Herangehensweise um Berechnung zu lösen!

[evacuate_the_dancefloor]

Vielleicht mal ne andere Frage:

Wie löst ihr eine Berechnung in einer mündlichen Prüfung, von der ihr keine Ahnung habt, wie man sie löst?

Hier geht es vorallem darum, wie man trotzdem Punkte abstauben kann oder Methoden anwenden kann, um auf die richtige Lösung zu kommen.



Für alle die das zu Abstrakt ist: Hier ne Aufgabe!

An einem Modell-Rührkessel mit einem Innendurchmesser von d=440mm und einem Füllinhalt von 55Litern sind Rührversuche zur Herstellung einer Glanzwachsemulsion durchzuführen. Die Dichte des Rührgutes wird mit 990kg/m3 angeben, die dynamische Viskosität mit 9*10hoch-3 kg/ms veranschlagt. Gewählt wird ein Schrägblattrührer mit 6 unter 45° Grad angestellten Blättern und 4 Wandstrombrechern. Für einen rührer dieses Ryps sind zu bestimmen:
Rührerdurchmesser d, Rührerdrehahl n, Reynoldszahl, Rührleistung.

PS: Es geht hier nicht speziell darum ,diese Aufgabe zu lösen. Sondern wie man sich herantastet und auf die richtige Lösung kommen kann. Vorgegebene 50-seitige Formelsammlung ist gegeben.

 

[evacuate_the_dancefloor]

1. Punkt wäre z.B. mal ne Skizze zu zeichnen, um eine grobe Übersicht zu erhalten.

Eine andere Idee wäre, Randbedingungen erstmal wegzustreichen und so die Aufgabe zu vereinfachen. Und dann am Schluss die Randbedingungen wieder einzusetzen.

Eine andere Möglichkeit wäre, die ganze Formelsammlung nach den gegeben Paramtern zu untersuchen, um die gewünscht(n) Formeln zu finden. Ist aber zeitaufwendig und man sollte schon ne Ahnung haben, was man berechnen will.

 

[mfb]

Toll sind oft Dimensionsbetrachtungen, wenn man nicht mehr weiter weiß.

Was haben wir?

Durchmesser: Länge
Höhe: Länge (über Füllinhalt und Durchmesser bestimmbar)
Dichte: Masse pro Volumen
Viskosität: Masse pro (Länge mal Zeit)
dazu ein paar dimensionslose Werte. Relevante Naturkonstanten sehe ich hier nicht.

Die Rührerdrehzahl ist 1/Zeit, also muss sie schonmal proportional zur Viskosität sein (sonst erhält man nie diese Zeiteinheit). Damit die Masse rausfällt, muss das noch durch die Dichte geteilt werden, dann bleibt noch eine Fläche übrig. Da die Höhe vermutlich nicht weiter relevant ist, ist das hier dann wohl die Querschnittsfläche des Behälters.

Also: Rührerdrehzahl = Vorfaktor*Viskosität/(Dichte*Querschnittsfläche)
Den Vorfaktor kann man mit der Methode nicht erhalten, allerdings sind das in der Regel Werte in der Nähe von 1, selten kleiner als 0,1 oder größer als 10.

Die Rührerleistung hat die Einheit kg*m^2/s^3 und ist wohl proportional zur Höhe, also fehlt noch ein Faktor kg*m/s^3. Die Zeitabhängigkeit hole ich mir über die Rührerdrehzahl, kg*m sind Dichte*Querschnittsfläche^2, ergäbe also insgesamt Rührerleistung=Höhe*Dichte*Querschnittsfläche^2*Rührerdrehzahl^3
oder, weil Höhe*Dichte*Querschnittsfläche gerade die Masse ist:
Rührerleistung=Rührmasse*Rührfläche*Rührerdrehzahl^3
was gar nicht mal so schlecht klingt.


Für die Reynoldszahl wird das komplizierter, weil diese dimensionslos ist. Allerdings kann man nachschauen, wie man diese berechnet: Dichte*charGeschwindigkeit*charLänge/dynViskosität

Die Dichte ist gegeben, eine charakteristische Geschwindigkeit kann man aus dem Durchmesser multipliziert mit der Rührerdrehzahl (und evtl. noch pi) erhalten, die charakteristische Länge ist der Durchmesser des Gefäßes oder Ähnliches, die dynamische Viskosität ist gegeben.

Der Rührerdurchmesser wird wohl proportional zum Gefäßdurchmesser sein, ohne Kenntnisse in Rührtechnik kommt man hier aber nicht weiter.


So - ich habe absolut null Ahnung von Rührern, aber mit einer Betrachtung wie oben:
- hat man gute Chancen auf die richtige Formel (ohne Vorfaktor) und damit eine gute Abschätzung
- verbraucht man Zeit in der Prüfung
- macht man ggf. Eindruck auf die Prüfer, weil Können meistens über Wissen gestellt wird. "Ich kenne die Formel nicht auswendig, aber ich kann sie herleiten" ist immer gut.

 

[MesH]

Ich kann zu sowas keine Hilfe geben weil ich kA hab, aber was in mündlichen Prüfungen immens wichtig ist, und wo ich selbst auch drauf achte: Wenn man was gefragt wird, was man nicht sofort weiß, sich Zeit nehmen und nen Moment in Ruhe und strukturiert nachdenken. Niemals direkt losschwätzen. Selbst wenn man nicht drauf kommt, kann man wenigstens erklären, was man tun wollte.

 

[evacuate_the_dancefloor]

Danke mfb. Hat geklappt. Hab heute ne 1 gekriegt. Ich so nach 10 Minuten fertig. Sie stimmt so alles. .. Kann ich jetzt gehen? ähm.. hm.. ja juhu!