ver-wandeln und diese ausrechnen.

(für Dreiecks-flächen)

n Rechtecke gleicher Breite b soüber die Fläche verteilen, dass dieKurve jeweils durch die Obersei-tenmitte verläuft und dann dieRechteckflächen addieren.

Transparentes Millimeterpapierüber die Fläche legen und dieKästchen auszählen, die inner-halb der Fläche liegen.

Wird von der Kurve mehr als dieHälfte eines Kästchens wegge-schnitten, wird es nicht gezählt.

Inhalt unregelmäßiger Flächen

V = �π2· h� · ��

D4

2� + �

h3

2��

V ≈ 0,1 · (D – 2 · s)3

AO ≈ 0,99 · D 2

h = 0,1935 · D – 0,445 · s

Korbbogenboden

Inhalt der Wölbung (ohne Zylinderbord):

Äußere Oberfläche(ohne Zylinderbord):

r = 0,154 · DR = 0,8 · D

V ≈ 0,1298 · (D – 2 · s)3

AO ≈ 1,08 · D 2

h = 0,255 · D – 0,635 · s

AO = 2 · (R + s) · π · h + �π4

� · E(D + 2 · b)2 – D2R

AO = π · ��D4

2� + h2� + �

π4

� · E(D + 2 · b)2 – D2R

A = �§ ·2h

�

A = n · 1 mm2

A = b · Ín

i=1hi = b · (h1 + h2 + … hn)

b b

sRD

hV h

D

r

s

V

R

h

Rs

r

DV

l

y

h

xb

y

h i

x

y

x

B Welchen Nenninhalt besitzt der abgebildete Behälter (mit Klöpperboden) bis zum Austragsrohr (DN 100, d. h. di = 100 mm)?Höhe des Klöpperbodens:h1 = 0,1935 · D – 0,445 · s = 0,1935 · 2,6 m – 0,445 · 0,022 m = 0,493 m

Inhalt des Klöpperbodens:V1 ≈ 0,1 · (D – 2 · s)3 ≈ 0,1 · (2,6 m – 2 · 0,022 m)3 ≈ 1,67 m3

Inhalt des zylindrischen Teiles:

V1 = �(D –

42 · s)2� · π · § = · π · (4,5 m – 1,5 m

– 0,493 m – 0,022 m) = 12,75 m3

Inhalt des konischen Teiles (Kegelstumpf):

V1 = �π

1·2h3� · E(D – 2 · s)2 + di

2 + (D – 2 · s) · diR = �π · 11,25 m� · [(2,6 m – 2 · 0,022 m)2 + (0,1 m)2

+ (2,6 m – 2 · 0,022 m) · 0,1 m] = 2,67 m3

Gesamtinhalt (Nenninhalt): V = V1 + V2 + V3 = 1,67 m3 + 12,75 m3 + 2,67 m3 = 17,09 m3

(2,6 m – 2 · 0,022 m)2��

4Austrags-rohr DN 100

22

2600

450

0

1500

Maße in mm


Zusammensetzung von Mischphasen (Fortsetzung)

49

Technische Mathematik TM1

Massenkonzentration ∫, Stoffmengenkonzentration c und Volumenkonzentration ‚

Massenkonzentration z. B.

mi Masse des Stoffes i, V Gesamtvolumen der Mischung (V1 + V2 + … + Vn)

Stoffmengenkonzentration z. B.

ni Stoffmenge des Stoffes i, V Gesamtvolumen der Mischung (V1 + V2 + … + Vn)

Volumenkonzentration z. B.

Vi Volumen des Stoffes i, V Gesamtvolumen der Mischung (V1 + V2 + … + Vn)

Molalität b

z. B.

ni Stoffmenge des Stoffes i, mk Masse des Stoffes k (Lösemittel)

Äquivalentkonzentration c (eq)

z.B.

ni (eq) Äquivalent-Stoffmenge des Stoffes i, V Gesamtvolumen der Lösung

1 Äquivalent ist der gedachte Bruchteil m 1/z* eines Atoms, Moleküls oder Ions. Dabei ist z * der Betrag derLadungszahl eines Ions (Ionenäquivalent) oder die Anzahl der H+- oder OH–-Ionen, die ein Teilchen (Moleküloder Ion) bei einer bestimmten Neutralisationsreaktion aufnimmt oder abgibt (Neutralisationsäquivalent)oder der Betrag der Differenz der Oxidationszahlen eines Teilchens (oder eines in ihm enthaltenen Atoms)bei einer bestimmten Redox-Reaktion (Redox-Äquivalent).

Vor das Teilchensymbol wird derBruch 1/z* gesetzt, z.B. 1/2 Ca(OH)2, 1/2 Mg2+ oder 1/3 H3PO4

ci (eq) = �ni (

Veq)�

b(C12H10 in Benzol) = �mn(

(CB

1

e2

nHz1

o0)l)

�bi = �mni

k�

‚(NH3) = �V(N

VH3)�‚i = �

VV

i�

c(NaOH) = �n(N

VaOH)�ci = �

nV

i�

∫(N2H4) = �m(N

V2H4)�∫i = �

mV

i�

c ��12

� H2SO4� =

n ��12

� H2SO4��V

B Massenkonzentration des Stoffes 1 (nach Bild):

∫1 = �mV

1� = �V1

m+

1

V2� = �

0,0121L0

+g

0,6 L� = 16,34 �

g

L�

B Stoffmengenkonzentration des Stoffes 1 (nach Bild):

c1 = �nV

1� = �V1

n+

1

V2� = �

0,0102,2

Lm+

o0l,6 L

� = 0,327 �m

L

ol�

B Volumenkonzentration des Stoffes 1 (nach Bild):

‚1 = �VV

1� = �V1

V+

1

V2� = �

0,0102,0

L12

+L0,6 L

� = 0,0196

BMolalität des Stoffes 1 (nach Bild): b1 = �m

n1

2� = �

04,5m

kogl

� = 8 �m

kg

ol�

V1 = 12mlm1 = 10gn1 = 0,2mol

V2 = 600mln2 = 33,3mol

V = 612mln = 33,5mol

B1

B2

B1

B2

m2

= 500g

n1 = 4mol

= 1 mol Stoff 1

B 20 g H2SO4 sind in 1 L Maßlösung enthalten. Die Äquivalentkonzentration beträgt dann:

c ��12

� H2SO4� = = = = 0,408 �m

L

ol�

20 g��

49 �m

gol� · 1 L

m (H2SO4)��

M ��12

� H2SO4� · V

n ��12

� H2SO4��V


Herstellen von Maßlösungen

Technische Mathematik TM

52

1

Reinstoff + Lösemittel = Maßlösung

Gewünscht: Maßlösung mit der Stoffmengenkonzentration c (X) in mol/L. Dann ist

= die Masse des Stoffes X in g, mit der molaren Masse M (X) in g/mol, diemit reinem Lösemittel auf das gewünschte Volumen V in L aufzufüllen ist(Bedingung: X = Reinstoff ohne Verunreinigung).

Lösung + Lösemittel = Maßlösung


= die Masse Lösung in g, mit dem Massenanteil w (X), die auf das ge -wünschte Volumen V in L mit Lösemittel aufzufüllen ist. M (X) ist diemolare Masse des gelösten Stoffes X in g/mol.

Maßlösung mit höherer Stoffmengenkonzentration + Lösemittel = Maßlösung

Gewünscht: Maßlösung mit der Stoffmengenkonzentration c2 (X) in mol/L. Dann ist

= das Volumen der Maßlösung mit der Stoffmengenkonzentration c1(X) in mol/L, das mit Lösemittel auf das gewünschte Volumen V2 aufzufüllen ist.

Nicht chemisch reiner Stoff + Lösemittel = Maßlösung


= die Masse des verunreinigten Stoffes X in g, mit der molaren Masse M (X)in g/mol und dem Massenanteil w (X), die mit reinem Lösemittel auf dasgewünschte Volumen V in L aufzufüllen ist.

m(X) = �c (X)

w· V

(X·)M (X)

�

V1 = �c2

c(1

X()X·)V2

�

m = �c (X)

w· M

(X()X) · V

�

m (X) = c (X) · V · M (X)

B Gewünscht: V = 2 L Maßlösung mit c (H2SO4) = 1,5 mol/L.

m (H2SO4) = 1,5 �m

Lol� · 2 L · 98 �

mgol� = 294 g sind mit reinem Löse-

mit tel (Wasser) im Messgefäß auf insgesamt V = 2 L aufzufüllen.

B Gewünscht: V = 3 L Maßlösung mit c (NaOH) = 0,5 mol/L.

Gegeben: Natronlauge mit w (NaOH) = 0,4 und reines Lösemit-tel (Wasser).

m = = 150 g von der Natronlauge mit

w (NaOH) = 0,4 sind im Messgefäß mit Wasser auf V = 3 L aufzu-füllen.

0,5 mol/L · 40 g/mol · 3 L��

0,4

B Gewünscht: V2 = 1,5 L Maßlösung mit c2(HCl) = 0,5 mol/L.

Gegeben: Maßlösung mit c1(HCl) = 2 mol/L und reines Löse-mittel (Wasser).

V1 = �0,5 m

2oml/oL

l·/L1,5 L

� = 0,375 L = 375 mL von der Maßlösung mit

c1(HCl) = 2 mol/L sind im Messgefäß mit Wasser auf V2 = 1,5 L auf-zufüllen.

Löse-mittel

Reinstoff

Maß-lösungm(X)

M(X)Vc(X)

Messmarke

Lösemittel

LösungMaß-lösungm

w(X)M(X)

Vc(X)

Messmarke

Maß-lösung 1

Lösemittel

Maß-lösung 2V2

c2(X)

Messmarke

V1

c1(X)


Wärmeleitfähigkeit ausgewählter Feststoffe

Wärmeleitung in einer Wand

Kalorik PH

82

2

Wärmeleitfähigkeit Wärmestromdichte

Formelzeichen: ¬ Einheit: W/(m · K) Formelzeichen: q Einheit: W/m2 Beziehung:

Grundgleichungen für die Wärmeleitung bei stationärem Zustand

Ebene, einschichtige Wand Ebene Wand aus n Schichten Rohrwand

Stoff ¬ in W/(m · K) Stoff ¬ in W/(m · K) Stoff ¬ in W/(m · K)

Aluminium 209 ... 220 – Kiefer 0,14 Stähle– Legierungen 130 ... 150 Kesselstein 1,16 ... 3,5 – hitzebeständige 14 ... 22

Asbest 0,17 Kupfer 372 (rein 395) – hochwarmfeste 13 ... 30Blei 34 ... 35,1 Leder 0,16 – nichtrostende 10 ... 30Bronze 58,2 Messing 81 ... 112 – warmfeste 50(Cu-Sn-Leg.) (Cu-Zn-Leg.) – w(Fe) = 99,2 % 45Glas 0,6 ... 0,9 Nickel 52 ... 81 Tantal 56Gold 311 – Legierungen 10 ... 16 Tombak 93 ... 116Graphit 140 Porzellan 0,8 ... 1,9 (Cu-Zn-Leg.)Grauguss 48,8 Quarz 1,09 Titan 22Holz Silber 418,7 Zinn 64– Eiche 0,21 Stahlguss 52 Zink 110

q = �QA�

Q = �¬ · A · (

s«1 – «2)�

Q = A · («1 – «n+1)��¬s1

1� + �¬

s2

2� + … + �¬

sn

n�

Q = ¬ · 2 · π · L · («1 – «2)��ln ra – ln ri

Q = ¬ · 2 · π · L · t · («1 – «2)��

ln ra – ln ri

Q = A · t · («1 – «n+1)��¬s1

1� + �¬

s2

2� + … + �¬

sn

n�

Q = �¬ · A · t ·

s(«1 – «2)�

Q Wärmemenge in J

Q Wärmestrom in W

¬ Wärmeleitfähigkeit in W/(m · K)

A Wärmeaustauschfläche in m2

s Wand- bzw. Schichtdicke in m

t Zeit in s

L Rohrlänge in m

ri Rohrradius, innen in m

ra Rohrradius, außen in m

«1 Höchste Temperatur in °C

«2 Niedrigere Temperatur in °C

«n+1 Niedrigste Temperatur in °C

A

s

ª

s

Q•

ª1

ª2

A

s

ª

Q•

s1 s2 sn

ª1

ª2

ª3

ªn

ªn+1

r

ª

s

Q•

ri

ra

ª1

ª2


Molare elektrische Leitfähigkeit (Äquivalentleitfähigkeit) von Elektrolyten

Elektrochemie PH

92

2

fl Molare elektrische Leitfähigkeit (Äquivalent- Umrechnungen:leitfähigkeit) in S · m2/mol

© Elektrische Leitfähigkeit in S/m1 S · m2/mol = 104 cm2/(„ · mol)

c(eq) Äquivalentkonzentration in mol/m31 cm2/(„ · mol) = 10–4 S · m2/mol

® Spezifischer elektrischer Widerstand in „ · m

Molare elektrische Leitfähigkeit von Elektrolyten in wässriger Lösung

Gelöster voll- fl in 10–2 S · m2/mol bei 25 °C

Stoff X ständig Stoffmengenkonzentration c (X) in mol/Ldissoziiert 0,1 0,05 0,02 0,01 0,005 0,001 0,0005

AgNO3 1,3329 1,0909 1,1518 1,2135 1,2470 1,2714 1,3045 1,31291/2 BaCl2 1,3991 1,0514 1,1142 1,1903 1,2388 1,2796 1,3427 1,3589

CH3COOH 0,0526 0,0726 0,113 0,160 0,224 0,581 0,6641/2 CaCl2 1,0241 1,0842 1,1559 1,2030 1,2419 1,3030 1,3186 1,35771/2 CuSO4 1,336 0,5055 0,5902 0,7216 0,8308 0,9402 1,1520 1,216

HBr 3,919 4,004 4,089 4,137 4,176 4,229 4,243

HCl 4,2595 3,9113 3,9889 4,0704 4,1180 4,1559 4,2115 4,2253

HF 0,391 0,501 0,722 0,961 1,281

Hl 3,940 4,008 4,083 4,128 4,164 4,217 4,230

HNO3 3,850 4,060

H2SO4 4,686 6,160 7,816

KCl 1,4979 1,2890 1,3330 1,3827 1,4120 1,4348 1,4688 1,4774

KClO4 1,3997 1,1514 1,2156 1,2786 1,3139 1,3409 1,3780 1,38691/4 K4Fe(CN)6 1,84 0,9782 1,0765 1,2276 1,3476 1,4602 1,6716

KNO3 1,4489 1,2034 1,2625 1,3234 1,3275 1,3841 1,4177 1,42701/2 MgCl2 1,2934 0,9705 1,0303 1,0999 1,1449 1,1825 1,2415 1,2555

NH4Cl 1,496 1,2869 1,3322 1,3825 1,4121 1,344 1,467

NaCl 1,2639 1,0669 1,1101 1,1570 1,1845 1,2059 1,2368 1,2444

NaClO4 1,1742 0,9838 1,0235 1,0691 1,0954 1,1170 1,1482 1,1558

NaOH 2,477 2,182 2,379 2,407 2,446 2,4551/2 Na2SO4 1,298 0,8994 0,9770 1,0673 1,1238 1,1709 1,2409 1,25681/2 ZnSO4 1,327 0,5261 0,6117 0,7420 0,8487 0,9544 1,1447 1,2130

Molare elektrische Leitfähigkeit von Ionen bei vollständiger Dissoziation (Grenzleitfähigkeit)

Ion fl0 in Ion fl0 in Ion fl0 in Ion fl0 in10–2 S · m2/mol 10–2 S · m2/mol 10–2 S · m2/mol 10–2 S · m2/mol

Ag+ 0,00619 1/2 Cd2+ 0,0054 H+ 0,034965 NO2– 0,00718

1/3 Al3+ 0,0061 Cl– 0,007631 HCO3– 0,00445 NO3

– 0,0071421/2 Ba2+ 0,00636 ClO4

– 0,00673 1/2 Hg2+ 0,00636 Na+ 0,00501

Br– 0,00781 1/2 Co2+ 0,0055 1/2 Hg22+ 0,00686 1/2 Ni2+ 0,0050

BrO3– 0,00557 1/3 Cr3+ 0,0067 K+ 0,007348 OH– 0,0198

CH3COO– 0,00409 1/2 CrO42– 0,0085 Li+ 0,003866 1/2 Pb2+ 0,0071

CN– 0,0078 1/2 Cu2+ 0,00536 1/2 Mg2+ 0,00530 SCN– 0,00661/2 CO3

2– 0,00693 F– 0,00554 1/2 Mn2+ 0,00535 1/2 SO42– 0,0080

1/2 C2O42– 0,00742 1/2 Fe2+ 0,0054 MnO4

– 0,00613 1/2 Sr2+ 0,00594

Ca2+ 0,00595 1/3 Fe3+ 0,0068 NH4+ 0,00735 1/2 Zn2+ 0,00528

fl = �c (

©eq)�

fl = �® · c

1(eq)�


Eigenschaften wichtiger Lösemittel I

Lösungen CH

108

3

M Stoffmengenbezogene (molare) Masse in g/mol® Dichte in kg/m3 bei 20 °C«b Siedetemperatur in °C«m Schmelztemperatur

(Erstarrungstemperatur) in °Ccp Spezifische Wärmekapazität bei

konstantem Druck und 25 °C in kJ/(kg · K)

© Volumenausdehnungskoeffizient bei 25 °C in 1/K

¤hV Spezifische Verdampfungsenthalpie in kJ/kg (auch Verdampfungswärme r )

pV Dampfdruck bei 25 °C in hPaª Dynamische Viskosität bei 20 °C in mPa · s

Lösemittel Formel M ® «b «m cp © ¤hV pV ª

Aceton, Propanon, C3H6O 58,08 790,5 56,2 – 94,8 2,16 14,3 · 10– 4 523 310 0,32Dimethylketon

Acetonitril, C2H3N 41,05 779,325 81,6 – 43,9 2,23 13,8 · 10– 4 797 118 0,26Ethannitril

Ameisensäure, CH2O2 46,03 1222,418 100,7 8,4 2,17 10,2 · 10– 4 494 58 1,78Methansäure

Anilin, Aminobenzol, C6H7N 93,13 1021,7 184,4 – 6,0 2,05 8,4 · 10– 4 484 0,8 4,4Phenylamin

Benzol, Benzen C6H6 78,11 878,9 80,1 5,5 1,74 10,6 · 10– 4 394 127 0,65

Bromoform, CHBr3 252,73 2876,125 149,1 8,2 0,52 9,1 · 10– 4 — 7,3 2,1Tribrommethan

1-Butanol C4H10O 74,12 809,6 117,8 – 89,8 2,39 12,1 · 10– 4 594 8,6 2,95

n-Butylacetat, Essig- C6H12O2 116,16 876,125 126,5 – 73,5 1,96 11,9 · 10– 4 313 17 0,73säure-n-butylester

Chlorbenzol, C6H5Cl 112,56 1106,2 131,7 – 45,2 1,33 9,8 · 10– 4 324 16 0,80Phenylchlorid

Chloroform, CHCl3 119,38 1489,0 61,2 – 63,5 0,96 12,8 · 10– 4 249 260 0,56Trichlormethan

Cyclohexan C6H12 84,16 778,3 80,8 6,6 1,84 12,0 · 10– 4 358 130 0,98

Cyclohexanol C6H12O 100,6 960,425 161,0 25,2 2,08 9,6 · 10– 4 454 1,0 68

Cyclohexanon C6H10O 98,15 942,525 155,6 – 31,2 1,86 19,1 · 10– 4 384 5,3 2,2

Decahydronaphthalin, C10H18 138,25 886 190 – 40 — — — 10050 —Decalin

1,2-Dichlorbenzol, C6H4Cl2 147,0 1298,825 179,2 – 17,1 1,16 8,8 · 10– 4 276 1,8 1,42o-Dichlorbenzol

1,2-Dichlorethan C2H4Cl2 98,96 1252,9 83,6 – 35,5 1,30 11,7 · 10– 4 323 106 0,84

Dichlormethan, CH2Cl2 84,93 1325,5 40,21 – 96,7 1,19 13,7 · 10– 4 330 580 0,44Methylenchlorid

Diethylamin C4H11N 73,14 701,725 55,4 – 50,1 2,17 15,8 · 10– 4 380 320 0,31

Diethylether, Ethylether, C4H10O 74,12 719,3 34,5 – 116,3 2,37 16,2 · 10– 4 360 710 0,24Ethoxyethan

n-Dimethylformamid C3H7NO 73,09 949 153 – 60 2,06 — 570 5,3 0,8

Dimethylsulfat C2H6O4S 126,13 1330 188 – 32 — — — 1,0620 —

1,4-Dioxan C4H8O2 88,11 1034 101 11,7 1,7320 10,94 · 10– 4 406 49 1,26

Essigsäure, C2H4O2 60,05 1050 118 16,6 2,05 10,7 · 10– 4 403 15,320 1,21Ethansäure

Essigsäureanhydrid C4H6O3 102,09 1081 140 – 73 1,83 11,3 · 10– 4 385 4,9 0,91


127

Stoffdaten ausgewählter chemischer Verbindungen

Stoffdaten CH

3

Die folgende Liste enthält wichtige Stoffdaten ausgewählter chemischer Verbindungen aus dem Bereich derchemischen Technik. Die Namen der Verbindungen wurden so gewählt, wie sie heute in den Katalogen derHersteller üblich sind. Dahinter sind, sofern abweichend, die nomenklaturgerechten Bezeichnungengenannt oder ältere, die in den chemischen Betrieben noch üblich sind.

Abkürzungen:

d Zersetzung expl. explosiv f. fest fl. flüssig s Sublimation

Stoff Formel M «b «m ® pD n r ªkg/kmol °C °C kg/m3 hPa kJ/kg mPa · s

Acetaldehyd, Ethanal C2H4O 44,5 21 – 121 783 1000 1,3316 618 0,2220 °C 20 °C

Acetamid, C2H5NO 59,07 221 82 670 1,33 1,4278Essigsäureamid 20 °C 78 °C

Acetanilid, C8H9NO 135,17 304 114 400 0,002 2,22n-Phenylacetamid 20 °C 100 °C

Aceton, Propanon C3H6O 58,08 56 – 95 790 233 1,3588 532 0,3320 °C 20 °C 20 °C

Acetonitril, Ethannitril C2H3N 41,05 81,6 45,7 783 97 1,344 800 0,34520 °C 20 °C 20 °C

Acetylchlorid C2H3ClO 78,50 51 –112 1105 320 1,3898 364 0,3920 °C 20 °C 20 °C

Acetylen, Ethin C2H2 26,04 – 84 – 80,8 621 44000 829– 82 °C 20 °C

Acetylsalicylsäure, C9H8O4 180,16 135 7002-Acetoxybenzoesäure

Acridin C13H9N 179,22 346 111 1005

Acrolein, Propenal, C3H4O 56,06 53 – 87 841 286 1,4025 514 0,34Acrylaldehyd 20 °C 20 °C 20 °C

Acrylamid, C3H5NO 71,08 125 84 – 85 5,3Acrylsäureamid 30 hPa 100 °C

Acrylnitril, Acrylsäure- C3H3N 53,06 76 –78 – 83 806 120 1,3911 0,35nitril, Vinylcyanid 20 °C 20 °C 20 °C

Acrylsäure, C3H4O2 72,06 141,6 13 1051 4,3 1,4224 1,30Propensäure 20 °C 20 °C 20 °C

Adipinsäure, C6H10O4 146,14 265 153 1360 0,103Hexandisäure 20 °C

Adipinsäuredinitril, C6H8O2 108,14 295 1 – 2 968 2,6 1,438Adiponitril, Hexandinitril 119 °C 20 °C

Allylacetat, C5H8O2 100,12 103,5 930 1,4049Essigsäureallylester

Allylalkohol, C3H6O 58,08 97 –129 870 24 1,4134 689 1,362-Propen-1-ol 20 °C 20 °C 20 °C

Allylamin, 3-Amino-1-pro- C3H7N 57,10 58 – 88 762 533 1,4205 0,506pen, 2-Propen-1-ylamin 35 °C 20 °C 130 °C

Aluminiumchlorid AlCl3 133,34 190 2440 1(wasserfrei) 2,5 bar 100 °C

Aluminiumfluorid AlF3 83,98 1291 2882s

Legende:

M Molare Masse in kg/kmol bzw. g/mol

«b Siedetemperatur in °C bei 1013 hPa

«m Schmelztemperatur in °C

® Dichte in kg/m3 bei 25 °C und 1013 hPa

pD Dampfdruck in hPa bei 25 °C (1 hPa = 1 mbar)

n Brechungsindex (Brechzahl) bei 25 °C

r Spezifische Verdampfungswärme in kJ/kg bei1013 hPa

ª Dynamische Viskosität in mPa · s bei 25 °C


Rohrklassen nach PAS PAS 1057 (Teile 1, 5, 10, 11 und 101)

Fördern von Stoffen VT

168

4

Im PAS steht für Publicly Available Specification (öffentlich verfügbare Spezifikation)

Rohrklassen nach PAS 1057 (Teile 1, 5, 10, 11 und 101) werden auf der Basis der EN 13480 (Metallische indu-strielle Rohrleitungen, Teile 1 – 6) festgelegt. Sie schaffen einheitliche Grundlagen bei der Planung vonindustriellen oberirdischen Rohrleitungssystemen aus metallischen Werkstoffen in verfahrenstechnischenAnlagen.

Die PAS 1057 besteht aus folgenden Teilen:

PAS 1057-1 Grundlagen für das Erstellen von Rohrklassen basierend auf EN 13480

PAS 1057-5 Formstücke – Sonderbauformen

PAS 1057-10 Technische Lieferbedingungen für Rohrbauteile aus unlegierten und legierten Stählen mitfestgelegten Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen; Gruppe 1.1 und 1.2 (CR ISO 15608)

PAS 1057-11 Technische Lieferbedingungen für Rohrbauteile aus austenitischen nichtrostenden Stählender Gruppe 8.1 (CR ISO 15608)

PAS 1057-101 Standardrohrklassen PN10 bis PN100 aus unlegierten und legierten Stählen mit der Grup-pe 1.1 und 1.2 (CR ISO 15608) und austenitischen nichtrostenden Stählen der Gruppe 8.1(CR ISO 15608)

Die Rohrklasse beinhaltet Rohre, Formstücke (Rohrbogen, T-Stücke, Reduzierstücke, Abzweige) und Rohr-

verbindungen einschließlich Schrauben und Dichtungen sofern sie der angegebenen Druck/Temperatur -Zuordnung genügen.

Armaturen, Rohrhalterungen und Sonderteile mit spezieller Geometrie gehören nicht zur Standardrohrklas-se und müssen durch ergänzende Angaben definiert werden.

Das Spezifikationsblatt für eine Rohrklasse enthält folgende Abschnitte:

1. Benennung

2. Zulässige Betriebstemperatur und zulässiger Betriebsüberdruck

3. Rohrwerkstoff und Dichtform

4. Nennweiten, Außendurchmesser und Wanddicke

5. Bemerkungen zur Rohrklasse

6. Abzweigtabelle

7. Zugehörige Rohrleitungsteile

8. Bemerkungen zu Rohrleitungsteilen

9. Frühere Ausgaben

10. Änderungen

Beispiel für eine Rohrklasse: 20HD01M01L1

Laufende Nummer

Dichtfläche (hier Linsendichtung)

Laufende Nummer

Dichtung (hier Dichtlinse aus Metall)

Laufende Nummer

Werkstoff (hier 1.4571 – H: Werkstoffgruppe nicht-rostende Stähle, D: Werkstoff)

Druckstufe PN (Nenndruck)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

2 0 H D 0 1 M 0 1 L 1


183

Kompensatoren im Vergleich


4

U-Bogen, Winkelbo -

gen, Z-Bogen u. Ä.

Alle Nennweiten

Alle Nenndrücke

Beliebig, je nachRohr material

Relativ groß

Relativ groß (durchBogenstücke undSchweißnähte)

● Für alle Betriebs -be dingun gen ge - eig net

● Oft anlage be din gtohnehin vorhan-den

● Strömungsrich-tung nicht festge-legt

● Große Betriebs -sicher heit

● Großer Platzbedarf● Hoher Druckver-

lust● Hohe Rückstell -

kräf te auf die Fest -punkte

● Spannungen oftnicht genau erfass - bar

● In den Bögen evtl.erhöhte Abrasionund Korrosion

● Höhere Fehler -quel le durch relativ vie leSchweißnähte

Wellrohr kompensator

DN 1 bis > DN 12 000

Bis max. ca. PN 320,bei großen Nennwei-ten weniger

Bis > 900 °C bei hoch -hitzebeständigem Stahl,sonst bis ca. 500 °C

Axial-K.: sehr gering,La teral- und Angular-Kom pensatoren größer

Gering. Faustregel:etwa 4� so groß wieRohr stück gleicher Län-ge. Mit Leitrohr: ¤p ≈ 0

● Geringer Platzbedarf● Kaum Druckverlust● Axial-, Lateral- und

Angularbewegun -gen möglich

● Alle Nennweitenmöglich

● Ström ungsrichtung(ohne Leitrohr) be - lie big

● Bei mehrlagigen Bä l gen große Be triebs sicherheit

● Gute Schwin gungs-und Ge räusch dämp -fung

● Balg empfindlich ge -gen Verschmutz ung(Ablagerungen,Schweißspritzerusw.) und mechani-sche Beschädi gung

● Große Rückstell -kräfte auf die Fest -punkte bei Axial -kompensatoren

● Bei langen Kom pen -sa toren Knick gefahr(Leit rohr erforderlich,da mit einge schränk -te Lateral- undAngularbewe gung)

● Keine freie Mate rial -wahl

Elastomer-

(bzw. Gum mi-) undGewe bekompensator

Gewebe-K.: alle Nenn - weiten. Gummi-K.: bis > DN2800, mit Sonderwerkstoffen bis DN 4000

Gewebe-K.: bis ca.PN2Gummi-K.: bis ca. PN25

Gewebe-K.: bis ca.1200°C; Gummi-K.:bisca.200°C

Sehr gering

Gering (meist ver nach -lässigbar). Im Zweifels -fall: 1 Kompensator =ca.10 m Rohrleitung

● Geringer Platzbedarf● Sehr gute Vibrations-

und Ge räusch dämp -fung

● Gute Aufnahme vonLateralbewegungen

● Kaum Druckverlust(auch ohne Leit rohr)

● Strömungsrichtungbeliebig

● Geringe Rückstell kräf - te auf die Fest punkte

● Großer Dehnungs aus - gleich bei klein er Länge

● Große Lebens dau erbei Wechsel be lastung

● Elastomerkompen -sator en verschleiß -anfällig und für hoheDrücke und Tempera-turen un geeig net

● Gewebekompen -satoren i. Allg. nur fürGase

● Alterung der Elas t o-mere

Stopfbuchsen

bzw. Gleitrohr-

kompen sator

Bis ca. DN 800, inBehälterwänden bis> DN 1200

Extrem hohe Drückemöglich

Bis ca. 350 °C, wegenAbdichtungsproble-men meist weniger

Gering

Gering (meist ver-nachlässigbar)

● Ausgleich relativgroßer Dehnungenmöglich

● Geringer Platzbedarf● Geringer Druckver-

lust● Günstig bei hoher

Ab rasion, da Wand-dicke und Materialfrei wählbar

● Günstig bei großerchemischer Bean-spruchung auf grundrelativ freier Mate -rialauswahl

● Hohe Drücke mög-lich

● Wartung erforderlich

● Keine Lateral- undAngularbewegung möglich

● Strömungsrichtungfestgelegt

Kompen-sator typ

Bild

Nennwei ten

Nenndrücke

Betriebs -tempera-turen

Platzbedarf

Druckverlust

Vorteile

Nachteile


1,4

1,2

0,8

1,0

0,6

0,4

0,2

0

-0,2

-0,4

-0,6

-0,8

-1,00 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

{

{a

{a

{d {d

Vd•

V•

Va•

V•Vd

•

Va•

Va•

V•

/

å = 45}å å

1,4

1,2

0,8

1,0

0,6

0,4

0,2

0

-0,2

-0,4

-0,6

-0,8

-1,00 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0

{

{a

{a

{d {d

Vd•

V•

Va•

V• Vd

•

Va•

Va•

V•

/

195

Druckverlustzahlen von Formstücken


4

Bei den folgenden Angaben handelt es sich um die in der technischen Literatur und in Firmenunterlageni. Allg. angegebenen Richtwerte für Druckverlustzahlen Ω. Es ist zu bedenken, dass im speziellen Fall dieseDruckverlustzahlen auch höher sein können, etwa bei starken Ablagerungen und Korrosionsschäden inFormstücken oder bei strömungstechnisch ungünstig ausgeführten Bauformen.

Die Berechnung des Druckverlustes erfolgt nach der Formel ¤p = Ω · ® · v2/2, mit ¤p in Pa, Dichte ® in kg/m3

und Strömungsgeschwindigkeit v in m/s.

T-Stücke Rohrverzweigungen und Rohrvereinigungen

Krümmer Kniestücke

Krümmersysteme

Näherungsweise gilt für von 90° abweichendeKrümmer:

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

LLänge derRohrachse

{u für raueRohre mit å=90}

{ges={u+¬•Ld

R

å

d

{u für glatteRohre mit å=90}

{u

R/d

raues Rohr

glatte

s Rohr

å0} 10} 20} 30} 40} 50} 60} 70} 80} 90}

0,2

0

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

å

{ges={u+¬•Ld

{u

Ω = 1,2 · Ω90°

bis 2 · Ω90°

Ω = 1,4 · Ω90°

bis 4 · Ω90°

Ω = 1,6 · Ω90°

bis 3 · Ω90°

Ωuå = �9å0°� · Ωu90°


NPSH-Wert


214

4

Für das kavitationsfreie Arbeiten einer Pumpe (d. h. ohne störende und schädigende Dampf blasen bildung)gilt die Bedingung:

bzw. sicherer:

Dabei gilt:

oder

In beiden Formeln gilt + z für Zulaufbetrieb und –z für Saugbetrieb

Für Saugbetrieb und UA1 ≈ 0 im Saugbehälter:

Für Zulaufbetrieb und UA1 ≈ 0 im Zulaufbehälter:

Näherungsgleichungen zur Ermittlung von NPSHR bei Kreiselpumpen:

nach VDMA

oder etwas genauer:

nach Thoma

n in 1/min!

Genaue Werte erhält man vom Pumpenher-steller (Pumpenkennlinien nach Prüfstandslauf)

NPSH Netto positive Saughöhe (Netto-Energiehöhe,d. h. absolute Energie- bzw. Druckhöhe abzüg-lich der Verdampfungs druckhöhe im Eintritts -querschnitt der Pumpe) in m

NPSHA Vorhandene NPSH (von Seiten der Anlage) in m

NPSHR Erforderliche NPSH in m (kleinster NPSH-Wert,bei dem Kavitationswirkungen noch vermie-den werden können)

z1 Höhenlage des Eintritts der Pumpe, bezogenauf die Bezugsebene durch die Pumpe (z. B.Lauf radmittelpunkt) in m

zA1 Höhenlage des Eintritts der Anlage, bezogenauf die Bezugsebene durch die Pumpe (z. B.Lauf radmittelpunkt) in m

p1 Eintrittsdruck (Überdruck) der Pumpe (in Höhevon z1) in Pa

pA1 Eintrittsdruck (Überdruck) der Anlage (in Höhevon zA1, also über dem Flüssigkeits spiegel) in Pa

pamb Luftdruck in der Umgebung der Pumpe in Pa

pv Dampfdruck bzw. Sättigungsdruck der Förder -flüssigkeit (absolut) bei ge gebener Tem pe -ratur am Eintritt in Pa

® Dichte der Förderflüssigkeit in kg/m3

g Fallbeschleunigung in m/s2 (g = 9,81 m/s2)

U1 Mittlere Geschwindigkeit im Eintritt der Pum-pe in m/s

UA1 Mittlere Geschwindigkeit im Eintritt der An -lage (z. B. im Ansaug- bzw. Zulauf behälter) in m/s

HJA1–1 Eintrittsseitige Verlusthöhe (vom Eintritts quer -schnitt der Anlage bis zum Eintritts querschnittder Pumpe) in m

n Drehzahl in 1/s (für die Berechnung von nq in1/min)

Q Förderstrom (Volumenstrom) in m3/s

nq Spezifische Drehzahl in 1/min

Hopt Bestförderhöhe (Förderhöhe der Pumpe imPunkt des besten Wirkungsgrades) in m

Qopt Bestförderstrom (Förderstrom im Punkt desbesten Wirkungsgrades) in m3/s

NPSHA ≥ NPSHR

NPSHA ≥ NPSHR + 0,5 m

NPSHA = ±zA1+�pA1+

®p

·a

gmb–pv� + �

2U

·

2A

g1

� –HJA1–1

NPSHA = – zA1 + �pA1 +

®p

·am

gb – pv

� – HJA1–1

NPSHA = + zA1 + �pA1 +

®p

·am

gb – pv

� – HJA1–1

NPSHA = ± z1 + �p1 + p

®a

·m

gb – pv� + �

2U·12

g�

NPSHA = 0,0014 · nq1,33

nq = n · yQopt��H opt

0,75

NPSHR = (0,3…0,5) · n · yQ�

zA1

P1

Saugbetrieb ZulaufbetriebpA1

pA1

zA1


245

Absorption

Thermisches Trennen VT

4

Die folgenden Ausführungen gelten für den Fall, dass aus einem binären Gasgemisch (Trägergas mit nureiner Fremdkomponente, dem Absorptiv, beladen) das Absorptiv mit Hilfe eines Lösemittels (Solvent,Absorbens oder Aufnehmerphase) absorbiert wird. Dabei wird von großer Verdünnung (wie in der Praxismeist üblich) ausgegangen.

Die zum Erreichen einer bestimmten Endbeladung im Trägergas erforderliche theoretische Trennstufen-zahl entspricht der Anzahl der Stufen zwischen Gleichgewichtskurve und Bilanzgerade im DiagrammΩAS = f (ΩAG).

Gleich-gewichtskurve

Bilanzgerade

P1({AG,aus/ {AS,ein)

P2({AG,ein/ {AS,aus)

P3 ({AG,ein/ {AS,aus,max)

1

2

3{AS

{AG

Gleichgewichtskurve

Die Gleichgewichtskurve wird aus experimentel-len Daten erstellt oder aus den mit folgender For-mel ermittelten Werten:

Ist die Henry-Konstante H nicht bekannt, kann sieaus dem bunsenschen Absorptionskoeffi zientenå berechnet werden:

Bilanzgerade

Die Bilanzgerade wird zwischen den Punkten P1und P2 gezogen. Da in der Praxis im Allgemeinendie Punkte ΩAG,ein, ΩAG,aus und ΩAS,ein bekannt sind,muss ΩAS,aus berechnet werden:

ΩAG = �mm

A

G

G� ΩAS = �

mm

A

S

S�

H = �1 + �22

å,4

·1M4 ·

S

®S�� · 1,013

und

mit

ΩAS Massenverhältnis Absorptiv zu Lösemittel(Solvent) (ohne Einheit)

ΩAG Massenverhältnis Absorptiv zu Trägergas(ohne Einheit)

MA Molare Masse des Absorptivs in kg/kmol

MS Molare Masse des Lösemittels (Solvents) in kg/kmol

MG Molare Masse des Trägergases in kg/kmol

p Gesamtdruck in der Absorptionsanlage in bar

H Henry-Konstante in bar

mAG Masse Absorptiv im Trägergas in kg

mAS Masse Absorptiv im Lösemittel (Solvent) in kg

mG Masse Trägergas in kg

mS Masse Lösemittel (Solvent) in kg

®S Dichte des Lösemittels (Solvents) in kg/m3

å Bunsenscher Absorptionskoeffizient in m3/m3

(gibt an, wie viel m3 Absorptiv, auf p = 1,013 bar und « = 0 °C berechnet, sich bei der gegebenen Temperatur in V = 1 m3

Lösemittel bei p = 1 bar Druck lösen)

mG Massenstrom Trägergas in kg/s

mS Massenstrom Lösemittel (Solvent) in kg/s

~ Verhältnis Massenstrom Lösemittel zu Massenstrom Trägergas (ohne Einheit)

Indizes:ein Eintritt in die Anlageaus Austritt aus der Anlagemax Maximaler Wertmin Minimaler Wert

Das Mindestverhältnis von Lösemittel zu Träger gasbeträgt:

In der Praxis wird im Allgemeinen gewählt:~ = 1,3 ... 1,6 · ~min

~min = ��mm

G

S��min

= ΩAG,ein – ΩAG,aus

��ΩAS,aus,max – ΩAS,ein

ΩAS =�MM

A

S� · p · ΩAG

��

�ΩAG + �MM

G

A�� · H – p · ΩAG

ΩAS, aus = �mm

G

S� · ΩAG, ein + ΩAS, ein – �

mm

G

S� · ΩAG, aus


279

Eigenschaften von Apparatewerkstoffen (Fortsetzung)

Werkstoffe WK

5

Maximale Spezi- Thermi- Spezi-Werkstoff- Anwen- fischer Wärme- scher fische Elasti-Nummer Dichte dungs- elektr. leit- Längen- Wärme- zitäts- Zug-

(nach DIN) tempe- Wider- fähig keit ausdeh- kapazität modul festigkeitund ratur stand nungsko-

Kurzname effizient (Kursiv: ® «max ® ¬ å c E Rm

neue Bezeichnung) kg/m3 °C 10 –6 „ · m W/(m · K) 10 –6 1/K J/(kg · K) N/mm2 N/mm2

Stähle, nichtrostend (Fortsetzung)

1.4004 7950 400 (800) 0,75 15 16,5 500 200000 490 – 690

X 2 CrNiMo 17 13 2 Beständig gegen nicht oxidierende Säuren, z.B. Essigsäure, Weinsäure, Phos -(V4A) phorsäure und Schwefelsäure, gegen chloridhaltige Medien, gegen Lochfraß und bzw. gegen interkristalline Korrosion. Für Rohre, Kompensatoren, Transport- und Lage r -

XCrNiMo17-12-2 behälter für aggressive Medien u. Ä. Einsatz in der chemischen und pharmazeuti-schen Industrie, in der Textilveredlung und in Molkereien und Färbereien. Hoch -glanzpolierbar.

1.4429 7980 400 0,75 15 16,5 500 200000 580 – 800

X 2 CrNiMoN 17 13 3 Gut beständig gegen interkristalline Korrosion. Für Rohre, Druckbehälter und Appa -bzw. rate erhöhter chemischer Beständigkeit in der chemischen, pharmazeutischen,

X2CrNiMoN17-13-3 Textil- und Kunstfaserindustrie, ferner in der Zellstoff- und Zelluloseverarbeitung.Hoch glanzpolierbar.

1.4435 7980 400 (800) 0,75 15 16,5 500 200000 490 – 690

X 2 CrNiMo 1814 13 Erhöhte Beständigkeit gegen nicht oxidierende Säuren, chloridhaltige Medien, (V4A) geschweißte Teile und Lochfraß und gut beständig gegen interkristalline Korrosion. bzw. Für Rohre, Apparate und allgemein geschweißte Anlagenteile. Häufiger Werkstoff

X2CrNiMo18-14-13 in der chemischen Industrie, daneben in der pharmazeutischen, der Kunstfaser-, derZellstoff- und der Textilindustrie. Hochglanzpolierbar.

1.4439 8020 400 0,85 14 16,5 500 200000 580 – 800

X 2 CrNiMoN 17 13 5 Erhöhte Beständigkeit gegen organische und nicht oxidierende anorganische Säu-bzw. ren, auch bei höherer Temperatur und Konzentration an Chloridionen. Gut be-

X2CrNiMoN17-13-5 ständig gegen Lochfraß und interkristalline Korrosion. Unempfindlich gegen Spalt-und Spannungsrisskorrosion. Für Rohre, Wärmeaustauscher und SO2-Rauch -gaswäscher. Einsatz in der chemischen, der Zellulose-, der Papier- und der Foto -industrie. Hochglanzpolierbar.

1.4460 7700 350 0,75 15 11,5 500 206000 600 – 900

X 4 CrNiMoN 27 5 2 Gute mechanische Eigenschaften und wenig empfindlich gegen Spannungs- und bzw. Schwingungsrisskorrosion. Gut beständig gegen Seewasser. Geeignet für Bauteile,

X3CrNiMoN27-5-2 die einer hohen chemischen und mechanischen Beanspruchung ausgesetzt sind, z. B. Verdichterbauteile bei aggressiven Gasen und bei Pumpen. Einsatz in der che-mischen und der Papierindustrie, ferner in Färbereien und in der Petrochemie.

1.4462 7800 300 0,8 16 – 17 12,0 450 206000 600 – 900

X 2 CrNiMoN 22 5 3 Gute Beständigkeit gegen chloridhaltige Medien und weitgehend unempfindlich bzw. gegen Lochfraß, Spannungsriss- und interkristalline Korrosion sowie gegen

X2CrNiMoN22-5-3 Wasserstoffversprödung in H2S-haltigen Medien. Gute mechanische Eigenschaften.Für Druckbehälter (bis 280 °C), Wärmeaustauscher, Rohre, Pumpen, Verdichter,Separatoren, Armaturen und Lagerbehälter u. Ä. Einsatz in der chemischen undpetrochemischen Industrie, in der Papierindustrie und in der Meerwasser ent -salzung. Polierfähig.

1.4539 8000 400 (800) 0,85 – 0,9 12 15,8 460 195000 520 – 720

X 1 NiCrMoCu 25 20 5 Hochsäurebeständig, z.B. gegen Schwefel-, Phosphor-, Essig- und Salzsäure, bzw. gegen Mischsäuren und gegen chlorid- und fluoridhaltige Säuren. Hohe Beständig-

X1NiCrMoCu25-20-5 keit gegen Lochfraß und Spannungsrisskorrosion, nicht anfällig gegen interkristalli-ne Korrosion. Für Rohre, Druckbehälter, Wärmeaustauscher u. Ä. in der chemischenund petrochemischen Industrie, in der Rauchgasentschwefelung, der Kunst dünger -erzeu gung, der Meerwasserentsalzung und der Kunststoff- und Zellu loseindustrie.Hoch glanzpolierbar.


329

6

Grafische Symbole (Bildzeichen) (Fortsetzung) (nach DIN EN ISO 10 628, 03.01)

Fließschemata verfahrenstechnischer Anlagen TZ

Ausgewählte grafische Symbole aus der Nebenreihereihe (Fortsetzung)

Grafisches Symbol Bedeutung Grafisches Symbol Bedeutung

Pumpen, Verdichter und Ventilatoren

Mischer

Rotationsverdichter, Wälzkolbenvakuumpumpe

Drehschieberverdichter, Drehschiebervakuum-pumpe

Flüssigkeitsringverdichter,Flüssigkeitsringvakuum-pumpe

Axialventilator

Rührer

Mischstrecke, statischer Mischer

Ankerrührer

Kreuzbalkenrührer

Gitterrührer

Wendelrührer

Impellerrührer

Blattrührer

Propellerrührer

Scheibenrührer

Kreiselrührer

Kreiselpumpe

Verdrängerpumpe, allgemein

Strahlflüssigkeitspumpe

Hubkolbenpumpe

Membranpumpe

Zahnradpumpe

Exzenterschneckenpumpe

Schraubenspindelpumpe

Turboverdichter, Turbovakuumpumpe

Verdrängerverdichter, Verdrängervakuumpumpe, allgemein

Hubkolbenverdichter, Hubkolbenvakuumpumpe

Hubkolben-Membran-verdichter, Membranvakuumpumpe

Strahlverdichter, Treibmittelvakuumpumpe

Schraubenverdichter

Radialventilator


Temperaturmessung (Fortsetzung)

Industrielle Messtechnik MSR

342

7

Grundwerte und Grenzabweichungen von Widerstandsthermometern (DIN EN 60 751, 2009-05)

Pt 100 Nennwert: R0 = 100 „ bei « = 0 °C Werkstoff: Platin

Widerstand R « in „ bei der Messtemperatur « in °C:

Bereich: – 200 °C bis 0 °C: R« = R0 [1 + A · « + B · «2 + C · (« – 100 °C) «3]

Bereich: 0 °C bis 850 °C: R« = R0 [1 + A · « + B · «2 ]

Genauigkeitsklassen:

Thermometer

KlasseGültigkeitsbereich in °C

Grenzabweichung ¤« in °CDrahtgewickelte Widerstände Schichtwiderstände

AA – 50 … + 250 0 … + 150 ± (0,1 + 0,0017 · | « |)

A – 100 … + 450 – 30 … + 300 ± (0,15 + 0,002 · | « |)

B – 196 … + 600 – 50 … + 500 ± (0,3 + 0,005 · | « |)

C – 196 … + 600 – 50 … + 600 ± (0,6 + 0,01 · | « |)

Messwiderstände

Klasse Gültigkeitsbereich in °C Klasse Gültigkeitsbereich in °C Grenzabweichung ¤« in °C

W 0,1 – 100 … + 350 F 0,1 0 … + 150 ± (0,1 + 0,0017 · | « |)

W 0,15 – 100 … + 450 F 0,15 – 30 … + 300 ± (0,15 + 0,002 · | « |)

W 0,3 – 196 … + 660 F 0,3 – 50 … + 500 ± (0,3 + 0,005 · | « |)

W 0,6 – 196 … + 660 F 0,6 – 50 … + 600 ± (0,6 + 0,01 · | « |)

Identifikation und Kennzeichnung der Thermometer:

z.B. Obere Temperaturbereichsgrenze

Untere Temperaturbereichsgrenze

4-Leiter-Anschluss

Genauigkeitsklasse A für – 100 °C bis + 450 °C

Nennwiderstand: R0 = 100 Ω

1 Messwiderstand

1 x Pt 100 / A / 4 / – 150 / + 500

Ni 100 Nennwert: R0 = 100 „ bei « = 0 °C Werkstoff: Nickel

Widerstand R« in „ bei der Messtemperatur « in °C:

R« = 100 „ · (1 + 0,5485 · 10–2 · « + 0,665 · 10–5 · «2 + 2,805 · 10–11 · «4 – 2 · 10–17 · «6)

Grenzabweichung ¤« in °C: Für – 60 °C ≤ « ≤ 0 °C gilt ¤« = ± (0,4 + 0,028 · | « |)

Für 0 °C ≤ « ≤ 250 °C gilt ¤« = ± (0,4 + 0,007 · | « |)

Temperatur Grundwert Grenzabweichung Temperatur Grundwert Grenzabweichung

« in °C R« in „ ¤« in °C ¤R in „ « in °C R« in „ ¤« in °C ¤R in „

– 60 69,5 ± 2,1 ± 1,0 100 161,8 ± 1,1 ± 0,7

– 30 84,1 ± 1,2 ± 0,7 150 198,6 ± 1,45 ± 1,2

0 100,0 ± 0,4 ± 0,2 200 240,7 ± 1,8 ± 1,6

50 129,1 ± 0,75 ± 0,5 250 289,2 ± 2,1 ± 2,2

-400 -200 0 200 400 600 1000°C0

100200300

500Pt100Ø

ª ª

R123

5

-400 -200 0 200 400 600 1000°C

Pt100/B

#ª

°C

0

Ni100 Ni100

Pt100/A

07 TB Chemie 339-386_07 TB Chemie 303-344 12.07.11 08:59 Seite 342

Kennbuchstaben für PCE-Kategorien und PCE-Verarbeitungsfunktionen

Bedeutung als Erstbuchstabe Bedeutung als Folgebuchstabe(PCE-Kategorie) (PCE-Verarbeitungsfunktion)

A Analyse Alarm, Meldung

B Flammenüberwachung Beschränkung, Eingrenzung

C – (Vom Anwender zu definieren) Regelung

D Dichte Differenz

E Elektrische Spannung –

F Durchfluss Verhältnis

G Abstand, Länge, Stellung —

H Handeingabe, Handeingriff (für alle Eingriffe und Oberer Grenzwert, an, offenEingaben durch den Menschen)

I Elektrischer Strom Analoganzeige

J Elektrische Leistung –

K Zeitbasierte Funktion –

L Füllstand Unterer Grenzwert, aus, geschlossen

M Feuchte –

N Motor –

O – (Vom Anwender zu definieren) Lokale oder PCS-Statusanzeige von Binärsignalen(PCS = Prozessleitsystem)

P Druck –

Q Menge oder Anzahl Integral, Summe

R Strahlungsgrößen Aufgezeichneter Wert

S Geschwindigkeit, Drehzahl, Frequenz Binäre Steuerungs- oder Schaltfunktion (nichtsicherheitsrelevant)

T Temperatur –

U – (Erstbuchstabe für PCE-Leitfunktion) –

V Schwingung –

W Gewicht, Masse, Kraft –

X Für beliebige nicht aufgelistete Bedeutungen, die Für beliebige nicht aufgelistete Bedeutungen, dienur einmal oder begrenzt verwendet werden (so- nur einmal oder begrenzt verwendet werdenwohl als Erst- als auch als Folgebuchstabe) (sowohl als Erst- als auch als Folgebuchstabe)

Y Stellventil Rechenfunktion

Z – (Vom Anwender zu definieren) Binäre Steuerungs- oder Schaltfunktion (sicherheits-relevant)

371

7

Darstellung von Aufgaben der Prozessleittechnik (Forts.) nach DIN EN 62424, 2010-01)

Prozessleittechnik MSR

Bei Kombinationen von PCE-Verarbeitungsfunktionen gilt die Reihenfolge: F, B, D, Q, Y, X, C. Die Buchsta-ben I und R beziehen sich auf das Ergebnis der vorangehenden Verarbeitungsfunktion).

Kennbuchstaben der PCE-Kategorie und PCE-Verarbeitungsfunktionen für Aktoren

Beispiele:

Stellarmatur mit Auf/Zu- An/Aus-Motor-Schaltung Funktion und Auf/Zu-Anzeige an einem Rührbehälterin einem zentralen Leitstand von einem zentralen Leit-(Teil einer Durchfluss- stand aus.regelung).

Buch-staben Bedeutung

YS Auf/Zu-Ventil

YC Stellarmatur

YCS Stellarmatur mit Auf/Zu-Funktion

YZ Auf/Zu-Ventil (sicherheits-relevant)

YIC Stellarmatur mit kontinuierli-cher Stellungsanzeige

NS An/Aus-Motor

NC Motorsteuerung

NSM05 MOH

OL

YCSA12


381

7

Bezeichnungen und grafische Symbole

GRAFCET-Funktionsplan (Fortsetzung) (nach DIN EN 60848, 04.2002)

Prozessleittechnik MSR

Bezeichnung Symbol/Beispiele Bemerkung

Mehrere gleichzeitigeAktionen

Kontinuierlich wirkende Aktion

Aktion mitZuweisungs -bedingung

SpeicherndeAktion bei Aktivierung desSchrittes

SpeicherndeAktion bei Deaktivierungdes Schrittes

An einen Schritt können mehrere Aktionenangeschlossen sein (die Anordnung ent-spricht nicht einer zeitlichen Reihenfolge!)

Im Bild links sind einige Alternativen derAnordnung gezeigt.

Solange der zugeordnete Schritt (hierSchritt 120) aktiviert ist, wird der beschrie-benen Variablen (hier Magnetventilstellung)der Wert 1 (TRUE) zugewiesen (das Magnet-ventil ist geöffnet).

Der in der Aktion genannten Variablen (Ven-tilstellung Ventil 003) wird nur dann derWert 1 (TRUE = Ventil offen) zugewiesen(die Aktion findet nur dann statt), wennzusätzlich zum Schritt die Zuweisungsbe-dingung erfüllt ist (hier Bedingung P03, z.B.P03 = Pumpe läuft). Andernfalls erhält dieVariable den Wert 0 (FALSE = Ventilgeschlossen), obwohl der Schritt (hierSchritt 14) aktiv ist.

Zum Zeitpunkt der Aktivierung des Schritts(steigende Flanke ⇒ Pfeil nach oben ↑) wirdder beschriebenen Variablen (hier Rührmo-tor) der angegebene Wert zugewiesen. DerWert bleibt so lange gespeichert, bis erdurch eine andere Aktion überschriebenwird.

Im Beispiel wird bei Aktivierung des Schritts3 der Rührmotor 1M eingeschaltet.

Zum Zeitpunkt der Deaktivierung desSchritts (fallende Flanke ⇒ Pfeil nach unten↓ ) wird der beschriebenen Variablen (hierRührmotor) der angegebene Wert zugewie-sen. Der Wert bleibt so lange gespeichert,bis er durch eine andere Aktion überschrie-ben wird.

Im Beispiel wird bei Deaktivierung desSchritts 11 der Rührmotor 1M abgeschaltet.

7 V001

V002

V003

7 V001

V002

V003

7 V001 V002

120 Magnetventil

14 V003

P03

3 1M:=1

11 1M:=0


404

8

Gefahrstoff Grenzwert Grenzwertin mL/m3 in mg/m3 Gefahrstoff Grenzwert Grenzwert

in mL/m3 in mg/m3

Gefahrstoffliste (TRGS 900) (Fortsetzung) (Stand: Januar 2006)

Gefahrstoffe AS

Hexamethylen-1,6-diisocyanat 0,005 0,035n-Hexan 50 1801-Hexanol (langkettige Alkohole) 50 210Hexan-2-on 5 212-Hexyldecan-1-ol (langkettige Alkohole) 20 200Hydrogenazid 0,1 0,18Hydrogenchlorid 2 32-(2-(2-Hydroxyethoxy)-ethyl)-2-aza-bicyclo[2.2.1]heptan 0,5 54-Hydroxy-4-methyl-pentan-2-on 20 96Isobutan 1000 2400Isobutylchlorformiat 0,2 1,13-Isocyanatmethyl-3,5,5-trimethyl-cyclohexylisocyanat 0,005 0,046Isopentylacetat 50 270Isopropenylacetat 10 462-Isopropoxy-ethanol 5 22Isotridecan-1-ol (langkettige Alkohole) 20 164Isovaleraldehyd 10 39Kieselglas 0,3 AKieselgur, gebrannt und Kieselrauch 0,3 AKieselgur, ungebrannt 4 EKieselgut 0,3 AKieselsäuren, amorphe 4 EKohlenstoffdioxid 5000 9100Kohlenstoffmonoxid 30 35Kohlenstofftetrachlorid 0,5 3,2Malathion (ISO) 15 EMaleinsäureanhydrid 0,1 0,41Mangan und seine anorganischen Verbindungen 0,5 EMecrilat 2 9,2Mesitylen 20 100Methanol 200 270Methanthiol 0,5 1Methoxychlor (DMDT) 15 EMethoxyessigsäure 5 192-Methoxy-ethanol 5 162-Methoxyethyl-acetat 5 25(2-Methoxymethyl-ethoxy)propanol (Isomerengemisch) 50 3102-Methoxy-1-methyl-ethylacetat 50 2701-Methoxy-2-propanol 100 3702-Methoxypropanol 5 19

2-Methoxypropylacetat 5 28Methylacetat 200 610Methylacrylat 5 18Methylamin 10 13N-Methylanilin 0,5 2,22-Methyl-2-azabicyclo[2.2.1]-heptan 5 20Methylbutan 1000 30002-Methylbut-3-en-2-ol 0,6 22-Methylbut-3-in-2-ol 0,9 31-Methylbutylacetat 50 2702-Methylbutylacetat 50 270Methylchloracetat 1 4,5Methyl-chlorformiat 0,2 0,78Methylcyclohexan 200 8104,4'-Methylendiphenyl-diisocyanat 0,05Methylformiat 50 1205-Methyl-3-heptanon 10 535-Methylhexan-2-on 20 95Methylisocyanat 0,01 0,024Methyl-methacrylat 50 2102-Methylpentan 200 7203-Methylpentan 200 7204-Methyl-pentan-2-ol 20 854-Methylpentan-2-on 20 834-Methyl-m-phenylen-diisocyanat 0,005 0,0352-Methyl-m-phenylen-diisocyanat 0,005 0,0352-Methylpropan-1-ol 100 3102-Methylpropanol-2 20 62N-Methyl-2-pyrrolidon (Dampf) 20 82Mevinphos (ISO) 0,01 0,093Morpholin 10 361-Naphthylamin 0,17 1 E1,5-Naphthylendiisocyanat 0,05Natriumazid 0,2Nitroethan 100 3101-Nitropropan 25 92Norfluran 1000 4200Octadecan-1-ol (langkettige Alkohole) 20 224Octan (alle Isomeren außer Trimethylpentan-Isomere) 500 2400Octan-1-ol (langkettige Alkohole) 20 1062-Octyl-2H-isothiazol-3-on 0,05 E2,2'-Oxydiethanol 10 44Paraquatdichlorid 0,1 E


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Tabellenbuch Chemietechnik - Bierwerth, ReadingSample · Tabellenbuch Chemietechnik Daten - Formeln - Normen - Vergleichende Betrachtungen von Walter Bierwerth 1. Auflage Tabellenbuch