Bildungs-Pilotanlage für die PVT-Kurvenbestimmung von Kohlendioxid für verfahrenstechnische Einheiten

Einführung

Die Bildungs-Pilotanlage für die PVT-Kurvenbestimmung von Kohlendioxid ist ein fortschrittliches Labor-Trainingssystem, entwickelt für ingenieur- und naturwissenschaftliche Fakultäten an Universitäten. Diese Anlage ermöglicht es Studierenden, das thermodynamische Verhalten reiner Stoffe am Beispiel von Kohlendioxid ($CO_2$) als Arbeitsmedium zu untersuchen. Durch die Erfassung von Druck-, Volumen- und Temperaturdaten (PVT) nahe der kritischen Region schließt die Anlage die Lücke zwischen theoretischer Thermodynamik und physikalischen verfahrenstechnischen Anwendungen. Um unterschiedlichen Lehrplananforderungen und Laboranordnungen gerecht zu werden, bietet LABPARK anpassbare Konfigurationen für diese Pilotanlage an – sowohl für Hardware-Komponenten als auch für softwaregestützte Datenerfassungssysteme.

Wesentliche Merkmale und pädagogische Vorteile

Entwickelt speziell für Universitätsprofessoren und Laborleiter, vereinfacht diese Bildungspilotanlage die Vermittlung komplexer thermodynamischer Phänomene durch praxisnahe Bedienung und klare visuelle Nachweise.

• Direkte Visualisierung kritischer Phänomene: Die integrierte, gut einsehbare Beobachtungskammer ermöglicht es Studierenden, kritische Opaleszenz, Phasenübergangsgrenzen und den charakteristischen Übergang von Gas- und Flüssigphasen bei der Vereinigung am kritischen Punkt direkt zu beobachten.
• Präzise Messinstrumente: Ausgestattet mit einem zuverlässigen Kolbenmanometer und hochgenauen thermischen Regelsystemen gewährleistet die Anlage eine stabile, reproduzierbare Datenerfassung für die Darstellung isothermer Kurven.
• Umfassende Isothermenkartierung: Studierende können systematisch thermodynamische Daten für flüssige, gasförmige und überkritische Bereiche erfassen und auswerten, was die manuelle oder digitale Erstellung von $CO_2$-P-V-Diagrammen ermöglicht.
• Konstruktion in Ingenieursqualität: Gebaut mit einem industriellen Aluminiumrahmen und arretierbaren Rollen, verbindet die Anlage robuste Stabilität mit einfacher Mobilität im Labor.
• Sicherheitsorientiertes Design: Das System verfügt über transparente Schutzschilde um Hochdruckkomponenten und deutliche analoge Druckanzeiger, um eine sichere Lehrumgebung während unter Druck stehender Betriebsvorgänge zu gewährleisten.

Details & Komponenten

Technische Spezifikationen und experimenteller Anwendungsbereich

Die folgenden Tabellen beschreiben die technischen Parameter der Pilotanlage und zeigen, wie die Versuchsmodule grundlegenden ingenieurwissenschaftlichen Prinzipien zugeordnet werden.

Technische Spezifikationen

Versuchsmodule und Lehrplanzuordnung

Lehrplanintegration und Fachbereiche

Diese Pilotanlage ist ein unverzichtbares Gut für Fakultäten mit Fokus auf Chemieingenieurwesen, Thermische Energietechnik, Umwelttechnik und Lebensmittelverfahrenstechnik (insbesondere dort, wo überkritische Fluidtechnologien angewendet werden).

Durch die Integration dieses Geräts in das Laborlehrprogramm können Dozenten Themen unterstützen, die in weithin anerkannten akademischen Lehrbüchern behandelt werden:

• Thermodynamische Grundlagen: Die Anlage dient als physikalische Ergänzung zu Themen aus Einführung in die chemieingenieurwissenschaftliche Thermodynamik und ermöglicht es Studierenden, Zustandsgleichungen (wie Van der Waals, Redlich-Kwong) zu validieren und Phasengleichgewichte, kritische Eigenschaften und das PVT-Verhalten reiner Fluide zu untersuchen.
• Verfahrenstechnische Einheiten: In Übereinstimmung mit Unit Operations of Chemical Engineering führt die Anlage Studierenden an den praktischen Umgang mit Drucksystemen, Fluideigenschaften bei variablen Temperaturen und das Phasenverhalten heran, das industrielle Trennverfahren bestimmt.
• Transportphänomene und Prozessauslegung: Konzepte aus Transport Processes and Unit Operations und Chemical Engineering Design – wie physikalische Eigenschaftsschätzung, Phasenverhalten in Strömungen und Druckbehälterüberwachung – werden durch die physische Instrumentierung und den Betrieb dieser Pilotanlage im Maßstab demonstriert.

Anpassungsleistungen

Um eine nahtlose Übereinstimmung mit den spezifischen Laborraum- und Lehrzielen Ihrer Einrichtung zu gewährleisten, können sowohl die Hardwarearchitektur als auch die Softwaresteuerungssysteme dieser Pilotanlage auf Anfrage angepasst werden. Unabhängig davon, ob Sie spezifische digitale Sensorintegrationen, angepasste Computer-Interface-Software oder veränderte Außenmaße zur Anpassung an vorhandene Laborbänke benötigen, bietet LABPARK ingenieurtechnische Unterstützung, um die exakten Anforderungen Ihrer Fakultät zu erfüllen.

Über LABPARK

LABPARK ist seit über 20 Jahren im globalen Hochschulbereich tätig und spezialisiert sich auf die Entwicklung und Herstellung fortschrittlicher Bildungsgeräte. Wir fokussieren uns auf die Bereitstellung robuster ingenieurwissenschaftlicher Trainingsgeräte und Pilotanlagen für sechs akademische Hauptbereiche: Chemie, Chemieingenieurwesen, Biotechnologie, Lebensmittelingenieurwesen, Pharmazeutische Ingenieurwissenschaft und Umwelttechnik.

Getrieben von Innovation und Ausrichtung an akademischen Anforderungen hält LABPARK 209 technische Patente und hat erfolgreiche Partnerschaften mit mehr als 289 Universitäten und Hochschulen weltweit aufgebaut. Alle Forschungs-, Entwicklungs- und Herstellungstätigkeiten werden in unserem modernen 49.000 Quadratmeter großen Produktionsstandort durchgeführt, sodass jedes Laborgerät vor der Lieferung strengen ingenieurwissenschaftlichen Qualitätsstandards entspricht.

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