Prozesssystemtechnik
Process System Technology
6 CPWinterDE
Prerequisites
Recommended, as written
• Modul 31204 Technische Thermodynamik • Modul 44207 Transportprozesse • Modul 44208 Thermische Verfahrenstechnik
Contents
• Bilanzgleichungen: Stoffbilanzen, Energiebilanzen • Konstitutive Gleichungen: Kinetiken, Thermodynamische Zustandsgleichungen • Zustandsraumdarstellung: Ein- und Ausgangsgrößen, Zustandsgrößen, Parameter • Numerische Verfahren zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungssysteme: Implizite und explizites Euler-Schema, Runge-Kutta-Verfahren • Numerische Verfahren zur Lösung algebraischer Gleichungssysteme: Newton-Raphson-Verfahren • Linearisierung nichtlinearer Modelle: System-, Durchgriff-, Eingangs- und Ausgangsmatrizen • Stabilität autonomer Systeme: Eigenwertanalyse der Systemmatrix • Die Laplace-Transformation: Lösen von Differentialgleichungen im Bildbereich und Übertragungsfunktion • Übertragungsverhalten von SISO-Systemen verschiedener Ordnung • Übertragungsverhalten verschalteter SISO-Systeme • Nichtlineare Systeme: Multiple stationäre Zustände und stabile Orbits
Learning outcomes
Die Studierenden sind in der Lage, örtlich konzentrierte, dynamische Systeme aus dem Gebiet der Verfahrenstechnik zu beschreiben und deren grundlegendes dynamisches Verhalten zu analysieren. Sie sind fähig, mathematische Modellgleichungen basierend auf örtlich konzentrierten Bilanzen von Stoff und Energie unter Berücksichtigung gegebener Annahmen aufzustellen. Hierzu können Sie an einem System bei gegebener Aufgabenstellung geeignete Ein- und Ausgangsgrößen, Zustandsgrößen sowie Systemparameter identifizieren. Zur Lösung dieser Modelle können die Studierenden geeignete numerische Lösungsalgorithmen auswählen und anwenden. Sie können Aussagen zur Stabilität stationärer Arbeitspunkte treffen und sind mit der Problematik multipler stationärer sowie instabiler Arbeitspunkte vertraut. Darüber hinaus sind die Studierenden mit dem Konzept der Übertragungsfunktion sowie des kurzfristigen Antwortverhaltens von Systemen vertraut.
Assessment
Klausur, 120 min.
Literature (6)
- D.E. Seborg, T.F. Edgar, D.A. Mellichamp, Process Dynamics and Control, John Wiley & Sons, New York, 1989.
- A. Varma, M. Morbidelli, Mathematical Methods in Chemical Engineering, Oxford University Press, New York, 1997.
- W.E. Boyce, R.C. DiPrima, Gewöhnliche Differentialgleichungen, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, 5. Auflage, 1992.
- B.A. Ogunnaike, W.H. Ray, Process Dynamics, Modeling and Control, Oxford University Press, New York, 1994.
- W.L. Luyben, Process Modeling, Simulation and Control for Chemical Engineers, McGraw-Hill, New York, 1990.
- G. H. Golub, J. M. Ortega, Wissenschaftliches Rechnen und Differentialgleichungen: Eine Einführung in die Numerische Mathematik, Berlin, Heldermann, 1995.
Source: BTU's module description · retrieved 15 Oct 2026Original