Was verstehen Sie unter dem Inertisieren von Lagertanks oder Silos?
Durch Spülen des Tanks mit Inertgassen (N2 ; CO2) ein Verdrängen von Luft bzw. des Sauerstoffs mit dem Ziel der Schaffung einer nichtreaktiven Atmosphäre gegenüber dem Inhalt / des Produktes
Nennen Sie vier Gründe, warum Lagertanks / Silos inertisiert werden
Um oxidationsempfindliche Stoffe zu schützen
Brandbekämpfung
Verm. v. Glutnestern
Entwesung
Explosionsschutz u.a.
Öle und flüssige Fette werden in der Lebensmittelindustrie oft in großen Mengen in Tanks gelagert. Wenn der Tank nicht inertisiert ist, ist seine Aufstellung (horizontal /vertikal) von Bedeutung oder ist es egal? Bitte kurz begründen!
Um die Fettoxidation so gering wie möglich zu halten, ist auf eine geringe Phasengrenze Luft / Öl zu achten. Hier ist die vertikale Aufstellung wegen der geringeren Oberfläche zu bevorzugen
Ist ein leichter Überdrück oder Unterdruck beim Inertisieren von Vorteil? Bitte kurz begründen!
Ein leichter Überdruck, damit keine Luft bzw. kein Sauerstoff ins Lagergebinde einströmen kann, insbesondere beim Explosionsschutz ist dies elementar.
Nennen Sie zwei Inertgase, genaue Benennung, die in der Lebensmittelindustrie Verwendung finden. Welchen spezifischen Nachteil haben diese Stoffe jeweils?
Stickstoff -> spezifisch leichter als Luft
CO2 Kohlendioxid -> erstickendes Gas ; spezifisch schwerer als Luft
Wie kann man beim Inertisieren eines leeren Lagertanks das Inertgasvolumen möglichst gering halten?
Schichtenströmung allgemein: Rückvermischung vermeiden
Welche zwei kryogenen Medien kennen Sie in der Lebensmittelindustrie; genaue Benennung?
flüssiger Stickstoff : N2 (liquid)
Trockeneis: CO2 (solid)
Welchen Vorteil gegenüber konventioneller Kälteanlagen hat das Arbeiten mit kryogenen Medien?
Eine sehr hohe Abkühlkinetik –> Schockfrosten Zwecks Strukturerhaltung
Zeichnen Sie das Verfahrensfließbild einer Kälteanlage
Wodurch wird die theoretische niedrigste maximal erreichbare Temperatur einer Kälteanlage begrenzt (ideale Isolierung; Umgebungstemperatur > Kühlraumtemperatur).
Durch den Siedepunkt des Kältemittels auf der Seite des Verdampfers
Nennen Sie zwei Möglichkeiten diese niedrigste maximal erreichbare Temperatur einer Kälteanlage zu ändern
Durch Austausch des Kältemittels (Dampfdruck ist eine stoffspezifische Größe) Veränderung des Druckes auf der Verdampferseite ( Siedepunkt = f(p) )
Wie kann man mittels Dampf – z.B. bei der Marmeladenherstellung – möglichst schnell viel Wärme in das Produkt bekommen? Geben Sie die Funktion von Dampfmenge zur Wärmemenge an (Einheiten).
Dampfdirektinduktion: Q°=m°*Δh
Nennen Sie je ein beliebiges Beispiel für einen latenten bzw. sensiblen Wärmespeicher.
Wärmekissen
Thermoskanne
Die obere CIP Station hat drei Stapeltanks: Wasser, Säure, Lauge. In welchen Tank werden die Reinigungsmittel/ Tenside gegeben?
In die Lauge
In welcher Reihenfolge wird die CIP – Reinigung gefahren und warum (Stichworte reichen)?
1) Stapeltankwasser: Vorspülen, um grobe Verschmutzungen zu entfernen
2) Lauge: Reinigen mit einem alkalischen Mittel plus Additiven
3) Wasser: Reinigungsmittel ausspülen mit Wasser
4) Säure: Absäuren zur Entfernung von Kalkablagerungen und Laugestein
5) Frischwasser: Säure ausspülen -> Stapelwasser für nächste CIP Reinigung
Wie kann man den CIP – Aufwand bei einer Anlage (Anlagenseitig) verringern?
Schmutz nicht einwirken lassen ;
Einwirkbedingungen schaffen die den Schmutz leicht Abreinigen lassen (nicht antrocknen lassen).
Schmutz Menge gering halten ;
Art der Verschmutzung so wählen, das gut zu reinigen.
Mit welchen Parametern der CIP – Station kann man das Reinigungsergebnis verändern?
Temperatur
Druck (Mechanik)
Dauer (Zeit)
Tensidmenge (Chemie)
Beim Hygienic Design sind zwei elementare Konstruktionsaspekte von Bedeutung. Nennen Sie diese beiden. Hier sind keine Konstruktionsbeispiele, wie schräge Flächen gefragt, sondern die zwei grundsätzlichen Konstruktionsstrategien des Hygienic Design!
gut zu reinigen: optimaler Zugang und geringer Reinigungsaufwand
geringe Verschmutzung; Reduzierung der Verschmutzung
Wie bezeichnet man die Messung des Füllstandes nach den obrigen Verfahren / Methode?
Allgemein: Hydrostatische Füllstandmessung
Einperl – Verfahren zur Hydrostatischen Füllstandmessung
Berechnen Sie aus den oben genannten Größen den Füllstand hF im Tank, wenn die Lanze in der Höhe hTB [m] über den Tankboden endet.
Der Tank kann als Zylinder mit dem Durchmesser dTank betrachtet werden. Welches Volumen bzw. welche Masse an Flüssigkeit ist im Tank gelagert, wenn die Füllhöhe mit hF bekannt ist?
Nennen Sie zwei mögliche Fehler dieser Messmethode.
Flaschendruck pf<p1: Gasflasche leer zu geringe Höhe wird angezeigt
Rohr verstopft p1>p2 + pHS: eine zu große Füllhöhe wird angezeigt
Um welches Messgerät handelt es sich in der oben abgebildeten Zeichnung?
Federmanometer oder auch Manometer
Welche beiden Kräfte halten sich hier das Gleichgewicht?
Federkraft: F = Δl * c
Druckkraft: F = p * A
Unter der Voraussetzung, dass alle Größen bekannt sind, berechnen Sie mit Hilfe des Kräftegleichgewichtes den Luftdruck pLuft.
Wie bezeichnet man die Fläche, auf die der Luftdruck hier „einwirkt“.
Messmembran oder auch nur Membran
Wie nennt man die Feder, die typischer weise in Messgeräte wie Abb. oben rechts verwendet wird?
Rohrfeder oder Bourdon Feder aber auch Spiralfeder oder Schneckenfeder möglich, man kann ja nicht hineinschauen
Warum sind solche Messgeräte diesen Typs (Abb. oben rechts) oft mit Ölen gefüllt? Welchen Zweck hat das Öl?
Bei dynamischen Wechselbelastungen (Pulsation) und Vibrationen würde der Zeiger schwingen und schwer abzulesen sein. Durch die Viskosität des Öls werden die Schwingungen des Zeigers gedämpft.
Punkte auch für: Schutz gegenüber Eindringen von Flüssigkeiten
Welche physikalische Größe ändert sich bei der Druckbelastung bei Dehnungs- Mess – Streifen DMS?
Der elektrische Widerstand
Geben ist oben die Kennlinie eines Pt 100. Die Abhängigkeit des Widerstands R mit dem Nennwiderstand R0 von der Temperatur T ist im Bereich 0 … 850 °C durch eine quadratische Funktion (Polynom 2. Grades) der Temperatur T gegeben: R = R0 · (1 + a(T0) · T + b · T2) Berechnen Sie den a(T0) Temperaturkoeffizient, wenn Sie b vernachlässigen können, d.h. b = 0 (Einheiten nicht vergessen).
Welchen Wert hat R0?
Nennen Sie zwei Vorteile, die der obige Einbau des Pt 100 hat (siehe obere Abb.).
Stört den Rührer nicht (sonst Gefahr des Abknickens)
Zeigt die Warmwassertemperatur an (z.B. beim Schichtenspeicher)
Nennen Sie vier weitere stoffspezifische, physikalische, temperaturabhängige Eigenschaften, die man zur Temperaturbestimmung technisch nutzt (Stichworte).
Volumen- und Längenänderung
Thermoelektrizität
Schmelzpunkt
Gasdruck
Welche Temperatur hat ein Körper, der mit gelber Glühfarbe glüht, d.h. er glüht gelb?
Was verstehen Sie unter einer Anlassfarbe (auch Anlauffarbe genannt)?
Glühtemperatur 1100 °C
Antwort war noch richtig bei +/- 100 °C
Die Anlassfarbe ist eine irreversible Verfärbung eines Metalls durch Erhitzung (Oxidation), welche auf die maximale Erhitzungstemperatur schließen lässt.
Geben für den obigen Regelkreis die Funktionen für X; R; S an bzw. benennen Sie die Variablen u; e: y; s und x.
X: Differenz (Soll / Ist Vergleich)
R: Regler S: Strecke (Regelstrecke)
u: Sollwert
e: Abweichung
y: Regelgröße
s: Störgröße
x: Istwert
Berechnen Sie e unter der Voraussetzung, dass alle anderen Variablen bekannt sind.
e: Abweichung = Sollwert – Istwert -> e =u – x
Unter der Voraussetzung, dass sich e proportional zu y verhält (P-Regler), welchen Wert nimmt y(ti) an, wenn e(ti) und der Proportionalitätsfaktor kr gegeben sind?
y ~ e -> y(ti) = e(ti) * kr
In S geht s subtraktiv auf y ein, welchen Wert nimm x(ti) an, wenn s(ti) und y(ti) geben sind?
x(ti) = y(ti) - s(ti)
Nennen Sie zwei beliebige Beispiele bei der Geschwindigkeitsregelung, die zu Erhöhung von s führen.
Gegenwind
Geländesteigung
Rollwiderstand
Nennen Sie ein beliebiges Beispiel für eine Steuerstrecke mit Begründung warum es eine Steuerung ist.
Wasserhahn
die Menge des ausströmenden Wassers hat keinen Einfluss auf den Stellwert Volumenstrom (Steuerkette)
Flüssigkeitsthermometer
Volumenausdehnung [m³]
Galileo-Thermometer
Änderung der spez. Dichte [kg/m³]
Pt100
Änderung des elektr. Wiederstandes [Ω]
Pt-PtRh
Spannung U
[V]
Gasthermometer
Druckänderung
[Pa]
Bimetall - Thermometer
Längenausdehnung von Metallen
[m]
IR – Thermometer
Strahlungspyrometer
Lichtintensität / Strählungsintensität
[cd]
HNTC-Thermometer
Änderung des elektr. Wiederstandes
[Ω]
Schmelzkegel
[°C]
Quecksilberthermometer
Volumenausdehnung
[m³]
Was verstehen Sie bei dem Befüllen bzw. Entleeren unter
FI-FO (fifo)? Warum ist dies für das Produkt wichtig?
frist in – frist out
eine zeitliche Überlagerung (Verderb) des Produktes zu Vermeiden
Nennen Sie drei Strategien, wie Sie eine Alterung des Produktes im Tank möglichst zuvermeiden.
Hoher Lagerdurchsatz
komplette Entleerung bevor Befüllung
Nutzung nur eines Teilvolumens des Tanks (z.B. 50 %)
Zeichen Sie bitte in das obere Koordinatensysten qualitativ den Druckverluft (Tank/ flüssig) bzw. den Spannungsverlauf (Silo/Pulver) in Abhängigkeit der Höhe H.
Man kann Silos bzw. Tank mit großen bzw. mit kleinen Radien bauen bzw. die hoch oder niedrig sind. Wie baut man Silos üblich, wie baut man Tanks üblich und warum (Frage zielt nur auf die Geometrie ab).
Silos: schlank; hoch
um gute Entleerbarkeit zu haben
Tank: niedrig ; großer Radius
um den statischen Druck gering zu halten
Wozu dient eine Opferanode im Tank (ein Wort reicht! Nicht erklären!)?
Korrosionsschutz
Warum werden sowohl Warmwasserleitungen bzw. Kaltwasserleitungen wärmeisoliert?
Welche Isolierung ist aufwendiger und warum?
Warmwasser: Isolation um Wärmeverluste zu vermeiden
Kalte Wasserleitungen: um Kondenswasser an den Rohren zu vermeiden
Die der Kaltwasserleitung: Wärmeisolation + Feuchtigkeitsbarriere
Im oberen Diagramm ist die Leistungsaufnahme eines Rührwerksmotors über die Zeit dargestellt. Welche Arbeit wurde nach Zeit Δt 20 s geleistet? Werte entnehmen Sie bitte dem oberen Koordinatensystem. Einheit nicht vergessen!
Am Rührwerksmotor liegt eine Spannung U von 200 V an. Welche Stromaufnahme hat der Motor nach 10 s (gemeint ist die Zeit zwischen 10-20 s).
Einheit nicht vergessen!
Warum ist die Sicherung für deutlich höhere Stromstärken i.d.R. ausgelegt?
Um bei Anfahrspitzen (der höhere Strombedarf beim Hochfahren der Anlage) die Sicherung nicht auszulösen.
Wenn am Rührer senkrecht zu Radius eine Widerstandskraft Fw von 100 N angreift mit einem Radius r von 1m, welches Drehmoment wirkt dann? Einheiten nicht vergessen.
Auf welche stoffspezifische Größe geht die Widerstandskraft beim Rühren im wesentlichen zurück? Einheiten nicht vergessen.
Dem Fließwiderstand – sprich – die Viskosität
Dynamische Viskosität η [Pas] und Dichte ρ [kg/m³]
besser kinemaische Viskosität:
Berechnen Sie aus den oben genannten Größen den Füllstand hist im Tank, wenn die Lanze in der Höhe hX [m] über den Tankboden endet.
Der Tank kann als Kubus mit den Seitenlängen a(Tank) betrachtet werden. Welches Volumen bzw. welche Masse an Flüssigkeit ist im Tank gelagert, wenn die Füllhöhe mit h(ist) bekannt ist?
Wenn der Tank für eine andere Flüssigkeit genutzt werden soll. Welche stoffspezifische Größe muss bekannt sein, um die Füllstandsanzeige kalibrieren zu können?
Die spezifische Dichte des Fluides p[kg/m^3]
Welche unterschiedlichen Materialienarten (Werkstoffe) können als Fremdkörper die Produkte der Lebensmittelindustrie kontaminierten?
Fe – Metalle, NE – Metalle, Glas, Keramik
Kunststoffe (PE, PVC, POM), Papier, Pappe, Steine
Pflanzliche und tierische Bestandteile (Knochen, Zähne, Holz, Fasern, Kerne,…)
Nach welchen Prinzip Arbeit ein Metalldetektor (MDK)? Erklären Sie dies in Stichworten. Welche zwei Voraussetzungen sind nötig, dass ein Fremdkörper mittels MDK detektiert wird.
Magnetische Induktion: Ein elektrischer Leiter (Fremdköper) wird in einem Magnetfeld beweg und erzeugt so einen Induktionsstrom der widerseits in der Magnetspule einen Strom induziert, der zur Detektion genutzt wird.
Voraussetzung: der Fremdköper ist elektrisch leitend und bewegt sich.
Kann ein MDK in einem Metallrohr eingesetzt werden. Begründen Sie die Antwort.
Ja, das Rohr hat keine relative Bewegung zum Magnetfeld,
ergo entsteht kein Induktionsstrom, der Fremdkörper vortäuscht.
Wie werden Fremdköper, die aus Cu, Al und Mg bestehen, i.d.R. abgeschieden?
Wirbelstromabscheider
Welche Materialeigenschaft macht sich ein Magnetabscheider zunutze (genaue Bezeichnung!)? Welche Fremdkörper (Stoffe) können hier abgeschieden werden?
Ferromagnetismus ; Fe – Metalle: eisenhaltige Fremdkörper
Nach welcher Eigenschaft trennt ein Sichter Fremdkörper?
Stokes´sche Sinkgeschwindigkeit
Nennen Sie vier Arten von Kontamination, die Sie in der Produktion nicht durch MSR –Technik detektieren können bzw. auch nicht abscheiden können.
mikrobielle Kontamination
allergene Kontamination
Off – Noten Kontamination
(Fehlgeruch und – Geschmack)
Kontamination durch Betriebsmittel (Lubrikant,
Kühlmittel, Wärmeträgeröl, u.a.)
Pro Reinigungsdüse werden 1200 Liter/h Wasser verbraucht. Das Kaltwasser hat eine Temperatur 20 °C und wird im Boiler auf 40 °C erwärmt. Welchen Massenstrom am Dampf (100° C) muss der Kessel erzeugen, wenn der Boiler einen Wirkungsgrad von 84 % hat? Welche Leistung P muss der Kessel haben?
Warum ist Wasserdampf stark materialschädigend gegenüber Metallen (z.B. C‐ Stahl)?
Wasserdampf führt zur Erosion: Rohrleitungselemente werden bis hin zur Lochbildung ausgewaschen
Was macht man mit dem Wasser, welches zur Dampferzeugung genutzt wird, um die Korrosion durch Dampf zu reduzieren?
Entgasen, damit man keinen Sauerstoff später im Dampf hat
Erklären Sie den Unterschied zwischen Korrosion und Erosion.
Korrosion: chemische Schädigung des Werkstoffes (z.B. Rosten: Oxidieren)
Erosion: mechanische Schädigung des Werkstoffes (z.B. Abrieb, Herauslösen)
Die Kennlinie eines Widerstandsthermometer ist gegeben durch die Funktion:
Nennwiderstand R0 , den Temperaturkoeffizienten K(T0) und Korrektursummand C sind konstant und der Zusammenhang durch folgende Funktion gegeben:
NTC – Negativer Temperatur Koeffizient
Bei einer Temperatur von T = 7 °C messen Sie einen elektrischen Widerstand von R = 2 Ω. Berechnen Sie den Nennwiderstand R0, den Temperaturkoeffizienten K(T0) und Korrektursummanden C für die oben genannte Funktion (Einheiten angeben!).
Welche drei Funktionen hat die PG – Verschraubung am oben abgebildeten Pt 100?
Arretierung des Kabels
Zugentlastung der inneren Verbindungsstellen
Spritzwasserschutz
Wie wäscht und desinfiziert man seine Hände vor dem Betreten der Produktionsräume. Gründlich, na klar! Aber in welcher Reichenfolge werden die 6 Schritte durchgeführt?
desinifizieren
Wie können Sie ein optimales Reinigungsergebnis beim Hände waschen erzielen?
Zeit: ausgiebig die Hände waschen
Mechanik: durch Reiben der Hände
Chemie: ausreichend Reinigungsmittel verwenden
Temperatur: warmes Wasser
Das häufige Waschen reizt die Haut. Wie kann man die Häufigkeit des Händewaschens reduzieren?
Durch das Tragen von hygienischen Handschuhen.
Was ist bei einer Waschstation bzgl. der Amatur bzw. bei der Bereitstellung von Reinigungsmittel und Dessingfiktionsmittel in der Lebensmittelproduktion zu beachten?
dass die Bereitstellung von Wasser, Seife und Dessingfiktionslösung durch berührungslose Sensoren erfolgt bzw. das diese mit Ellenbogen oder Füßen betrieben werden können.
Was müssen Sie noch beachten, bevor Sie die Produktionsräume betreten dürfen?
Das vorgeschriebene Schuhwerk tragen, einen entsprechenden Kittel überziehen, Uhren, Ringe, Schmuck und ähnliches ablegen, Haarnetz bzw. ggf. Bartbinde tragen
Was verstehen Sie unter den Abkürzungen: SOS, PSA, SRS aus Sicht der Arbeitssicherheit?
Sauberkeit + Ordnung = Sicherheit
persönliche Schutzausrüstung
Stolpern, Rutschen, Stürzen (sind die häufigsten Unfälle).
Warum werden zum Reinigen von Anlagen und großen Flächen gerne Reinigungsschäume eingesetzt?
Man hat optisch eine Kontrolle, wo bereits Reinigungsmedium aufgetragen wurde.
Die Schäume haften auch an schrägen und kopfüberliegenden Flächen.
Eine laminare Rohrströmung sei durch das obere Strömungsprofil (Rotationsparaboloid) ausgebildet. Die Strömungsgeschwindigkeit u ist von Radius r abhängig und sei u(r)=r² mit r = 5 dm gegeben. Der Volumenstrom sei 393 Liter/s (Tipp: 393 = 125 π ). Die Dichte der Flüssigkeit ist konstant mit 2 kg/Liter. Berechnen Sie die mittlere Strömungsgeschwindigkeit u^-[m/s] und den Massenstrom m^° [kg/s].
Nennen Sie vier Vorteile von einbauten freien Durchflussmessern.
geringer Druckverlust
gut zu reinigen (molchen)
Suspensionen können passieren
Einbaulage beliebig
Was müssen Sie beim Einbau eines Schwebekörper - Durchflussmessers beachten?
die Einbaulage: vertikal
die Strömungsrichtung des Fluides: von unten
Welchen Durchflussmesser würden Sie für Rohrleitungen mit großen Durchmessern (2m - 3m) wählen? Welchen weiteren alleinigen Vorteil hat dieser Durchflussmesser?
Ultraschall Durchflussmesser bis 4 m
kann im Betrieb direkt auf die Rohrleitung nachgerüstet werden
Welchen Nachteil haben einbauten freie Durchflussmesser.
Sie funktionieren nicht ohne Strom und sind somit nicht Havarie sicher.
Was genau misst man
I) beim Corioliskraft Durchflussmesser;
II) Magnetisch Induktiven Durchflussmesser (MID)?
I) Corioliskraft ~ Massenstrom
II) Induktionsspannung ~ Strömungsgeschwindigkeit / Volumenstrom
Nennen Sie zwei Durchflussmesser, die sich für Gase besonders eignen.
Schwebekörper Durchflussmesser
Thermische Massedurchflussmessung
Was für ein Wärmetauscher (Bauart) setzt man üblicher Weise bei hoher Schmutzfracht ein?
Spiralwärmetauscher wegen der guten Reinigbarkeit
Newton
Joule
Pascal
Watt
Kubikmeter
Ohm
Hertz
Newtonmeter
Mikrometerschraube
Die Schichtdicke von Blechen
Durchmesser von Drähten & Kugeln
allg.: Abstand
Welche Einheit / Dimension hat die Skalar?
Dimension der Skalar: Länge [m]
die Einheit (der Wert) ist in [mm]
Welcher Wert (Einheit angeben!) wird angezeigt?
7,35 mm
Nennen Sie zwei weitere Messinstrumente mit denen die gleiche Dimension (Einheit) messen können.
Länge
Messschieber, Zollstock, Meterband, Lineal, Maßband
Nennen Sie zwei Ursachen, die zu Fehlern führen können.
Messschraube wird zu fest angezogen und verformt das Bauteil (plastisch/ elastisch) => Messwert zu klein
Messschraube wird verkantet angesetzt => Messwert zu groß
Wenn Sie die oben gemessenen Messwerte ganz genau vergleichen wollen, welchen weiteren Wert (Dimension/ Einheit) würden Sie messen?
Tipp: Dilatation!
Temperatur [K], wegen der Wärmeausdehnung
Wie nennt man das oben abgebildete Messinstrument?
Messschieber oder Schublehre auch mögl. Schieblehre
Was wird damit gemessen?
Innendurchmesser von Öffnungen
Durchmesser von Rohren
Welcher Wert (Einheit angeben!) wird angezeigt (Siehe links vergrößert)?
23,6 mm
Nennen Sie zwei weitere Messinstrumente mit denen die Gleiche Dimension (Länge [m])
(Einheit) messen können.
Länge:
Messschieber
Messschieber wird zu fest angezogen und verformt das Bauteil (plastisch/ elastisch) => Messwert zu klein
Messschieber wird verkantet angesetzt => Messwert zu groß
Wie bezeichnet man die beiden Skalen?
Hauptskale oder auch mm – Skalar
Nonius oder auch Feinskalar
Sie wollen den Füllstand eines Öltanks bestimmen. Dazu lassen Sie von oben in den Tank einen Stein senkrecht (siehe A) fallen und messen die Zeit Δt(a) bis zum Geräusch des Aufschlages des Steins auf der Flüssigkeitsoberfläche. Berechnen Sie den Füllstand. Die Schallgeschwindigkeit können Sie vernachlässigen.
Welche Füllhöhe hat der Tank, wenn sie die Schallgeschwindigkeit nicht vernachlässigen können?
Wenn der Stein nicht senkrecht nach unten fällt, sondern auf einer Wurfparabel (siehe B), wie verändert sich die Fallzeit Δt(b)?
Die Fallzeit verändert sich nicht: Δt(a) = Δt(b)
Wie viele Liter L Öl und welche Masse m Öl sind im Tank, wenn die Füllhöhe h(Füllh.) bekannt ist. Tankgeometrie: Zylinder.
Neben der Genauigkeit, welchen Nachsteil hat diese Methode?
Man hat Steine im Tank.
Lineal
m
Manometer
Druck
Pa
°C
Bürette
Volumen
m³
Amperemeter
Stromstärke
A
Psychrometer
Luftfeuchtigkeit
[ - ]
Zollstock
Barometer
Mensur
Lot
Winkel
Stromzange
Geigerzähler
Radioaktivität
Bq
Refraktometer
Brix
Wann tritt der Doppler – Effekt auf? (nicht den Effekt erklären!)
Wenn Sender und Empfänger sich relativ zu einander bewegen.
Wie / wodurch kann der Doppler-Effekt verstärkt werden?
Indem man die relative Geschwindigkeit (zwischen S/E) erhöht
Was kann man mit Hilfe des Doppler-Effekt messen?
Die relative Geschwindigkeit zwischen Sender / Empfänger
Was kann man durch die Phasenverschiebung von Radarwellen messen?
Die Geschwindigkeit von ultra schnellen Objekten (Galaxien)
Was kann man durch die Laufzeit von Radarwellen messen?
Die Entfernung zwischen Sender und Empfänger
Ändert sich die Schallgeschwindigkeit beim Doppler – Effekt?
Nein, lediglich die Frequenz!
Wie ändert sich die Frequenz eines Senders, wenn man auf Ihn zufährt?
Die Frequenz nimmt zu - sie erhöht sich.
Die Längenwelle nimmt ab: Periodendauer T ~ 1/f
Durch welche Frequenz kann eine sog.„Schwingungskatastrophe“ ausgelöst werden?
Durch die sog. Eigenfrequenz: Resonanzfrequenz
Nennen Sie einen Schaden, der durch eine „Schwingungskatastrophe“ verursacht werden kann.
Der Einsturz von Brücken (vgl. Film aus der Vorlesung)
Welche vier Aufgaben hat ein Lubricant?
Schmieren: Reduzierung des Gleitwiderstandes
Kühlen: Abtransport von z.B. Reibungswärme
Reinigen: Abtransport von „Bohrmehl“ oder Spänen
Schutz: Ölfilm schützt vor Oxidation (Anlaufen / Rosten)
Nennen Sie drei Ursachen, wodurch kann ein Lubricant altern bzw. unbrauchbar werden kann?
Thermische Belastung (Temperatur): Überhitzen
Altern / verharzen: u.a. oxidieren
Verschlammen: durch Verunreinigungen
Verlust der Schmierwirkung z.B. „ziehen“ von Wasser
Wodurch wird beim Automotor die Standzeit des Lubricanten erhöht?
Ölfilter: Entfernung von Ruß (keine Verschlammung)
Kühler: Vermeidung von Überhitzung / abführen der Wärm
Woraus besteht sog. Kühlsole? Welchen Nachteil bringt dies mit sich?
Wasser (H2O) und Salz (NaCl u.a. KCl)
Die Sole ist gegenüber Metallen (auch VA – Stählen) korrosiv.
Aus welchen vier wesentlichen Elementen besteht eine Wärmepumpe?
Verdampfer
Verdichter
Kondensator
Drossel
Welche elementare Funktion / Aufgabe hat eine sog. Wärmepumpe?
Wärme entgegen dem Temperaturgradienten zu transportieren,
d.h. eine Wärmemenge Q von einer Wärmequelle Wq
zu einer Wärmesenke Ws, wobei T(ws) > T(wq) ist.
Welche Thermalöle (Thermoöle; Wärmeträgeröle) verwenden Sie i.d.R. über 250°C
Silikon-Öle
Nennen Sie zwei Gefahren die von kryogenen Medien, die in der Lebensmittelindustrie verwendet werden, ausgehen.
Verbrennung: durch die hohe spezifische Kälte kann es bei
Kontakt zur Erfrierungen der Gliedmaßen kommen
Ersticken: Durch Verdrängung des Luftsauerstoffs kann es zur Atemnot kommen
Welches physikalische Prinzip wird zur Temperaturerfassung bei einem sog. „Pt 100“ genutzt?
Die Temperaturabhängigkeit des Elektrischen Widerstandes
Welche physikalische Größe gibt die Steigung der Geraden an (Einheit)?
Die Steigung entspricht dem temperaturspezifischen Widerstand [Ω/K] und ist ein Maß für die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes vom verwendeten Materials.
Welche zwei Vorteile hat der obige skizierte Einbaut des Pt 100 im Behälter?
Kann nicht durch ein Ruhrwerkzeug (Rührer) abgeschert werden.
Mist die Temperatur im oberen Bereich
(wichtig bei Schichten-Speichern / Boilern)
Nennen Sie zwei weitere physikalische Methoden der Temperaturmessung.
Thermospannung von Metallen (Cr/CrNi – Thermometer)
Wärmeausdehnung von Metallen (Bi- Metall – Thermometer
Nennen Sie vier typische Fehler, die bei der Temperaturmessung mit einem Flüssigkeitsthermometer auftreten können.
Temperatur liegt über Siedepunkte bzw. unter Gefrierpunkt der Thermometerflüssigkeit
Parallaxenfehler beim Ablesen der Temperaturskalar
Verwechseln der Skalen Grand Celsius °C mit Fahrenheit °F
Es besteht noch eine Temperaturdifferenz zwischen der
Thermometerflüssigkeit und der zu messenden Umgebung
Zeichen Sie eine Steuerkette (MSR – Technik) und benennen Sie die wesentlichen Elemente
Nennen Sie zwei beliebige Beispiele für eine Steuerung.
Volumenstrom beim Wasserhahn
Heizung mit Ventil (ohne Thermostat)
Worin besteht der wesentlich Unterschied zu einem Regelkreis?
Ist-Wert wird nicht mit Soll-Wert vergleichen
Keine Rückkoppelung des Ist-Wertes.
Die obere Abbildung zeigt einen Querschnitt durch eine Bourdon-Feder eines Rohrfedermanometers. Welche Aufbiegung Δl erfährt die Feder, wenn in ihr der Druck p1 anliegt?
Wie könnte man die Empfindlichkeit einer Bourdon – Feder für niedrigere Drücke erhöhen?
Nennen Sie zwei Möglichkeiten.
Empfindlichkeit der Bourdon – Feder erhöhen, d.h. größeres Δl bei gleichen Δp
Flächendifferenz erhöhen (A1 – A2) ; Federkonstante verkleinern cF
Wie wird ein Feder- Manometer i.d.R. gegen Druckschläge (Pulsation) gedämpft?
Es wird mit einem viskosen Öl bzw. mit einer Speerflüssigkeit gefüllt
Nennen Sie die Kontinuitätsgleichung für ein kompressibles Fluid.
Worin unterscheiden sich Druck und mech. Spannung (Formel / Einheiten)?
Druck: skalare Größe p = F/A [Pa]
Mech. Spannung: vektorielle Größe σ = F/A [N/m²]
Sie wollen die Empfindlichkeit (Auflösung) eines Urohrmanometers erhöhen.
Winkel des U–Schenkels (Schrägrohrmanometer) &
Dichte der Flüssigkeit
Wodurch kommt es bei induktiven Druckaufnehmern zur Veränderung der Induktivität bzw. bei kapazitiven Druckaufnehmern zur Veränderung der Kapazität?
Induktiver Druckaufnehmer: ein Eisenkern wird in die Spule gedrückt
somit Veränderung der Induktivität
kapazitiver Druckaufnehmer: die Kondensatorflächen werden zusammengedrückt
somit Veränderung des Abstandes = Veränderung der Kapazität
Welches ist die Einheit (Dimension) der elektr. Kapazität bzw. elektr. Induktivität?
Name und Formelzeichen
Kapazität C: Farad [F]
Induktivität L: Henry [H]
Welche physikalische Größe ändert sich beim Piezoresistiven bzw. Piezoelektrischen Effekt?
Piezoresistiven: der elektrische Widerstand R [Ω]
Piezoelektrischen: die elektrische Spannung U [V]
Durch welche zwei Angaben ist eine harmonische Schwingung i.d.R. beschrieben?
Was verstehen Sie unter dem Molchen von Rohrleitungen?
Das Reinigen von Rohrleitungen mittels eines Reinigungskörpers (Molch), welcher durch das Rohr gespült wird und so Verunreinigungen mech. löst.
Wann ist dieses nur eingeschränkt oder gar nicht möglich?
Wenn Einbauten (Armaturen), Verengungen und unüberwindbare Winkel in der Rohrleitung vorhanden sind
Welcher Parameter (Faktor) wird hierdurch im Sinnerschen Kreis erhöht?
Chemie, Temperatur und Zeit werden nicht beeinflusst.
Die mechanische Reinigung wird verstärkt (Scheuern).
Welche Form der Durchflussmessung müssen Sie wählen, damit ein Molchen möglich ist?
Welche, die frei von Einbauten sind
Ultraschall
MID
Coriolis
Sinnersche Kreis
Welche chemisch – physikalischen Zeck/Aufgabe haben folgende Reinigungsmittel bzw. Additive? Welche Rolle haben sie im Sinnerschen Kreis?
Säure
Tenside
Sand
Enzyme
Schaum / Gel
Säure Chemie: Lösen der Kalkseife
Tenside Chemie: Reduzierung Grenzflächenspannung
Sand Mechanik: Erhöhung der Scheuerwirkung
Enzyme Chemie: Abbau von Proteinen und Fetten
Schaum / Gel Zeit: Durch das Anhaften können diese lokal länger einwirken
Welches Prinzip führt bei der Reinigung mittels Ultraschall zum Reinigungsergebnis?
Schall = Druckwelle
Ultraschall = Hochfrequenten Druckwelle
somit mechanische Reinigung ; mech. Ablösen von Schutz an Oberflächen
Trägheitskraft
Wenn man eine Masse beschleunigen will
F(T)=m*a
Zentrifugalkraft
Wenn sich eine Masse auf einer Kreisbahnbewegt
F(Z)=m*w^2*r
Corioliskraft
Wenn sich eine Masse auf einer Kreisbahnbewegt und seinen Radius verändert
F(C)=m*v*w
Auftriebskraft
Wenn ein Körper von einem Fluid umgeben ist (bei Schwerkraft)
F(A)=V*delta p*a
Wofür steht die Abkürzung NPSH bei Pumpen (Nennung der Abkürzung)?
net positive suction head
Haltehöhe der Pumpe
Was versteht man unter dem NPSH?
Die Haltedruckhöhe der Pumpe oder NPSH entspricht dem Gesamtdruckabfall vom Saugstutzen (Liefergrenze) der Pumpe bis zum Laufradeintritt (Druckerhöhungszone im Laufrad) und kennzeichnet die Saugfähigkeit der Pumpe.
m rechten Diagramm sehen Sie den Druckverlauf in einer Pumpe. Zeichnen Sie den NPSH oben ins Diagramm ein.
Welche Gefahr besteht, wenn der NPSH zu groß wird?
Kavitation
Nennen Sie drei Möglichkeiten diese Gefahr zu reduzieren.
Pumpe möglichst nach unten stellen (Erhöhung des Hydrostatischen Druckes)
Kalte Flüssigkeit / kühlen (niedriger Dampfdruck)
Keine hohen Strömungsgeschwindigkeiten (Hydrodynamischer Druck)
Nennen Sie je einen Vorteil der Aufstellung der Pumpe P1 und P2 in der obigen Abbildung.
Pumpe P1: keine Gefahr des Einsaugens von Fremdkörpern (Schrauben, …)
Pumpe P2: Vermeidung von Kavitation (kurze Saugstrecke)
Welchen maximalen Unterdruck (Vakuum) können Sie mit einer Wasserstrahlpumpe (WSP) erreichen?
Wie man dieses Vakuum mit einer WSP verbessern?
Das Vakuum ist durch den Dampfdurck p(D) der Flüssigkeit begrenzt.
Wird dieser unterschritten siedet die Flüssigkeit.
Kaltes Wasser verwenden [pD = f(T)] niedrigerer Dampfdruck des Wassers.
Wann kann eine Flüssigkeit (z.B. Wasser) verdunsten?
wenn der Dampfdurck p(D) > p(0) Umgebungsdruck
Flüssigkeit siedet
Der Dampfdurck p(D)< p(0) Umgebungsdruck; p(D) > p(P) Partialdruck
Fl. verdunstet
Sie sehen einen Blitz und hören x Sekunden (Δt = x [s]) später den Donner. Wie weit ist das Gewitter, wenn Sie die Lichtgeschwindigkeit vernachlässigen können?
s = x * a(Blitz) [m]
Wie weit ist das Gewitter entfernt, wenn Sie die Lichtgeschwindigkeit cLicht [km/s] nicht vernachlässigen? Tipp: Licht und Schall starten zu gleich.
Last changed6 days ago
