30
Anhang Anhang I Die lineare Differentialgleichung 1. Ordnung Lineare Differentialgleichungen der Form : + P(x) y + Q(x) = 0, (Al-l) worin P(x) und Q(x) Funktionen von x bezeichnen, kommen sehr häufig vor. Ist in dieser Differentialgleichung Q(x) = 0, so heißt die Gleichung homogen, sonst inhomogen. In der homogenen Gleichung : + P(x)y=O, lassen sich die Variablen trennen: dy + P(x) dx = 0. y Das allgemeine Integral von Gl. (AI-3) lautet: y=ce-/P(x)dx, worin c die Integrationskonstante ist. (AI-2) (AI-3) (AI-4) Die inhomogene Differentialgleichung soll nun durch "Variation der Konstan- ten" gelöst werden. Der Grundgedanke dieser Methode ist, daß man dem Integral der inhomogenen Gleichung die gleiche Form wie demjenigen der homogenen Glei- chung zu geben sucht; dazu setzen wir y=c(x)e-/P(x)dx, (AI-5) wobei c(x) nun eine noch zu bestimmende Funktion von x ist. Dann ergibt die Differentialgleichung (Al-l): c'(x) e- /P(x)dx + Q(x) = 0 (AI-6)

Anhang978-3-662-10230... · 2017. 8. 23. · Anhang Anhang I Die lineare Differentialgleichung 1. Ordnung Lineare Differentialgleichungen der Form : + P(x) y + Q(x) = 0, (Al-l) worin

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Anhang

Anhang I

Die lineare Differentialgleichung 1. Ordnung

Lineare Differentialgleichungen der Form

: + P(x) y + Q(x) = 0, (Al-l)

worin P(x) und Q(x) Funktionen von x bezeichnen, kommen sehr häufig vor. Ist in dieser Differentialgleichung Q(x) = 0, so heißt die Gleichung homogen,

sonst inhomogen. In der homogenen Gleichung

: + P(x)y=O,

lassen sich die Variablen trennen:

dy + P(x) dx = 0. y

Das allgemeine Integral von Gl. (AI-3) lautet:

y=ce-/P(x)dx,

worin c die Integrationskonstante ist.

(AI-2)

(AI-3)

(AI-4)

Die inhomogene Differentialgleichung soll nun durch "Variation der Konstan­ten" gelöst werden. Der Grundgedanke dieser Methode ist, daß man dem Integral der inhomogenen Gleichung die gleiche Form wie demjenigen der homogenen Glei­chung zu geben sucht; dazu setzen wir

y=c(x)e-/P(x)dx, (AI-5)

wobei c(x) nun eine noch zu bestimmende Funktion von x ist. Dann ergibt die Differentialgleichung (Al-l):

c'(x) e-/P(x)dx + Q(x) = 0 (AI-6)

Page 2: Anhang978-3-662-10230... · 2017. 8. 23. · Anhang Anhang I Die lineare Differentialgleichung 1. Ordnung Lineare Differentialgleichungen der Form : + P(x) y + Q(x) = 0, (Al-l) worin

436

bzw.

c'(x) = _ Q(x) efP(x)dx.

Aus GI. (AI-7) folgt durch Integration:

c(x)=-J Q(x)efP(x)dxdx+C.

Anhang

(AI-7)

(AI-8)

Durch Einsetzen dieser Gleichung in GI. (AI-5) erhält man das allgemeine Integral der inhomogenen Differentialgleichung (Al-l):

y=-e-fP(x)dx J efP(x)dxQ(x)dx+Ce-fP(x)dx.

Anhang II

Die lineare homogene Differentialgleichung 2. Ordnung mit konstanten Koeffizienten

In der Technik spielt die Differentialgleichung

a d2y + b dy + c y = 0 dx2 dx '

(AI-9)

(AII-1)

in welcher a, b und c konstante Größen sind, eine äußerst wichtige Rolle. Bekanntlich werden alle Schwingungsvorgänge kleiner Amplitude, in erster Linie diejenigen eines Massenpunktes, durch diese Gleichung beschrieben; in diesem Fall ist nämlich a = m die Masse des Punktes, b die Dämpfungskonstante,- c y die Kraft, welche den Punkt an seine Mittellage bindet, y die Entfernung des Punktes von seiner Mittellage und x = t die Zeit.

Die Differentialgleichung (AII-1) ist homogen, da in ihr die unabhängige Variable nicht auftritt. Das Lösungsverfahren, welches übrigens bei allen homoge­nen linearen Differentialgleichungen beliebiger Ordnung mit konstanten Koeffizien­ten dasselbe ist, besteht darin, daß man versuchsweise ansetzt:

(AII-2)

Damit erhält man aus GI. (AII-1):

(AII-3)

Die GI. (AII-3), welche man nach Euler als die "charakteristische Gleichung" bezeichnet, ist für jede Wurzel Ai der Klammer erfüllt. Man erhält die Wurzeln durch Nullsetzen des Klammerausdrucks. Es ist also

(AII-4)

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Anhang 437

Da die Differentialgleichung (AII-I) in der abhängigen Variablen und in ihren Differentialquotienten linear ist, ist auch die Summe mehrere Lösungen wiederum eine Lösung, wovon man sich durch Einsetzen in die Differentialgleichung (AII-I) leicht überzeugt. Man erhält demnach eine mit zwei Konstanten behaftete Lösung der Differentialgleichung (AII-I), welche die allgemeine Lösung darstellt:

(AII-5)

Die beiden Wurzeln /..1 und /..2, die durch Auflösen der charakteristischen Gleichung

(AII-6)

gefunden werden, sind:

(AII-7)

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Literaturverzeichnis

Kapitell

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Kapitel2

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KapitelS

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KapitellO

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Kapitell I

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Kapitel14

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Lehner, Decherna-Monographie Nr. 68, Weinheim: Verlag Chemie 1971, S. 495 7. Haldor Topsoe (Vedback, Dänemark): Südafrik. Pat. 645 279, 1964; Nitrogen 1964, Nr. 31

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Literaturverzeichnis 445

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KapitellS

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2. J. M. Ausman u. C. C. Watson: Chem. Engng. Sei 17, 323 (1962) 3. M. Ishida u. C. Y. Wen: Amer. lnst. Chem. Engineers J. 14, 311 (1968) 4. C. Y. Wen: lnd. Engng. Chem. 60, 34 (1968) 5. W. Fritz: Chemiker-Z. 94, 377 (1970) 6. J. M. Smith: Chemical Engineering Kinetics, 2. Aufl., New York: McGraw-Hill Book

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Kapitel16

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446 Literaturverzeichnis

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Sachverzeichnis

Abbruchsreaktion 404f. - durch Disproportionierung 404, 405,

406 - durch Kombination 404, 405, 406 Abfangen eines durchgehenden Polymerisa-

tionsreaktors 425 Absatzverhältnisse 15 Absatzweiser Betrieb s. Satzbetrieb Abschaltpunkt 19 Abschnittsreaktoren 52, 93, 356fT. - für NH3-Synthese 356fT. Abschreibung 5, 6, 7 Acetylen als Rohstoff 24 -, Diffusionsflammenverfahren 32 -, Hochtemperatur-Pyrolyseverfahren 32 -, Jahresproduktion 12 -, Lichtbogenverfahren 32 -, petrachemische Herstellung 31 -, Plasma-Verfahren 33 -, WulfT-Verfahren 32 Acrylnitril 409, 426, 427 -, Polymerisationswärme 401 Acrylsäure und -ester -, Polymerisationswärme 401 Adiabatische Reaktionsführung

s. Temperaturführung, adiabatische Adiabatische Temperaturerhöhung

bei Polymerisationen 401 Adipinsäure 415 Ähnlichkeitslehre 431 AH-Salz 415 Aktionskonstante 146 Aktive Zentren 350 Aktivierungsenergie 146 -, experimentelle Ermittlung 157 -, scheinbare 329 Aktivität l09f. Allylchlorid-Herstellung im kontinuierlichen Idealkessel

(Rechenbeispiel) 243fT. -, im Idealrohr (Rechenbeispiel) 209fT. Aluminium-Jahresproduktion ll, 12 Amalgam-Verfahren 30, 39,80 -, Optimierung der Stromdichte 39 Ammoniak -, Herstellkosten 20

-, Jahresproduktion 12 -, Oxidation 316, 366 Ammoniak-Oxidation 357 -, Rechenbeispiel 366fT. Ammoniaksynthese 17, 57, 60 -, Abschnittsreaktoren 356 -, Durchsatz als Prozeßvariable 60 -, Optimierung des Synthesedrucks 57 -, Synthesegas 22, 90 Anlagengröße 14, 16 Anlagenmictung 6, 27 Anspringtemperatur 92 Antwortsignal (Verweilzeitverhalten) 280f. Anwendungstechnische Eigenschaften von

Kunststoffen 434 Äquivalent-Reaktionsgeschwindigkeit 144 Arbeitskräftepotential 20 Arrhenius-Beziehung 53, 146 Arrhenius-Parameter 336 Aufenthaltszeit s. Verweilzeit Ausbeute 46 - bei Kreislautrührung 49 -, relative 47 Ausgangssignal (Verweilzeitverhalten)

280f. Auslastung einer Anlage 15, 16, 18 Austragstrom 44 Autokatalytische Reaktion 146 Autoklaven 63, 65 Automatische Steuerung - beim Fließbetrieb 63 - beim Satzbetrieb 63 Axialer Vermischungskoeffizient 289, 291 -, Berechnung 293fT. Azeotrope Mischung

von Copolymeren 409, 426

Backmix reactor s. Idealkessel, kontin. Baschkirow-Oxidation 30 BASF (Bilanz) 4, 5 Batch process s. Satzbetrieb Batteriebetrieb 73 -, Schaltzyklen 74 Beckmann'sche Umlagerung

von Cyclohexanonoxim 27, 77 Begleitstoffe 43

Page 13: Anhang978-3-662-10230... · 2017. 8. 23. · Anhang Anhang I Die lineare Differentialgleichung 1. Ordnung Lineare Differentialgleichungen der Form : + P(x) y + Q(x) = 0, (Al-l) worin

448

Benzol-Jahresproduktion 12 BET-Methode 350 Betriebsbedingungen von Reaktoren 14, 50,

59 -, günstigste 34 Betriebskosten 39 - für Kompression 90 Betriebsweise von Reaktoren -, diskontinuierliche s. Satzbetrieb -, halbkontinuierliche s. Teilfließbetrieb -, kontinuierliche s. Fließbetrieb Betriebszeit eines Satzreaktors 45, 48, 176 Betriebszustände kontinuierlicher Reaktoren -, instationäre 62, 64, 73, 198, 199, 225 -, stationäre 63, 66, 67, 68, 198, 200, 225 Bezugskomponente 45, 96 Bildungsenthalpie 100 Bimolekulare Reaktionen 145 Blasstahlverfahren 65, 78 Bodenstein-Zahl 290, 291, 293, 304, 362 Bodensteinsehe Stationaritäts-

bedingung 405,408 Bruttoreaktionsgeschwindigkeit

(radikal. Polymerisation) 405 BUNA S 69, 76, 236 Butadien -, Jahresproduktion 12 -, Kapazität und Bedarf 19 Butadien-Herstellung - aus Acetylen 24 - aus Butan 73 Butadien -, Polymerisationswärme 401 Butan-Dehydrierung 73 Butyllithium 410

Calciumcarbid 24 Calciumcyanamid 381 E-Caprolactam -, Herstellung 27, 77 -, Polymerisationswärme 401 Chargenbetrieb s. Satzbetrieb Chemical Engineer 1 Chemical Engineering I Chemie-Ingenieurwesen 1 Chemie-Konzerne 7, 8 Chemieproduktion 8, 9 Chemieproduktion -, Preisindex 9, 11 -, wirtschaftliche Grundlagen 3 Chemie-Umsatz 8, 9 Chemische Industrie -, Produkte 11, 12 -, Produktionsumfang 12 Chemische Industriezweige 7 Chemische Kinetik s. Reaktionskinetik

Sachverzeichnis

Chemische Produktion -, wirtschaftliche Grundlagen 3 Chemische Prozeßindustrie 7 -, Produkte 11, 12 Chemische Prozeßstufen -, Variable 42f. -, -, Einfluß auf die Kosten 42ff. Chemische Reaktionstechnik 3, 14, 42 Chemisches Gleichgewicht 105 -, heterogenes 129 Chemisches Potential 106, 107, 108 Chemische Technologie -, beschreibende I Chemisorption 307, 338, 350 Chlor -, Jahresproduktion 12 -, Verbrauch 11 Chloralkali-Elektrolyse 18, 30, 80 -, Optimierung der Stromdichte 39 Chlorierung - flüssiger Kohlenwasserstoffe 64 -, von Ethylen 24 Chloropren -, Polymerisationswärme 401 Chlorwasserstoff-Absorption -, adiabatische 84 Chlorwasserstoff als Nebenprodukt 25, 29,

64 Copolymere -, alternierende 399,400 -, Block- 399,400 -, momentane Zusammensetzung 409 - -, in Abhängigkeit vom Umsatz 426,

427 - Pfropf- 399, 400 - statistische 399, 400 - Zusammensetzung bei kontinuierlicher

Reaktion 428ff. Copolymerisation 408ff. -, azeotropes Monomerengemisch 409,426 -, kontinuierliche 426 -, Styrol/Acrylnitril 409,426 -, technische Reaktionsführung 426 Copolymerisation von Styrol und Butadien

(Rechenbeispiel) 236ff. Copolymerisations-Gleichung 408 Copolymerisations-Parameter 408, 426 Cyclohexan -, Oxidation 28, 30, 50 Cyclohexanol -, Herstellung 30, 50 Cyclohexanon -, Herstellung 28, 30, 50

Damköhler-Zahl 1. Art 228, 304 - für heterogene Reaktion 1. Ordnung 362

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Sachverzeichnis

Damköhler-Zahl 2. Art - für Kugel, irrev. R. I. Ordnung 331, 336 - für Kugel, rev. R. I. Ordnung 333 - für Platte, irrev. R. 1. Ordnung 325 - für Platte, irrev. R. n. Ordnung 324 - für Zylinder, irrev. R. I. Ordnung 333 Dampfbeheizung 86 Definitionen reaktionstechnischer

Grundbegriffe 42 Degressionsexponent 16, 17 Desorption 307, 338, 350 Diaphragma-Verfahren 30 Differentialgleichung -, lineare, I. Ordnung 435 Differentialgleichung -, lineare, homogene, 2. Ordnung 436 Differentialmethode 153 Diffusion -, Knudsen-Diffusion 345 -, normale Gasdiffusion 345 -, Oberflächendiffusion 346 - in Poren 307 Diffusionsgeschwindigkeit in porösen

Feststoffen -, Messung 347 Diffusionskoeffizient -, binärer molekularer 165, 346 - effektiver bei homogenen

Reaktionen 166 -, effektiver innerhalb poröser

Feststoffe 323, 334, 345 ff. -, -, Messung 347f. -, effektiver in poröser Produktschicht 385 -, Knudsenscher 345 Diffusionskontrolle bei radikalischer

Polymerisation 407 Diffusionskontrollierter Temperaturbereich

bei heterogenen Reaktionen 319 Diffusionsmodell 289 -, Berechnung des Umsatzes nach 302 Diffusionsvorgänge (Fest/Fest-Systeme)

308 m-Diisopropylbenzol (Dihydroperoxid) -, Zerfall (Rechenbeispiel) 258 Dimensionsanalyse 431 Dimensionslose Kennzahlen s. Kennzahlen,

dimensionslose Dimethylterephthalat 428 Dioxan, thermische Zersetzung 155 Diphenyl-Mischungen -, Dampfdrücke 86 Diskontinuierliche Betriebsweise

s. Satzbetrieb Diskontinuierliche Polymerisation 415 ff. Disproportionierung

(radikal. Polymerisation) 404, 405 Divergenz 164, 171

Doppelkontaktverfahren 52, 58, 94 Drehrohrofen 23, 64, 80 Druck s. Gesamtdruck Druck, reduzierter 132 Druckeinfluß - auf die Gleichgewichts-

zusammensetzung 126 - auf die Reaktionsenthalpie 130 Druckreaktoren 90 Druckverlust - im Festbett 314 - im Fließbett 314 Düngemittel -, Jahresproduktion 11, 12 Düngemittelfabrik -, optimale Kapazität 21 -, optimaler Versorgungsradius 21, 22

449

Durchfluß-Rührkessel s. Idealkessel, kontin. .Durchgehen" eines Polymerisations-

reaktors 423 ff. Durchmischung der Reaktionsmasse 66, 67,

73 - s.a. Vermischung -, ideale 66, 67, 172,223,229, 273,291 - vollständige 66, 67, 172,223,229,273,

291 Durchsatz 44, 50, 59 -, Einfluß auf die Kosten 59f. -, optimaler 59 Dynamische Stabilität (kontinuierlicher

Idealkessel) 257, 259 Dynamisches Verhalten - kontin. Idealkessel 253ff., 422ff. -, kontinuierlich betriebener

Polymerisationsreaktor 422 ff.

Effektive Reaktionsgeschwindigkeit s. Reaktionsgeschwindigkeit, effektive

Eigenkapitalgeber 3 Eigenkonvektion 135 Eingangssignal (Verweilzeitverhalten)

280ff. Einphasige Reaktionssysteme -, Stoffbilanz 161ff., 164 -, Wärmebilanz 168ff. Einstranganlagen 15, 16, 18, 64 Eisenherstellung durch Reduktion mit

CO 130 Eisenmetallurgie -, Produktionsindex 10 -, Preisindex 11 Elektrische Energie -, Verbund 20 Elektrotechnische Industrie 5 Eley-Rideal-Mechanismus 351 Emissionsverhältnis 142 Emulsionspolymerisation 70,402,430, 431

Page 15: Anhang978-3-662-10230... · 2017. 8. 23. · Anhang Anhang I Die lineare Differentialgleichung 1. Ordnung Lineare Differentialgleichungen der Form : + P(x) y + Q(x) = 0, (Al-l) worin

450

Energiebilanz 169 Energiekosten 5, 6, 7, 63, 64 Energieversorgung 20 Energiezuflihrung, Art der - als Verfahrenskriterium 31 Entropie, partielle molare 108 Erdöl-Erdgas-Industrie -, Produktionsindex 8, 10 Erdölindustrie -, Strahlungs-Konvektions-Röhrenofen 90 Erlös 3, 4, 5, 15, 18f. -, Einflußfaktoren auf 15 Essigsäurethylester -, Herstellung -, - im Satzreaktor (Rechenbeispiel) 183 -, - im Teilfließbetrieb (Rechenbeispiel)

274ff. Essigsäurebutylester - Herstellung -, - im kontin. Idealkessel (Rechenbeispiel)

227f. -, - im Idealrohr (Rechenbeispiel) 202 -, - im Satzreaktor (Rechenbeispiel) 179 Etagenofen 23,80,82 Ethanolamin (Gaswäsche) 306 Ethylen als Rohstoff 24 -, Herstellkosten 16 -, Jahresproduktion 12 -, Kapazitäten und Bedarf 19 -, Polymerisationswärme 401 Ethylenchemie 24 Ethylengeneratoren 90 Ethylenoxid -, Herstellung 29, 91 -, Verbrauch 20

Factorial design 158 Paktorielle Versuchsplanung 158 Fällungspolymerisation 402, 430,431 Fanning friction factor 293 Farbstoffe ll Festbett 313 -, Stoff"übergangsquotienten 320 -, Wärmeübergangsquotienten 320 Festbettreaktoren 64, 74, 78, 354ff. - flir heterogene Katalyse - -, adiabatische Reaktionsflihrung 363ff. - -, Ausflihrungsformen 354ff.

isotherme Reaktionsflihrung 361ff. - -, Oxidation von Ammoniak

(Rechenbeispiel) 366ff. - -, polytrope Reaktionsführung 368ff. - -, -, Temperaturprofile 368, 371, 372 - -, -, Umsatzprofile 372 - -, Stoffbilanz 358ff. - -, Styrol-Herstellung (Rechenbeispiel)

364ff.

- -, Wärmebilanz 361ff. Feststoffe

Sachverzeichnis

-, Reaktionen mit fluiden Stoffen 381ff. Ficksches Gesetz, erstes 165 Filmkondensation 140, 141 Flammenreaktoren 64 Fließbetrieb 43, 62, 63, 65, 81, 82, 84 -, Formen der Reaktionsapparate 64 - mit vollständiger Durchmischung 66,

67, 81 - ohne Durchmischung 66, 67, 81 Fließbett 75, 313 Fließbettreaktor - zur Pyritröstung 23 - zur Spaltung von Harnstoff 27 Fließbettreaktoren 23, 27, 64, 75, 78, 79,

80, 373ff. - flir heterogene Katalyse - -, Blasenmodell 375 - -, Blasenphase 376 - -, Diffusionsmodell 374

Emulsionsphase 374 - -, mathematische Modelle 374f. - - Querstromverhältnis 376ff. - -, Rückvermischung 376 - -, Umsatz 376, 377, 378 - -, Volumen 379 - -, Zweiphasen-Gegenstrommodell 375 - -, zweiphasiges axiales Diffusionsmodell

374 Fließreaktoren 65, 66, 69, 72 - s.a. kont. Idealkessel und Strömungsrohr Flow process s. Fließbetrieb Flugstaubreaktoren 64, 80 Fluide Stoffe -, Reaktionen mit Feststoffen 381ff. Fluid/Feststoff-Reaktionen -, Berechnung von Reaktoren -, - für gleichförmige Zusammensetzung

der fluiden Phase 393 -, - flir veränderliche Zusammensetzung

der fluiden Phase 394 -, - -, Festbettreaktor, Stoffbilanz 394 -, - -, Wanderschichtreaktor, Stoffbilanz

395 -, mathematische Modelle 382, 384 -, Modell mit schrumpfendem Feststoffkern

(kugelförm. Teilchen) 382, 384 -, -, effektive Reaktionsgeschwindigkeit

pro Teilchen 387 - -, geschwindigkeitsbestimmende

Vorgänge 387ff. -, -, Konzentrationsprofil 383 -, -, Umsatz 387ff. Fluidized bed reactor s. Fließbettreaktor Folgereaktionen 47, 151ff. -, Ausbeute 264, 265

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Sachverzeichnis

- im kontin. Idealkessel 242, 243, 265 - im Idealrohr 264, 265 - im Satzreaktor 185 -, optimaler Temperaturverlauf 57 -, optimale mittlere Verweilzeit 264 -, Reaktionsweg 268 -, Selektivität 265, 266, 267 Förderprobleme 63 Formaldehyd-Synthese 83 Formalkinetik 144, 145 Forschung 4, 5, 13 Fouriersches Gesetz, erstes 170 Freie Bildungsenthalpie 113, 114 Freie Enthalpie 106, 107 -, ideales Gas 108 -, reales Gas 109 -, partielle molare 106, 107, 108 -, -, ideale Gasmischung 108 -, -, nicht ideale Gasmischung 109 Freie Enthalpiefunktion 116 Frequenzfaktor (scheinbarer) 146 -, experimentelle Ermittlung 157 Froude-Zahl 433 Fugazität 109 Fugazitäts-Koeffizienten 111, 132 -, Berechnung 119fT. Funktionelle Gruppen bei Stufenreaktionen

412,413 Funktionenoptimierung 36, 55

Gas, ideales 108 Gase, reale 109 -, -, thermische Zustandsgleichung 118fT. Gasmischung, ideale 108 -, reale 109 Gaswäsche 306 Gegenstrom -, stofflicher, bei kontinuierlich betriebenen

~ehrphasenreaktoren 75,76,80 Gesamtdruck als Prozeßvariable 57 Gesamtkosten einer Verfahrensstufe -, ~inimierung 38fT. Geschwindigkeitsausdruck 145 Geschwindigkeitsgleichung 53, 145 Gewinn 3, 4, 15, 18, 19, 34 Glas-Effekt 407 Gleichgewicht, chemisches 105 Gleichgewichte, heterogene 129 Gleichgewichtsausbeute 46 Gleichgewichtskonstante 105, 110 -, Berechnung 105, 113fT. Gleichgewichtskriterium 106 Gleichgewichtsreaktionen s. reversible

Reaktionen Gleichgewichtsumsatz 46 -, Berechnung 123fT. -, Druckeinfluß 126

451

Gleichstrom -, stofflicher, bei kontinuierlich betriebenen

~ehrphasenreaktoren 75,76,80 Glycerin-Synthese 51, 70 Gradient 165, 166, 170, 171 Grashof-Zahl 135, 137 Grenzschicht 307, 316 Grenzschichtdicke -, Temperaturabhängigkeit 316 Großanlagen 16fT. Grundbegriffe, reaktionstechnische 42

Halbkontinuierliche Betriebsweise s. Teilfließbetrieb

Halbwertszeit 155 Halbwertszeitmethode 155 Harnstoff als Rohstoff 27 Häufigkeitsfaktor 146 Häufigkeitszahl 146 Heizdampf 86 Heizung -, direkte von Reaktoren 81 -, indirekte von Reaktoren

s. VVärmeaustausch -, konvektive 181 Heizwert, spezifischer, von Brennstoffen

105 Herstellkosten 3, 5, 7, 14, 15, 17fT., 34 HeBscher Satz 100, 102 Heterogene Gas/Fest-Reaktionen 76 Heterogene Gaskatalyse 307 -, Temperaturführung 91 Heterogene Gleichgewichte 129 Heterogene Katalyse 348fT. Heterogene Reaktionen 306fT., 381fT. -, Aktivierungsenergie 329, 343 - an der Phasengrenze Fluid/Feststoff

313fT. -, äußere Transportvorgänge 31 ff. -, chemische Reaktionsgeschwindigkeit,

bezogen auf Einheit der Oberfläche des Feststoffs 310,314,323

-, diffusionskontrollierter Temperatur­bereich 319

-, effektive Reaktionsgeschwindigkeit s. Reaktionsgeschwindigkeit, effektive

-, endotherme 315 -, exotherme 315 -, geschwindigkeitsbestimmender

Vorgang 310,314 -, innere Transportvorgänge 322fT. -, katalysierte 307, 313, 348fT. -, mittlere Umsetzungsgeschwindigkeit

innerhalb poröser Feststoffe 326, 328 -, nicht katalysierte 307, 313, 381

s.a. Fluid/Feststoff-Reaktionen

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452

Heterogene Reaktionen -, Reaktionsgeschwindigkeitskonstante,

bezogen auf Volumeneinheit des ' Feststoffs 338

-, reaktionskontrollierter Temperatur-bereich 319

-, stabile Betriebspunkte 319 -, Teilschritte 307, 309, 310 -, Temperatureinstellung an der

Feststoffoberfläche 316 -, Wärmeabführungsgerade 318 -, Wärmebildungskurve 318 Heterogene Reaktionssysteme 43, 306 Heterogen katalysierte Reaktionen 348fT. -, empirische Geschwindigkeits-

gleichung 353 -, Reaktionsgeschwindigkeit 352 -, Reaktoren 353 Hexamethylendiamin 415 Hochdruckdampf 86 Hochdruckreaktionen 57fT. Hochofen 18, 80 Hochtemperaturreaktoren -, Werkstoffe für 90 Homogene Reaktionssysteme 43 Houdry-Verfahren 73 Hydrodynamische Strömung in Poren 329

Ideal batch reactor s. Satzreaktor ldealkessel, kontinuierlich betriebener 64,

66, 67f., 223fT. -, Abweichungen technischer Rührkessel

vom Idealkessel 261 -, Copolymerisation im 426 -, dynamische Stabilität 246 -, Folgereaktionen 242f. -, -, Ausbeute 243, 265 -, -, optimale mittlere Verweilzeit 243,

264 -, -, Reaktionsweg 268, 269, 270 -, -, Selektivität 265f. - instationärer Betriebszustand 225 -, isotherme Reaktionsbedingungen 225 -, komplexe Reaktionen 242fT., 251 -, Living-Polymerisation im 420 -, Parallelreaktionen 243fT., 251, 265 -, -, Ausbeute 265fT. -, -, Reaktionsweg 268,269 -, -, Selektivität 266,267 -, radikalisehe Polymerisation im 419 -, Reaktionsvolumen 227 -, Serienschaltung in einer Kaskade

s. Kaskade -, Stabilitätsverhalten 246fT., 422fT. -, stationärer Betriebszustand 226,241 -, statische Stabilität 246 -, Steigungskriterium 248, 253, 257

Sachverzeichnis

- Stoffbilanz 223fT. -, Übergangsfunktion 253 -, Verweilzeitverhalten 282 -, Wärmebilanz 240ff. Idealkessel, kontinuierlich betriebener, -, zusammengesetzte Reaktionen 242fT.,

251 Idealkessel, adiabatisch kontinuierlich

betriebener 247fT. -. -. instabile Betriebspunkte 248,253 -. -. Löschen einer Reaktion 248 -. -. stabile Betriebspunkte 248 -. -. Stabilitätskriterium 248 -. -. Steigungskriterium 248 -. -. Wärmeabführungsgerade 247fT. -. -. Wärmebildungskurve 247fT. -. -. Zünden einer Reaktion 248 Idealkessel, kontinuierlicher, mit Kühlung - dynamisch instabiler Betriebspunkt 253 - dynamisches Verhalten 251, 422 - Schwingungen von c und T 253, 257 -, Stabilität 253, 258 -, Stabilitätskriterien 256ff. -, Verhaltensbereiche 257 Idealrohr s. Strömungsrohr, ideales Impulsbilanz 160 Inertstoffe 43 Initiator (für Polyreaktionen) 404, 410 Integralmethode 155 Investitionen 3, 4, 5, 6, 7, 16, 17, 62, 64 Investitionsintensität 3, 4 Investitionstätigkeit der chemischen

Industrie 3, 4 Ionenaustauscher 381 Ionische Polymerisation 402, 410 Irreversible Reaktionen 148 Isobutylen -, Polymerisationswärme 401 Isopren -, Polymerisationswärme 401 Isotherme Reaktionsführung

s. Temperaturführung, isotherme

Kalkstickstoff 381 Kaltgaszugabe 81, 94 Kaltkautschuk 70 Kapazitätsauslastung 14, 15, 16, 18 Kaskadenmodell 295 Kaskade von kontin. Idealkesseln 52, 69,

229fT. -, Parallelreaktionen 271 -, -, Aufteilung des Zulaufstroms 271 -, algebraischeBerechnungsmethoden 232fT. - für Polykondensation 420 - - von Polyethylenterephthalat 428 -, graphische Berechnungsmethoden 236fT.

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Sachverzeichnis

Kaskade von kontinuiert Idealkesseln -, Stoflbilanz 229fT. -, Verweilzeitverhalten 283fT. Kapitaldienst 5 Katalysatoraktivität 349 Katalysatoren 43, 348 -, aktive Zentren 350 -, feste, Allgemeines 348fT. -, Alterung 349 -, metallische 349 -, nichtmetallische 348 -, Porenvolumen 349 -, spezifische Oberfläche 350 Katalysatorgifte 349 Katalysatorhorde 82 Katalysatornutzungsgrad

s. Porennutzungsgrad Katalysatorschüttung 349 Kautschuksynthese 69 Kennzahlen, dimensionslose 135, 228, 290,

293,304,320,321,324,360,362,432 Kettenreaktionen -, Polymerisation durch 402, 404,410 Kettenträger (Polyreaktionen) -, Konzentration 402 Kettenübertragung 404 Kinematische Zähigkeit -, Temperaturabhängigkeit 317 Kinetik -, chemische 35, 143 -, Makro- 35 -, Mikro- 35, 143 - der Polyreaktionen 403fT. Kinetische Kettenlänge 405 Kleinanlagen 16fT. Knudsen-Diffusion 345 Kohlenwasserstoffe -, freie Bildungsenthalpien 114 Kokskammer 65 Kokskammer-Batterie 73 Kolbenkompressoren 17 Kolbenströmung 66, 197 Komplexe Reaktionen -, Kinetik 149fT. -, Reaktionsweg 268fT. -, Stoffstromflihrung 270fT. Kompressibilitätsfaktor 118, 120 Kompressionskosten 90 Konduktiver Stofftransport 163 Kontinuierlich betriebener Rührkessel

s. Idealkessel, kontinuierlich betriebener Kontinuierliche Betriebsweise s. Fließbetrieb Kontinuierliche Mehrphasenreaktoren -, stofflicher Gegenstrom 75, 76, 80 -, stofflicher Gleichstrom 75, 76, 79 -, stofflicher Kreuzstrom 80 Kontinuierliche Polymerisation 419

Kontinuierliche Reaktionsführung - mit Rückvermischung 223 - ohne Rückvermischung 197 Konvektiver - Ausgleichstrom in Poren 345 - Stofftransport 162 Konzentrationsverlauf - im Festbettreaktor (Fluid/Feststoff-

Reaktionen) 395, 396 - im Teilfließbetrieb 70, 71 - in den Reaktor-Grundtypen 66, 67 - in der Phasengrenzschicht 311

453

- in einer porösen Katalysatorkugel 331 - in einer porösen Katalysatorplatte 323,

326 - in kombinierten Reaktionsstufen 69 Kopplungsgrad 406,407,417,418 Kornzwischenraumvolumen, relatives 312,

322 Korrelationsrechnung 158 Kosten -, beschäftigungsfixe 6 -, beschäftigungsvariable 6 -, Einfluß der Kapazitätsauslastung auf 18 -, Einfluß der Variablen in der chemischen

Prozeßstufe 42 -, Minimierung 38 Kostenarten 5, 38 Kostenverhalten 6 Kreislauffaktor 48 Kreislauß'ührung 15, 30, 48, 57 Kreuzstrom -, stofflicher, bei kontinuierlich betriebenen

Mehrphasenreaktoren 80 Kreuzstromreaktor 69 -, idealer 69 - in Kaskadenform 68, 69, 271 Kritische Daten 119, 120 Kugelkoordinaten 168, 171 Kühlung -, direkte von Reaktoren 81 -, indirekte von Reaktoren

s. Wärmeaustausch -, konvektive 181 Kunststoffe 8, 11, 12 - Preisindex 11 -, Produktionsindex 10 -, Verbrauch 11

Laboratoriumsversuche 147 Laminar durchströmter Rohrreaktor -, Berechnung des Umsatzes 302 -, Verweilzeitverhalten 285fT. Langmuir-Hinshelwood-Mechanismus 351 Leasing s. Anlagenmietung Lebende Polymere s. Living polymers Leerraumanteil 312, 322

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454

Leitkomponente 45, 96 Lewis-Zahl 321 Living polymers 410, 411 Living-Polymerisation 410 - im Satzreaktor 418 -, kontinuierliche 420 Lohnkosten 5, 6, 7, 62, 63 Löschen einer Reaktion im kontinuierlichen

Idealkessel 248 Lösungspolymerisation 430, 431 - von Styrol, kontinuierliche 420ff.

Makrokinetik 35, 308 Makromoleküle - alternierende Copolymere 400 -, Block-Copolymere 400 -, isotaktische 400 -, lineare 400 - Propf-Copolymere 400 -, statistische Copolymere 400 -, Strukturprinzipien 399 -, syndiotaktische 400 -, vernetzte 400 -, verzweigte 400 Makrovermischung 296 Markierungssubstanz (Verweilzeitverhalten)

279,280 Massenanteil 44 Massenstrom 44, 45 Massenstromdichte - für die Diffusion 163, 165 - für die Strömung 163 Massenwirkungsgesetz 111, 127 Mathematisches Modell 36, 95, 158 Mehrphasige Reaktionssysteme 72ff., 306ff. -, physikalische Transportvorgänge 306,

308 Melamin -, Herstellung 27 Metalloxide -, Reduktion 381 Metallschaffende Industrie 5, 7 Methacrylsäure und -ester -, Polymerisationswärme 401 Methanol -, Jahresproduktion 12 Methanolsynthese -, Berechnung des Gleichgewichts-

umsatzes 126f. Methanpyrolyse 127 Mikrokinetik 35, 143, 308 Mikrovermischung 296, 297, 300, 301 Modellreaktoren 66 Molanteil 44 Molekularität 145 Molare Masse von Polymeren 399, 403 -, Gewichtsmittel 403

Sachverzeichnis

-, Viskositätsmittel 403 -, Zahlenmittel 403 Molare Masse, Verteilung 406f. Molare Masse, Verteilung - bei kontinuierlicher Polykondensation

420 - bei Living-Polymerisation 411 - - im Satzreaktor 418 - - im kontinuierlichen Idealkessel 420 - bei Polykondensation und -addition 415 - bei Polykondensation im Satzreaktor

419 - bei radikalischer Polymerisation 406 - - im kontinuierlichen Idealkessel 419 - - im idealen Strömungsrohr 419 - - im Satzreaktor 415 Molenbruch 44 Molkonzentration 44 Molvolumen, partielles 108 Monomere 399,404,407 -, Reinheitsanforderungen 402 Monomolekulare Reaktionen 145

Nadelfunktion 281 Nahrungsmittelindustrie -, Produktionsindex 10 Naphthalin als Rohstoff 26 Naphthalinnatrium 410 N atriumthiosulfat -, Herstellung 382 Natronlauge -, Jahresproduktion 12 Niederdruckdampf 87 Nusselt-Zahl 135, 136, 137, 138, 321 Nylon-6 27, 28 Nylon-6,6 27, 28, 415

Oberfläche, äußere, von Feststoffen 338 -, -, - pro Masseneinheit des Feststoffs

312,339 -, -, - pro Volumeneinheit des Feststoffs

339 -, -, - pro Volumeneinheit des Reaktions­

raums 312 Oberfläche, innere, von Feststoffen 338 -, -, - pro Volumeneinheit des Feststoffs

324,332 Oberflächendiffusion 346 Oberflächentemperatur fester

Reaktionspartner 318 Offenes System 107 Optimale Prozeßführung 34 Optimale Reaktionsbedingungen -, technische Realisierung 61 ff. Optimale Temperaturführung -, Satzreaktor 192 Optimaler Temperaturverlauf 55, 56,91

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Sachverzeichnis

Optimierung 14, 34, 36 -, Durchsatz als Prozeßvariable 59 - eines chemischen Gesamtprozesses 36 -, Funktionen-Optimierung 36, 55 -, Gesamtdruck als Prozeßvariable 57 -, iterierende Arbeitsweise 36, 37 -, konsekutive Arbeitsweise 36, 37 -, Kostenvergleich 36 -, Parameter-Optimierung 36, 53 -, Reaktionstemperatur als Prozeßvariable

53 - der Anzahl der aufeinanderfolgenden

Reaktionsstufen 51 - der Stromdichte (Cl-Alkali-Elektrolyse)

39fT. - des Umsatzes 50, 51 -, Zielgröße 34 Optimum -, technologisches 34 -, wirtschaftliches 34, 57 Oszillatorische Stabilität (kontinuierlicher

ldealkessel) 257, 258fT. Oxichlorierung 25 Oxidation - von Ammoniak 357 - -, Rechenbeispiel 366fT. - von Aromaten 26 - von Ethylen 29 - von Cyclohexan 50

Parallelreaktionen 47, 98, 151 -, Ausbeute 265fT. - im kontin. Idealkessel 243, 251, 264 - im Idealrohr 208fT., 265, 266 - im Satzreaktor 47, 98, 151, 184 -, Reaktionsweg 268f. -, Selektivität 266, 267 -, Stoffstromführung 270fT. Parameteroptimierung 36, 53 Partialdichte 44 Partialdruck 44 Peclet-Zahl -, axiale 293fT., 360 -, radiale 360 Perlpolymerisation 402,430,431 -, Perlduchmesser 431fT. -, Variable 432fT. Personalkosten 5, 6, 7, 62, 63 Petrochemie -, Rohstoffe 22 -, Strahlungs-Konvektions-Röhrenofen 90 Petrochemikalien -, Kapazitäten und Verbrauch 19 Pfropfenströmung 66, 77, 78, 197 Phthalsäureanhydrid -, Herstellung 26,91 -, Jahresproduktion 12

455

Physikalische Transportvorgänge in mehr-phasigen Reaktionssystemen 306, 308

Pickering-Emulgatoren 430,431 Platinnetz als Katalysator 316, 357, 366fT. Poisson-Verteilung 411,412 Polyaddition 412fT. Polyamid 413 Polyether 413 Polyethylenterephthalat -, kontinuierliche Herstellung 428fT. Polycarbonat 413 Polyester 413 Polyharnstoff 413 Polyethylen 20 Polykondensation 412fT., 428fT. - im Satzreaktor 419 -, kontinuierliche 420, 428fT. Polymere -, lebende s. Living polymers -, technische Herstellung 399 Polymerisat -, Beschreibung 402 Polymerisation -, diskontinuierliche 415 -, ionische s. Ionische Polymerisation -, kontinuierliche 419 -, radikalisehe s. Radikalische Polymerisa-

tion Polymerisationsgeschwindigkeit 405 Polymerisationsgrad 403 - bei Living-Polymerisation 410,411 - bei Polykondensation und -addition 414 - bei radikalischer Polymerisation 405,

406 - - im kontinuierlichen Idealkessel 419 - - im Strömungsrohr 419 Polymerisationsreaktor, kontinuierlicher .:.., -, Abfangen des durchgehenden

Reaktors 424,425 -, -, "Durchgehen" 423fT. -, -, dynamisches Verhalten 422fT. -, -, oszillatorische Stabilität 423, 424 -, -, statische Stabilität 422, 423 -, -, Übergangsverhalten 423fT. -, -, Verhalten bei Störungen 424, 425 Polymerisationsverfahren 431 Polymerprodukte -, Jahresproduktion 12 -, Rohstoffe für 26 Polyreaktionen 399fT. -, Empfindlichkeit gegen Verunreinigungen

402 -, Kinetik 403fT. -, Reaktionswärmen 401 -, technische Reaktionsführung 420fT. Polystyrol -, technische Herstellung 420

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456

Polytrope Reaktionsflihrung s. Temperaturführung, polytrope

Polyurethan 413 Poren in Feststoffen -, Form 330 -, zylindrische, einseitig geschlossene

330 Porendiffusion 307, 323 Porenform 330 Porennutzungsgrad -, Definition 326, 327 Porennutzungsgrade (isotherme Verhältn.) -, Kugel, irrev. R. 1. Ordnung 332 -, Kugel, rev. R. I. Ordnung 333 -, Platte, irrev. R. 1. Ordnung 327 -, Platte, irrev. R. n. Ordnung 329 -, Zylinder, irrev. R. I. Ordnung 333 Porennutzungsgrad (nicht isotherme

Verhältn.) -, Kugel, R. I. Ordnung 336, 337 Poröse Feststoffe -, effektive Diffusionskoefflzienten 345 Potential, chemisches 106 Prandtl-Zahl 135, 136, 137, 138, 321 Preisindex 9, ll Produkte, chemische -, -, arbeitsintensive 6 -, -, energieintensive 6 -, -, investitionsintensive 7 -, -, rohstofflntensive 6 Produkte - der chemischen Industrie .11 ff. - der chemischen Prozeßindustrie II ff. Produktionsindex 8, 10 Produktionskapazität 14, 15, 18 Produktionskosten 18 Produktionsleistung 5, 48 Produktionsumfang 16 Produktionsverbund 20 Produktqualität 63 Produktspektrum 13 Promotoren 349 Propylen -, Jahresproduktion 12 -, Polymerisationswärme 401 Prozeßflihrung -, wirtschaftlich optimale 34 Prozeßstufen 14 -, chemische 14, 51 -, -, Unterteilung 51 -, -, Variable 42, 51 -, physikalische 14 Prozeßvariable -, Gesamtdruck als 57 -, qualitative 34 -, quantitative 34 Puffersubstanzen 43

Sachverzeichnis

Pyrit -, Reduktion mit Wasserstoff

(Rechenbeispiel) 390ff. Pyritröstung 23, 82 Pyrolyse von Methan 127 2-Pyrrolidon -, Polymerisationswärme 401

Radikalausbeutefaktor 404 Radikalische Polymerisation 402, 404 Raumgeschwindigkeit 48 Reaktanden 43 Reaktandenkonzentration im Reaktor 65ff. Reaktionen -, bimolekulare 145 -, heterogene s. Heterogene Reaktionen - in mehrphasigen Systemen 306ff. -, monomolekulare 145 -, heterogen katalysierte 313ff. -, -, empirische Geschwindigkeitsgleichung

353 -, -, Reaktionsgeschwindigkeit 352 Reaktionsapparate, chemische -, -, Grundtypen 65 Reaktionsbedingungen, optimale -, -, technische Realisierung 6lff. Reaktionsenthalpie -, Berechnung 102 -, Definition 99 -, Druckeinfluß auf 104, 130ff. Reaktionsfähiges System 107 Reaktionsflihrung -, adiabatische 81, 82, 92 -, diskontinuierliche s. Satzbetrieb -, halbkontinuierliche s. Teilfließbetrieb -, idealisierte Grenzfälle 65 - in kombinierten Reaktionsstufen 69 -, isotherme 85 -, kontinuierliche s. Fließbetrieb - polytrope 85, 92 Reaktionsgemisch 43 Reaktionsgeschwindigkeit -, Temperaturabhängigkeit 53, 146 -, chemische -, - bei heterogenen Reaktionen

s. Heterogen katalysierte Reaktionen -, - bei homogenen Reaktionen 144, 146 -, effektive 146, 172, 308ff., 315, 316 -, -, bezogen auf Einheit der äußeren

Oberfläche des Feststoffs 311, 312, 314, 315, 316, 339

Reaktionsgeschwindigkeit, effektive -, -, bezogen auf Masseneinheit des

Feststoffs 312, 339ff., 343 -, -, bezogen auf Volumeneinheit des

Reaktionsraumes 312, 315f. -, -, Temperaturabhängigkeit 343f.

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Sachverzeichnis

Reaktionsgeschwindigkeitskonstante 145 -, experimentelle Ermittlung 153 Reaktionsgeschwindigkeitskonstante -, effektive 339 Reaktionsgleichung 95 Reaktionskammern 63, 65 Reaktionskinetik 35, 143 Reaktionskomponenten 43 Reaktionskontrollierter Temperaturbereich

bei heterogenen Reaktionen 319 Reaktionsmasse 43 -, mengenmäßige Zusammensetzung 44 Reaktionsordnung 145 -, experimentelle Ermittlung 153 -, scheinbare 329 Reaktionspartner 43, 96, 97 Reaktionsprodukte 43, 96, 97 Reaktionsraum 43 Reaktionsstufen 42, 51, 69 -, kombinierte 69fT. Reaktionssysteme -, heterogene 43 -, homogene 43 -, isotrope 43 -, mehrphasige 306fT. -, -, Stoffstromführung 72 Reaktionstechnische Begriffe -, Defmition 42 Reaktionstemperatur :- als Prozeßvariable 53 -, optimale 53, 56, 192 Reaktionstiegel 63 Reaktionsvolumen 43 -, Vergleich bei verschiedenen Reaktoren

263,266,267 Reaktionswannen 63 Reaktionsweg bei komplexen Reaktionen

268fT. Reaktionszeit 45, 62 Reaktorbatterie 69, 73, 74 Reaktorbelastung 48 Reaktorbetriebszeit 45, 48, 176 Reaktoren -, Betriebsbedingungen 14, 42 -, Definition 42 -, Grundtypen 65 - mit gelenktem Temperaturverlauf 81 -, technische 77, 79 -, -, für heterogene Reaktionen 78, 79 - für Fluid/Feststoff-Reaktionen - -, Berechnung 392fT. Reaktorkapazität 48, 53 Reaktorkaskade 69 Reaktortyp -, Kriterien für die Wahl 262 -, Einfluß auf Verteilung der molaren

Masse 415fT.

Reaktortypen bei Polyreaktionen 415fT., 420fT.

Reaktorverkleinerung durch Druckerhöhung 58

Reaktorvolumen 43, 49, 50 Reale Gase 109 -, thermische Zustandsgleichung 118 Reale Reaktoren -, Umsatz 296, 298fT., 302fT. -, Verweilzeitverhalten 288 Realfaktor 118, 120 Reduktion von Metalloxiden 381 Reformer für Synthesegas 90 Regler 43 Regressionsanalyse 35 Regressionsrechnung 35, 158 Rektiflziersäule -, optimales Rücklaufverhältnis 38 Rendite 3 Reversible Reaktionen 91, 149, 182 -, exotherme -, -, optimale Temperatur 53, 54

457

-, -, optimaler Temperaturverlauf 55fT. Reynolds-Zahl 135, 136, 137, 138, 293, 320,

432 Ringscheibenreaktor. 429, 430 Riesetturm 80 Rohrbündelreaktor 91, 92, 93, 216, 354 Röhrenreaktor 354 Rohrreaktor s. Strömungsrohr Rohstoffe -, Kosten 5, 6, 7 -, Wahl 14, 22 Rösten sulfidischer Erze 23, 76, 77, 381 Rückführung 48 Rücklage 3 Rücklaufverhältnis eines Rektiflzierapparates -, optimales 38, 39 Rückvermischung 66,67, 77,197,223,229,

273 -, vollständige (ideale) 66, 67, 223, 229,

273 Rührkessel -, diskontinuierlich betriebener

s. Satzreaktor -, halbkontinuierlich betriebener

s. Teilfließbetrieb -, kontinuierlich betriebener

s. Idealkessel, kontinuierlich -, reale, Verweilzeitverhalten 343 Rührkesselkaskade s. Kaskade von kontin.

Idealkesseln

Salpetersäure -, Herstellung durch Oxidation von

NH3 316

Page 23: Anhang978-3-662-10230... · 2017. 8. 23. · Anhang Anhang I Die lineare Differentialgleichung 1. Ordnung Lineare Differentialgleichungen der Form : + P(x) y + Q(x) = 0, (Al-l) worin

458

Satzbetrieb 43, 62, 63, 65, 66, 81, 84 -, Formen der Reaktionsapparate 63 Satzreaktor, ideal durchmischter 66, 67,

146, 172ff. - -, adiabatische Reaktionsführung 188ff. -, -, Ausbeute und Selektivität bei

komplexen Reaktionen 47, 186 - -, Folgereaktionen 47, 151, 185

isotherme Reaktionsführung 177 ff. -, - konvektive Heizung 181 - -, konvektive Kühlung 181 - -, Living-Polymerisation 418 - -, nicht isotherme Reaktionsführung

188ff. - - optimale Temperaturführung 192ff. - -, optimaler Umsatz 194ff. - -, Parallelreaktionen 47, 98, 151, 184f.

Polykondensation 419 - - polytrope Reaktionsführung 190ff.

radikalisehe Polymerisation 415 -, - Reaktionsvolumen 176, 183

Reaktionszeit 178, 179, 183, 185, 190 - -, reversible Reaktionen 91, 149, 151,

182, 183 -, -, Stoffbilanz 172, 174 -, -, Temperaturerhöhung bei adiabatischer

Reaktionsführung 189 -, -, Wärmebilanz 175, 176 - -, zusammengesetzte Reaktionen 182ff. Scheinbare Aktivierungsenergie bei Reaktio­

nen innerhalb poröser Feststoffe 329 Scheinbare Reaktionsordnung bei Reaktio-

nen innerhalb poröser Feststoffe 329 Schlaufenreaktor 77, 78 Schmidt-Zahl 293, 320 Schüttdichte 312 Schutzauskleidungen für Reaktoren 140 Schutzkolloide 430, 431 Schwefeldioxid, Oxidation, Berechnung des

Gleichgewichtsumsatzes 124f. -, -, effektive Reaktionsgeschwindig-

keit 55 - -, optimaler Temperaturverlauf 56f. - - unter Druck 59 Schwefelkohlenstoff - Herstellung aus Methan und Schwefel

205 - Herstellung aus den Elementen 382 Schwefelsäure - Herstellung 28, 93 -, Jahresproduktion 11, 12 -, Verbrauch II Schwefelsäureherstellung - Doppelkontaktverfahren 52, 58, 93f. - Rohstoffe für 23 - Umweltschutz 22, 52, 93f. - Zwischenabsorption 52, 58, 93f.

Segregation 296, 297, 298 -, vollständige 299ff. Segregationsgrad 298

Sachverzeichnis

-, Einfluß auf den Umsatz 300, 301 Segregierte Strömung 222, 285 Selektivität 47, 53 Semi-batch process s. Teilfließbetrieb Sherwood-Zahl 320 Siedekühlung 84, 85, 133 Simultangleichgewichte 127ff. Single train plants s. Einstranganlagen Sinterband 80 Space velocity 48, 202 Sprungfunktion 280f. Stabilität, kontin. Idealkessel 251, 299ff.,

422ff. Stahl -, Jahresproduktion 11, 12 -, Verbrauch II Standard-Reaktionsenthalpien 115 Standardzustand 100, 109 -, normaler 100 Standortwahl für chemische Produktions-

stätten 14, 20 Stanton-Zahl - für den Stoffübergang 320 - für den Wärmeübergang 321 Startreaktion 404, 405 Statische Stabilität, kontinuierlicher

Idealkessel 248, 257, 258, 259 Statistische Versuchsauswertung 35, 157ff. Statistische Versuchsplanung 35, 157ff. Steady state operation s. Betriebsweise,

stationäre Steuern 3 Stöchiometrie 95 Stöchiometrische Zahlen 46, 95 Stoffbilanz, allgemeine 160, 161, 164, 166ff. - -, in Kugelkoordinaten 168 -, -, in Zylinderkoordinaten 167 - ideales Strömungsrohr 197ff. -, Idealkessel, kontinuierlicher 223 -, Idealkessel, diskontinuierlicher 172, 174f. - Kaskade 229, 231 - Satzreaktor 172, 17 4 f. -, Teilfließbetrieb mit idealer

Durchmischung 273 Stofflicher Gegenstrom in Reaktoren 75,

76,79,80 Stofflicher Gleichstrom in Reaktoren 75,

76,79,80 Stofflicher Kreuzstrom in Reaktoren 80 Stoffmengenstrom 44, 45 Stoffmengenstromdichte 309 Stoffstromführung - in mehrphasigen Reaktionssystemen 72 - mit nur einer strömenden Phase 72

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Sachverzeichnis

Stofftransport - durch Diffusion 163 - durch Strömung 162 -, konduktiver 163 -, konvektiver 162 Stofftransport und Reaktion in porösen

Feststoffen -, nicht volumenbest. Reaktion 329 -, Strömungsfaktor 329 -, volumenbest. Reaktion 323 Stoffübergang 307, 309, 314 Stoff'übergangskoeffizienten 309, 314, 317 -, Berechnung 319f. -, Temperaturabhängigkeit 317 Stoff'übergangsquotienten -, Festbett 320 -, Fließbett 322 Störungen, Verhalten eines Polymerisations-

reaktors bei 424f. Strahler, schwarzer 142 Strahlung s. Wärmestrahlung Strahlungsaustauschzahl 142 Strahlungs-Konvektions-Röhrenofen 89, 90 Strömung -, aufgezwungene 135 -, freie 135 -, segregierte 222, 285 Strömungsfaktor bei Reaktionen in porösen

Feststoffen 329 Strömungsprofil 77, 78 Strömungsrohr 64, 66, 197fT. -, Abweichung vom idealen Verhalten 222 -, Polykondensation von Polyethylentere-

phthalat im 428fT. -, radikalisehe Polymerisation im 419 -, ideales 66, 67, 68, 147, 197fT. -, -, adiabatisch betriebenes mit äußerem

Wärmeaustausch von Austrag- und Zulaufstrom 217f.

-, -, -, Betriebspunkte 218 , , adiabatische Reaktionsführung 207f.

-, -, als Differentialreaktor 205fT. , , autotherme Betriebsweise 216fT. , , Folgereaktionen 264f.

-, -, -, Ausbeute 264f. -, -, -, optimale mittlere Verweilzeit

264f. -, -, -, Reaktionsweg 270

Selektivität 265 -, -, isotherme Reaktionsführung 201fT. -, -, Laborversuche 204fT. -, -, maximale Temperaturerhöhung bei

adiabatischer Reaktionsführung 207 -, -, nicht-isotherme Reaktionsfüh­

rung 207 -, -, nicht-stationärer Betriebszustand 198 -, -, Parallelreaktionen 209fT., 264f.

-, -, -, -, -, -, -, -, -,

Ausbeute 266f. Reaktionsweg 268f. Selektivität 266f.

Strömungsrohr, ideales -, -, polytrope Reaktionsführung 207 -, -, Raumbelastung 202 -, -, reversible, exotherme Reaktionen

221 -, -, Rohrbündelreaktor mit innerem

Wärmeaustausch 216, 218 -, -, Space velocity 202 -, -, stationärer Betriebszustand 198 -, -, Stoffbilanz 197fT. -, -, Temperaturprofil 209 -, -, Verweilzeit 202 -, -, Verweilzeitverhalten 279 -, -, Volumen 200, 201, 208, 209fT. -, -, Wärmebilanz 199fT.

459

-, -, zusammengesetzte Reaktionen 202, 209fT., 220f.

-, laminar durchströmtes -, -, Berechnung des Umsatzes 302 -, -, Verweilzeitverhalten 285fT. -, nicht ideales 222, 285, 288 Strömungsrohre, reale -, -, Diffusionsmodell 289fT., 302fT. -, -, Kaskadenmodell 295 -, -, Verweilzeitverhalten 288, 295 -, -, Zellenmodell 289, 295 Stromverbrauch der chemischen Industrie 9 Stufenreaktionen 414 -, Reaktionen an funktionellen Gruppen

bei 413 - s. a. Folgereaktionen Styrol 409, 410, 420, 426, 427 -, kontinuierliche Lösungspolymerisation

von 420 -, Polymerisationswärme 401 Styrol/ Acrylnitril -, Copolymerisation 409, 426f. Styrol-Herstellung (Rechenbeispiel) 364fT. Suboptimierungen 37, 38,42 Synthesegas 22, 90 -, Auswaschen von C02 306 System, offenes 107 -, reaktionsfähiges 107

Technische Chemie 1 Technische Reaktionsführung von

Polyreaktionen 420fT. Technische Reaktoren 77, 79 Technische Realisierung optimaler

Reaktionsbedingungen 61 Technologie -, Folgeabschätzung 5 -, Planung 5

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460

Technological assessement s. Technologie­Folgeabschätzung

Technological planning s. Technologie-Planung

Teilchengröße - im Festbett 313 - im Fließbett 313 Teilfließbetrieb 43, 62, 64f., 65, 70ff., 73,

74, 78, 81, 273ff. -, Formen der Reaktionsapparate 65, 73 -, Konzentrationsverlauf bei einphasigen

Reaktionen 70f. Teilfließbetrieb mit idealer Durchmischung -, Herstellung von Essigsäureethylester

(Rechenbeispiel) 274 -, Stoffbilanz 273 -, Wärmebilanz 274 Temperatur -, reduzierte 132 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsge-

schwindigkeit 53ff., 146 Temperaturdifferenz, mittlere 141 Temperatureinstellung an Feststoffen

(Katalysatoren) 316 ff. Temperaturerhöhung, maximale bei adiabati-

scher Reaktionsführung 189, 207 Temperaturflihrung 81 -, adiabatische 81, 82, 92 - bei der heterogenen Gaskatalyse 91 ff. -, isotherme 85 -, polytrope 85, 92 Temperaturgradienten in porösen Feststof-

fen 334ff. Temperaturlenkung -, Maßnahmen zur 81, 85 - durch indirekten Wärmeaustausch 85 Temperaturleitfähigkeitskoeffizient 138 Temperaturprofil in polytrop betriebenen

Festbettreaktoren 368, 372 Temperaturverlauf -, optimaler 91 Theorem der übereinstimmenden

Zustände ll9 Thermodynamik chemischer Reaktionen

99ff. Thermoneutrale Reaktionen 81 Toluol -, Jahresproduktion 12 Totzeit 45, 63, 176 Transportgröße 168 -, Bilanzgleichung 168, 169 -, Dichte 169 -, volumenbezogene Umwandlungs-

geschwindigkeit 169 Transportkosten 6, 20, 21 Transportstrom 169 Transportstromdichte 169

Sachverzeichnis

Transportvorgänge -, äußere 314ff.,337ff. -, innere 322ff., 337ff. - physikalische in mehrphasigen Reaktions-

systemen 306, 308, 314ff., 322ff., 337ff. Trommsdorff-Effekt 407 Tropfenkondensation 140, 141 Tubular flow reactor s. Strömungsrohr Turbokompressoren 17 Turmreaktor für Polymerisationen 421

Überkapazitäten 19 Überproduktion einer Anlage 19 Übertragungsreaktion 404 Umamidierungsreaktion 420 Umesterungsreaktion 420, 428, 430 Umsatz -, Definition 45 - als Funktion des Durchsatzes 60 - als Prozeßvariable bei der Kosten-

minimierung 49ff. -, Berechnung bei bekanntem Verweilzeit-

verhalten und Segregationsgrad 298ff. - der Leitkomponente 96 -, Einfluß auf die Herstellkosten 49 - in nicht idealen (realen) Rektoren 296ff. -, optimaler 51, 60 -, relativer 47 - und Zusammensetzung der Reaktions-

masse 95ff. Umsatzprofil in polytrop betriebenen Fest-

bettreaktoren 372 Umschlagpunkt 19 Umsetzungsgeschwindigkeit, mittlere -, -, im Innern von Feststoffen 326, 328 - s. Reaktionsgeschwindigkeit, effektive Umweltschutz 5, 6, 20 - bei der Schwefelsäureherstellung 52, 94 Uneinheitlichkeit 404, 407 - bei Poisson-Verteilung 412 - bei Polykondensation und -addition

415 - bei radikalischer Polymerisation im

Satzreaktor 419 - bei radikalischer Polymerisation im

Strömungsrohr 420

Verbrennung von Kohlenstoff 382 Verbrennungsenthalpie 102 Veresterung 179, 183, 227 Verfahrenswahl 14, 28 Verlust 18, 19 Vermischung -, axiale 289 - in kontinuierlich betriebenen Reakto-

ren 277ff. -, Makrovermischung 296ff.

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Sachverzeichnis

-, Mikrovermischung 296, 297, 300 -, Segregation 296ff. Vermischungskoeffizient - axialer 289ff. -, -, Berechnung 293f. - radialer 359 -, -, Berechnung 360 Versuchsauswertung, statistische 35, 157ff. Versuchsplanung, statistische 35, 157ff. Vertriebskosten 5, 6 Verweilzeit 45, 202 -, mittlere 45, 277, 278 Verweilzeitspektrum 277ff. -, experimentelle Ermittlung 279ff. Verweilzeit-Summenfunktion 277ff. Verweilzeit-Summenkurve -, experimentelle Ermittlung 279ff. Verweilzeitverhalten -, ideales Strömungsrohr 279 -, kontinuierlicher Idealkessel 282f. -, Kaskade von kontinuierlichen Idealkes-

seln 282ff. -, -, Poisson-Verteilung 285 - laminar durchströmtes Rohr 285ff. -, realer kontinuierlicher Rührkessel 288 -, reale Strömungsrohre 288ff. - von Reaktoren

, experimentelle Ermittlung 279ff. - Antwortsignal 280ff.

, -, Ausgangssignal 280 Eingangssignal 280ff.

- -, -, Markierungssubstanz 279ff. , -, Nadelfunktion 280f. , -, Sprungfunktion 280f.

Verweilzeitverteilung in kontinuierlich betrie-benen Reaktoren 277ff.

Viertelwertszeit 156 Vinylchlorid, Herstellung 24, 25, 91 Viskosität bei Polyreaktionen 399 Viskosität von Polymerschmelzen und

-Iösungen 401 Vollraumreaktoren 354 Volumenstrom 44

Wachstumsreaktion 404f. Wahl des Reaktortyps, Kriterien 262 Wanderschichtreaktor für Fluid/Feststoff-

Reaktionen 64, 80 -, Stoffbilanz 398 Wärmeabführungsprobleme in Polymerisa-

tionsreaktoren 399 Wärmeaustausch -, direkter 81 -, Gegenstrom 88, 89 -, Gleichstrom 87, 89 -, indirekter 81, 85, 86, 87, 133 -, instationärer 133

-, Kreuzstrom 88, 89 Wärmeaustauscher 89

461

-, therm. Wirkungsgrade 89 Wärmebilanz, allgemeine 160, 168, 170f. -, -, in Kugelkoordinaten 171 -, -, in Zylinderkoordinaten 171 -, Festbettreaktor 361 ff. -, kontinuierlicher Idealkessel 240ff. -, ideales Strömungsrohr 199f. - Salzreaktor 175f. Wärmedurchgang 133, 139 Wärmedurchgangskoeffizient 139, 140 - bei Polymerisationen 399 Wärmeleitfähigkeitskoeffizient 134, 135,

170 -, effektiver 170 Wärmeleitung 85, 134 Wärmestrahlung 89, 133, 142f. Wärmestromdichte 170 Wärmetönung 99 Wärmeträger, flüssige 86 Wärmetransport -, instationärer 133 -, konduktiver 168 -, konvektiver 168 - durch eine Wand, stationärer 133 Wärmeübergang 85, 133, l34f. Wärmeübergangskoeffizienten 135, 138,

317f. Wärmeübergangsquotienten -, Festbett 320f. -, Fließbett 322 Wärmeübertragungsgleichungen 135 ff. Wärmeverluste 82 Warmkautschuk 69, 70 Wasser -, Dampfdrücke 86 -, Wärmeinhalt/Temperaturdiagramm 87 Wasserenthärtung 381 Wasserversorgung 20 Wasserwert 89 Weber-Zahl 432 Weichmacher, Rohstoffe für 26 Well-mixed batch reactor s. Satzreaktor Werkstoffprobleme 35, 90 Wirbeldüsenreaktor 80 Wirbelzustand 75 Wirkungsgrad, thermischer 89 Wirtschaftlichkeit 3, 5

Xylole, Jahresproduktion 12 Xylol als Rohstoff 26

Zahlen, stöchiometrische 46, 95 Zeitgesetz 145 -, experimentelle Ermittlung 147, 153 -, integrierte Formen 150

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462

Zellenmodell 295f. Zementherstellung 308 Zielgröße 34 Zusammengesetzte Reaktionen, Kinetik

149 Zulaufstrom 44

Sachverzeichnis

Zünden einer Reaktion im kontinuierlichen Idealkessel 248

Zusammengesetzte Reaktionen, Reaktions­weg 268ff.

-, Stoffstromführung 270ff. Zusammensetzung der Reaktionsmasse und

Umsatz 95ff.

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H. J . Fischbeck, K. H. Fischbeck

Formulas, Facts and Constants for Students and Professionals in Engineering, Chemistry and Physics

2nd, rev. and enl. ed. 1987. XV, 260 pp. Softcover DM 38,-. ISBN 3-540-17610-1

Contents: Basic mathematical facts and figures. -Units, conversion factors and constants. - Spec­troscopy and atomic structure. - Basic wave mechanics. - Facts, figures and data useful in the laboratory. - Subject Index.

H.-G.Franck, J. W.Stadelbofer

Industrielle Aromatenchemie Rohstoffe, Verfahren, Produkte

1987. XIV, 504 S. 201 Abb. 92 Tab. und 535 Struk­turformeln. Geb. DM 128,-. ISBN 3-540-18146-6

Inhaltsübersicht: Geschichte. - Die Natur des aromatischen Charakters. - Rohstoffquellen fiir Aromaten. -Herstellung von Benzol, Tuluol und Xylolen. -Herstellung und Verwendung von Benzol-Derivaten. - Herstellung und Verwendung von Tuluol-Derivaten.- Herstellung und Verwen­dung von Xylol-Derivaten. -Mehrfach alkylierte Benzole- Herstellung und Verwendung.- Naph­talin - Herstellung und Verwendung. - Alkyl­naphtaline und weitere Zweikernaromaten­Herstellung und Verwendung. - Anthracen -Herstellung und Verwendung.- Sonstige Mehr­kernaromaten - Herstellung und Verwendung. -Herstellung und Verwendung von Kohlenstoffpro­dukten aus Gemischen von kondensierten Aroma­ten. - Aromatische Heterocyclen - Herstellung und Verwendung.- Toxikologie/Produktumwelt­schutz. - Zukunftsaspekte der Aromatenchemie. -Anhang. - Literaturverzeichnis. - Sachverzeichnis.

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Modem Chemical Technology and Emission Control 1985. XVI, 460 pp. 152 fig. Hardcover DM 98,-. ISBN 3-540-13466-2

Contents: Background and Technical Aspects of the Chemical Industry. - Air Quality and Emission Control. - Water Quality and Emission Control. -Natural and Derived Sodium and Potassium Salts. - Industrial Bases by Chemical Routes. - Electro­lytic Sodium Hydroxide and Chlorine and Related Commodities. - Sulfur and Sulfuric Acid. - Phos­phorus and Phosphoric Acid. - Ammonia, Nitric Acid and their Derivatives. - Aluminium and Compounds. - Ore Enrichment and Smelting of Copper. - Production of Iron and Steel. - Produc­tion ofPulp and Paper. - Fermentation Processes. - Petroleum Production and Transport. - Petro­leum Refining. - Formulae and Conversion Factors. - Subject Index.

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Methanol-Chemie- und Energierohstoff Die Mobilisation der Kohle 1986. X, 407 S. 93 Abb. Geb. DM 214,-. ISBN 3-540-15864-2

Inhaltsübersicht: Methanol- Chemie- und Ener­gierohstotf. - Herstellung von Synthesegas. - Die Methanolsynthese. - Methanol als alternativer Kraftstoff. - Das EnergiemethanoL - Die Über­führung von Methanol in Gemische von Paraffin­kohlenwasserstotfen, Olefinen und von Aromaten. - Die Überführung von Methanol in technische Gase. - Andere Verfahren der Kohleveredlung als Alternativen zum Methanol. - Die industrielle Herstellung von organischen Chemikalien aus Methanol. - Eiweiß durch bakterielle Umsetzung von Methanol (SCP = Single-Celi-Protein). -Sachverzeichnis.

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Abgeleitete SI-Einheiten

Größe Einheit Zeichen

Arbeit Joule J Beschleunigung Meter durch Sekundenquadrat mls2

Dichte Kilogramm durch Kubikmeter kg/m3

Druck Pascal Pa (Druck Bar bar) Energie Joule J (Enthalpie Joule J) (Entropie Joule J) Fläche Quadratmeter m2 Geschwindigkeit Meter durch Sekunde m/s Kraft Newton N Leistung Watt w (Masse Gramm g) (Masse Tonne t) Massenstrom Kilogramm durch Sekunde kg/s Spannung, el. Volt V Viskosität, dynam. Pascalsekunde Pa· s Viskosität, kinem. Quadratmeter durch Sekunde m2/s (Temperatur Grad Celsius oc) Volumen Kubikmeter mJ (Volumen Liter I) Volumenstrom Kubikmeter durch Sekunde m3/s Wärmedurchgangs- bzw. -Übergangskoeffizient Wärmekapazität Wärmekapazität, spez. Wärmeleitkoeffizient Wärmemenge Joule Wärmestrom Watt Widerstand, el. Ohm (Zeit Minute (Zeit Stunde (Zeit Tag

Umrechnung technischer Einheiten in SI-Einheiten

1 °K = 1 K 1 at = 98 066,5 Pa 1mm WS= 1 kp/m2 = 9,80665 Pa 1 mm Hg= 1 Torr= 133,3224 Pa 1dyn = 10-s N 1 kp = 9,80665 N

W/m2 · K

J/K J/kg · K W/m·K J w Q min) h) d)

1 P = 1 dyn · s/cm2 1 kp · s/m2 = 9,80665 N 1St= 1 cm2/s = 10-4 m2/s 1 kcal = 4.1868 kJ 1 kcal/h = 1,163 W 1 kcal/m2 · h · grd = 1,163 W/m2 · K