Lehrinhalte
Die Prozess- und Anlagendynamik behandelt die Grundlagen der Modellierung verfahrenstechnischer Prozesse. Hierzu wird eine Modellierungssystematik basierend auf der first-principles Modellierung eingeführt und anhand von Beispielen aus der verfahrenstechnischen Praxis angewendet. Zunächst werden Modelle für stationäre Prozesse aufgestellt, bevor die dynamische Prozessmodellierung mittels reiner Differentialgleichungssystemen und Differential-Algebra-Systemen vorgestellt wird. Für behandelte Modellstrukturen werden gängige Lösungsverfahren vorgestellt und direkt auf erstellte Modelle angewendet. Darüber hinaus werden Prozessdynamik sowie die Entwicklung von Regelungskonzepten behandelt.
Die Vorlesung behandelt im Detail:
- Definitionen von Prozess und Modellen
- Entwicklung einer allgemeingültigen Modellierungssystematik
- stationäre und dynamische Modellierung von typischen verfahrenstechnischen Units
- Betrachtung und Anwendung flussgetriebener, druckgetriebener sowie Nichtgleichgewichtsmodellierung
- Analyse und Lösung von AE, ODE sowie DAE Gleichungssystemen
- Freiheitsgradanalyse und Aufbau von Prozesssimulationen
- datengetriebene Modellierung
- Analyse der Prozessdynamik und Einfluss von Reaktionen, Wärmerückgewinnungen und Recycleströmen
- Anlagenweite Automatisierungskonzepte
Übungsinhalte:
- Umsetzung der Vorlesungsinhalte in vollständigen Beispielen zur Prozessmodellierung
- Anwendung und Vertiefung der Modellierungssystematik
- Prozesse: Mixer, Splitter, CSTR, SBR, Flash, Rektifikationskolonne
- Herleitung, Aufbau und Anwendung von Lösungsverfahren für erhaltene Gleichungssysteme
- Umsetzung von Prozesssimulationen in Matlab
