Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2017

Chemieingenieurwissenschaften Bachelor Information
5. Semester
Obligatorische Fächer
Prüfungsblock Thermodynamik und Transportphänomene
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0557-00LChemical Engineering ThermodynamicsO4 KP3GA. Butté
KurzbeschreibungThis course teaches the fundamentals of thermodynamics applied to the description of real mixtures in the presence of physicochemical equilibria, including methods to quantitatively estimate them. While giving insights into the meaning and properties of main thermodynamic quantities, the course keeps primary focus on application to real chemical engineering problems.
LernzielThe objective of the course is twofold. First, to teach the methods to calculate the volumetric and thermodynamic properties of mixtures in the presence of physicochemical equilibria. In particular, students are supposed to acquire the knowledge on which thermodynamic properties have to be estimated to carry out such calculation, on which data which need to be gathered and estimated, on the methods, the relative assumption and approximations. Second, the course is intended to give the students a sufficient theoretical insight on the thermodynamic properties, which will be used for future applications and studies.
InhaltThe first part of the course is focusing on pure fluids (ideal and real). First, some fundamentals of thermodynamics are reviewed, including thermodynamic quantities and balances (of mass, energy and entropy). Then, equations of state and their use to estimate the volumetric properties of pure fluids are introduced. Finally, it is discussed how to use previous results for the estimation of the main thermodynamic properties (internal energy, enthalpy, entropy, free Gibbs energy, fugacity, etc.).

The second part of the course is focusing on mixtures, starting from binary mixture to mixtures of N components. Again, real mixtures are discussed, with emphasis on when such mixtures can be approximated as ideal ones and on the corrections which are needed to switch from ideal to real mixtures. As for pure fluids, first the use of the equations of state is discussed to estimate volumetric properties, then the estimation of thermodynamic properties of mixtures is introduced. In this part, a particular focus is given to phase equilibria in the absence of chemical reactions. The most common equilibria (liquid-vapor, solid-liquid, liquid-liquid, etc) are discussed.

In the last part of the course, the chemical equilibria are discussed, with particular focus on the calculation of mass and energy balances for multicomponent systems (mixtures), also in the presence of physical equilibria.

During the lectures, theoretical aspects will be discussed and will be linked to application by the discussion of a comprehensive study case, including the methods for its solution. Detailed exercises will be given (and discussed later) to the students, to let them familiarize with the main methods discussed during the lecture.
SkriptNo script will be available. Support material consists of PowerPoint presentations, which will be available in PDF format online.
LiteraturBooks on this subject can be mostly found under the title: 'Chemical Engineering Thermodynamics', 'Thermodynamics for Chemical Engineers', or 'Chemical Process Principles'. A selection:

{1} "A textbook of Chemical Engineering Thermodynamics", K.V. Narayanan, PHI Learning Private Limited 2013
{2} "Thermodynamik", J. Gmehling, B. Kolbe, 2. Auflage, VCH Weinheim 1992
{2a} "Chemical and Engineering Thermodynamics", S.I. Sandler, 3rd edition, John Wiley 1999
{2b} "Chemical and Process Thermodynamics", B.G. Kyle, 2nd edition, Prentice Hall 1992
{2c} "Thermodynamik", C. Lüdecke, D. Lüdecke, Springer Verlag 2000
{2d} "Thermodynamik der Gemische", A. Pfennig, Springer Verlag 2004
{3} "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics", J.M. Smith, H.C. van Ness, 4th edition, McGraw-Hill 1987
{4} "Chemical Engineering Thermodynamics", T.E. Daubert, McGraw-Hill 1985
{5} "Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria", J.M. Prausnitz, R.N. Lichtenthaler, E.G. de Azevedo, 2nd edition, Prentice Hall 1986
{6} "Chemical Process Principles", O.A. Hougen, K.M. Watson, R.A. Ragatz, Volume 2, 2nd edition, John Wiley 1962

Acquisition of material properties and data:

{7} "The Properties of Gases and Liquids", R.C. Reid, J.M. Prausnitz, B.E. Poling, 4th ed., McGraw Hill 1987
{8} "Data Compilation Tables of Properties of Pure Compounds", ed. by T.E. Daubert, R.P. Danner, AIChE Design Institute for Physical Property Data, New York 1984
{9} "Manual for Predicting Chemical Process Design Data", ed. by R.P. Danner, T.E. Dau¬bert, AIChE Design Institute for Physical Property Data, New York 1985
{10} "Chemistry Data Series", ed. by J. Gmehling, U. Onken, Dechema, Frankfurt
{11} "TRC Thermodynamic Tables", Thermodynamic Research Center, College Station USA
{12} "Zahlenwerte und Funktionen aus Naturwissenschaften und Technik", Landolt-Börnstein,Band IV, Teil 4, Bandteil a.
{13} "Ekilib", Macintosh-Programm zur Berechnung von Phasengleichgewichten, L.A. Baez, F.A. Da Silva, E.A. Müller, Universidad Simon Bolivar, Caracas 1991
{14} "The second virial coefficients", J.H. Dymond, E.B. Smith, Clarendon Press, Oxford 1969
{15} "Chemical Thermodynamics", I. Prigogine, R. Defay, Longmans, London 1954
{16} "Steam Tables in SI Units", U. Grigull, J. Staub, P. Schiebener, Springer 1984
{17} Link
Voraussetzungen / BesonderesKnowledge in chemical thermodynamics required
151-0917-00LMass TransferO4 KP2V + 2UR. Büchel, K. Wegner, M. Eggersdorfer
KurzbeschreibungDiese Vorlesung behandelt Grundlagen der Transportvorgänge, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Stofftransport liegt. Die physikalische Bedeutung der Grundgesetze des Stofftransports wird dargestellt und quantitativ beschrieben. Des weiteren wird die Anwendung dieser Prinzipien am Beispiel relevanter ingenieurtechnischer Problemstellungen aufgezeigt.
LernzielDiese Vorlesung behandelt Grundlagen der Transportvorgänge, wobei das Hauptaugenmerk auf dem Stofftransport liegt. Die physikalische Bedeutung der Grundgesetze des Stofftransports wird dargestellt und quantitativ beschrieben. Des weiteren wird die Anwendung dieser Prinzipien am Beispiel relevanter ingenieurtechnischer Problemstellungen aufgezeigt.
InhaltFicksche Gesetze; Anwendungen und Bedeutung von Stofftransport; Vergleich von Fickschen Gesetzen mit Newtonschen und Fourierschen Gesetzen; Herleitung des zweiten Fickschen Gesetzes; Diffusion in verdünnten und konzentrierten Lösungen; Rotierende Scheibe; Dispersion; Diffusionskoeffizient, Gasviskosität und Leitfähigkeit (Pr und Sc); Brownsche Bewegung; Stokes-Einstein-Gleichung; Stofftransportkoeffizienten (Nu und Sh-Zahlen); Stoffaustausch über Grenzflächen; Reynolds- und Chilton-Colburn-Analogien für Impuls-, Wärme- und Stofftransport in turbulenten Strömungen; Film-, Penetrations- und Oberflächenerneuerungstheorien; Gleichzeitiger Transport von Stoff und Wärme oder Impuls (Grenzschichten); Homogene und heterogene, reversible und irreversible. Anwendungen Reaktionen; "Diffusionskontrollierte" Reaktionen; Stofftransport und heterogene Reaktion erster Ordnung.
LiteraturCussler, E.L.: "Diffusion", 3nd edition, Cambridge University Press, 2009.
Voraussetzungen / BesonderesEs werden 2 Tests zur Vertiefung des Lernstoffs angeboten. Die Teilnahme ist obligatorisch.
529-0636-00LWärmetransport und Strömungslehre Belegung eingeschränkt - Details anzeigen O4 KP4GA. A. Kubik
KurzbeschreibungVermittlung der Grundlagen und der Methoden zur qualitativen und quantitativen Beschreibung von Wärmetransport- und Strömungsvorgängen mit Hauptaugenmerk auf physikalisch-chemische Prozesse
LernzielDie Studierenden sollen am Ende des Kurses mit den Grundlagen von Wärmetransport- und Strömungsvorgängen vertraut sein und die Fähigkeit erworben haben, Wärmetransport- und Strömungsvorgänge in praktischen physikalisch-chemischen Prozessen zu beschreiben und Berechnungen dazu durchführen zu können
InhaltMechanismen von Wärme- und Impulstransport; Analogie zwischen Stoff-, Wärme- und Impulstransport; Dimensionsanalyse; Kinematik und Kontinuumsmechanik; stationäre und instationäre, laminare und turbulente Strömung; reibungsfreie Strömungen; Bernoulli-Gleichung; Navier-Stokes-Gleichungen; Grenzschichttheorie; stationäre und instationäre Wärmeleitung; konvektiver Wärmeübergang; Wärmetransportkorrelationen; Wärmestrahlung
SkriptEin Skript wird abgegeben
Prüfungsblock Reaktionstechnik und Modellierung
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0632-00LHomogeneous Reaction EngineeringO4 KP3GM. Morbidelli, T. Casalini
KurzbeschreibungHomogene Reaktionstechnik, Ideale Reaktoren: Optimierung von Umsatz und Selektivitaet komplexer kinetischer Netzwerke. Waermeeffekte in chemischen Reaktoren. Verweilzeitverteilungen. Analyse und Auslegung chemischer Reaktoren. Schnelle Reaktionen in turbulenter Stroemung. Sensitivitaet und Stabilitaet chemischer Reaktoren.
LernzielBereitstellung einer kompletten Methodologie fuer die Analyse und Auslegung homogener Reaktoren
InhaltKinetische Modelle für homogene Reaktionen. Ermittlung und Analyse experimenteller Geschwindigkeitsdaten. Isotherme ideale Reaktoren. Komplexe Reaktionsnetzwerke. Reaktordesign zur Umsatz- und Selektivitätsoptimierung. Adiabatische und nicht-isotherme Reaktoren. Temperatureffekte auf reversible Reaktionen. Verweilzeitverteilung in chemischen Reaktoren. Mischungseffekte in reagierenden Systemen. Design realer Reaktoren. Parametrische Sensitivitaet und Reaktorstabilität.
SkriptSkripte stehen auf der Website der Gruppe Morbidelli zur Verfuegung
LiteraturH.S. Fogler, Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall, 3rd edition, 1999
O. Levenspiel, Chemical Reaction Engineering, John Wiley, 3rd edition, 1999
J. Baldyga and J.R. Bourne, Turbulent Mixing and Chemical Reactions, John Wiley, 1999
A. Varma, M. Morbidelli and H. Wu, Parametric Sensitivity in Chemical Systems, Cambridge University Press, 1999
A. Varma and M. Morbidelli, Mathematical Methods in Chemical Engineering, Oxford University Press, 1997
752-4001-00LMikrobiologie Information O2 KP2VM. Ackermann, M. Schuppler, J. Vorholt-Zambelli
KurzbeschreibungVermittlung der Grundlagen im Fach Mikrobiologie mit Schwerpunkt auf den Themen: Bakterielle Zellbiologie, Molekulare Genetik, Wachstumsphysiologie, Biochemische Diversität, Phylogenie und Taxonomie, Prokaryotische Vielfalt, Interaktion zwischen Menschen und Mikroorganismen sowie Biotechnologie.
LernzielVermittlung der Grundlagen im Fach Mikrobiologie.
InhaltDer Schwerpunkt liegt auf den Themen: Bakterielle Zellbiologie, Molekulare Genetik, Wachstumsphysiologie, Biochemische Diversität, Phylogenie und Taxonomie, Prokaryotische Vielfalt, Interaktion zwischen Menschen und Mikroorganismen sowie Biotechnologie.
SkriptWird von den jeweiligen Dozenten ausgegeben.
LiteraturDie Behandlung der Themen erfolgt auf der Basis des Lehrbuchs Brock, Biology of Microorganisms
401-0675-00LStatistical and Numerical Methods for Chemical EngineersO3 KP2V + 2UR. Käppeli, P. Müller, M. Sokolov
KurzbeschreibungThis course covers common numerical algorithms and statistical methods used by chemical engineers to solve typical problems arising in industrial and research practice.
LernzielThis course covers common numerical algorithms and statistical methods used by chemical engineers to solve typical problems arising in industrial and research practice. The focus is on application of these algorithms to real world problems, while the underlying mathematical principles are also explained. The MATLAB environment is adopted to integrate computation, visualization and programming.
InhaltTopics covered:

Part I: Numerical Methods:
- Interpolation & Numerical Calculus
- Non-linear Equations
- Ordinary Differential Equations
- Partial Differential Equations
- Linear and Non-linear Least Squares

Part II: Statistical Methods:
- Data analysis and regression methods
- Statistical experimental design
- Multivariate analysis of spectra
SkriptFor the numerics part, see Link

For the statistics part, see Link
LiteraturRecommended reading:
1) R. Pratap, Getting Started with Matlab: A Quick Introduction for
Scientists and Engineers, Qxford University Press, 2001
2) A. Constantinides, N. Mostoufi, Numerical Methods for Chemical
Engineers with Matlab Applications, Prentice Hall, 1999
3) K.J. Beers: Numerical Methods for Chemical Engineering, Cambridge, 2007
4) W. A. Stahel, Statistische Datenanalyse, Vieweg, 4th edition 2002
351-0778-00LDiscovering Management
Entry level course in management for BSc, MSc and PHD students at all levels not belonging to D-MTEC. This course can be complemented with Discovering Management (Excercises) 351-0778-01.
O3 KP3GB. Clarysse, M. Ambühl, S. Brusoni, E. Fleisch, G. Grote, V. Hoffmann, T. Netland, G. von Krogh, F. von Wangenheim
KurzbeschreibungDiscovering Management offers an introduction to the field of business management and entrepreneurship for engineers and natural scientists. The module provides an overview of the principles of management, teaches knowledge about management that is highly complementary to the students' technical knowledge, and provides a basis for advancing the knowledge of the various subjects offered at D-MTEC.
LernzielDiscovering Management combines in an innovate format a set of lectures and an advanced business game. The learning model for Discovering Management involves 'learning by doing'. The objective is to introduce the students to the relevant topics of the management literature and give them a good introduction in entrepreneurship topics too. The course is a series of lectures on the topics of strategy, innovation, corporate finance, leadership, design thinking and corporate social responsibility. While the 14 different lectures provide the theoretical and conceptual foundations, the experiential learning outcomes result from the interactive business game. The purpose of the business game is to analyse the innovative needs of a large multinational company and develop a business case for the company to grow. This business case is as relevant to someone exploring innovation within an organisation as it is if you are planning to start your own business. By discovering the key aspects of entrepreneurial management, the purpose of the course is to advance students' understanding of factors driving innovation, entrepreneurship, and company success.
InhaltDiscovering Management aims to broaden the students' understanding of the principles of business management, emphasizing the interdependence of various topics in the development and management of a firm. The lectures introduce students not only to topics relevant for managing large corporations, but also touch upon the different aspects of starting up your own venture. The lectures will be presented by the respective area specialists at D-MTEC.
The course broadens the view and understanding of technology by linking it with its commercial applications and with society. The lectures are designed to introduce students to topics related to strategy, corporate innovation, leadership, corporate and entrepreneurial finance, value chain analysis, corporate social responsibility, and business model innovation. Practical examples from industry experts will stimulate the students to critically assess these issues. Creative skills will be trained by the business game exercise, a participant-centered learning activity, which provides students with the opportunity to place themselves in the role of Chief Innovation Officer of a large multinational company. As they learn more about the specific case and identify the challenge they are faced with, the students will have to develop an innovative business case for this multinational corporation. Doing so, this exercise will provide an insight into the context of managerial problem-solving and corporate innovation, and enhance the students' appreciation for the complex tasks companies and managers deal with. The business game presents a realistic model of a company and provides a valuable learning platform to integrate the increasingly important development of the skills and competences required to identify entrepreneurial opportunities, analyse the future business environment and successfully respond to it by taking systematic decisions, e.g. critical assessment of technological possibilities.
Voraussetzungen / BesonderesDiscovering Management is designed to suit the needs and expectations of Bachelor students at all levels as well as Master and PhD students not belonging to D-MTEC. By providing an overview of Business Management, this course is an ideal enrichment of the standard curriculum at ETH Zurich.
No prior knowledge of business or economics is required to successfully complete this course.
Prüfungsblock Katalyse und Heterogene Verfahren
Angebot im Frühjahrssemester
Prüfungsblock Prozesstechnik
Angebot im Frühjahrssemester
Praktika und Fallstudien
NummerTitelTypECTSUmfangDozierende
529-0549-01LFallstudien IO3 KP3AS. Papadokonstantakis, J. Dolenc, U. Fischer
KurzbeschreibungSchwerpunkt von Teil I der Fallstudie ist eine literaturbasierte Gegenüberstellung verschiedener Prozessvarianten. Zu diesem Zweck sollen relevante Daten über einen vorgegebenen Prozess gesammelt und eine vergleichende Prozessbeurteilung erarbeitet werden. Eine vielversprechende Prozessvariante wird in der Folge ausgewählt und ein Blockdiagramm sowie Massen- und Energiebilanzen erstellt.
Lernziel- Kennenlernen verschiedener Informationsträger
- Anwendung des Stoffes aus den Vorlesungen
- Problemzentriertes Vorgehen (Anwendung verschiedener Methoden auf den selben Gegenstand)
- Projektarbeit (Planung, Teamarbeit)
- Berichterstattung und Vortragstechnik
InhaltSchwerpunkt von Teil I der Fallstudie ist eine literaturbasierte Gegenüberstellung verschiedener Prozessvarianten. Zu diesem Zweck sollen relevante Daten über einen vorgegebenen Prozess zusammengetragen und bearbeitet werden. Dies sind zum einen Stoffdaten (physiko-chemische, toxikologische, sicherheits- und umweltrelevante Daten für die beteiligten Stoffe) und zum anderen Informationen über Synthesewege und deren technische Realisierung (Reaktionsmechanismen und Kinetik, benötigte Aufarbeitungs- und Trennverfahren, sowie ökonomische Kenngrössen, Umwelt- und Sicherheitsaspekte). Anhand dieser aus Literatur und Datenbanken zusammengetragenen Informationen und qualitativer und quantitativer Zielgrössen erfolgt eine erste vergleichende Prozessbeurteilung. Eine vielversprechende Prozessvariante wird in der Folge ausgewählt und ein Blockdiagramm sowie Massen- und Energiebilanzen erstellt.
529-0639-01LChemieingenieurwesen IO6 KP8PM. Morbidelli, N. Kobert
KurzbeschreibungEinführung in verschiedene Arbeitsmethoden der Chemieingenieurwissenschaften in enger Abstimmung mit den Vorlesungsinhalten. Die Studenten führen in Zweiergruppen Experimente aus folgenden Bereichen durch: Thermodynamik
und Phasengleichgewichte einschliesslich Elektrochemie, Transportphänomene, Kinetik und Selektivität komplexer Reaktionen, Charakterisierung idealer und realer Reaktoren.
LernzielEinführung in verschiedene Arbeitsmethoden der Chemieingenieurwissenschaften in enger Abstimmung mit den Vorlesungsinhalten.
InhaltDie Studenten führen in Zweiergruppen Experimente aus folgenden Bereichen durch: Thermodynamik und Phasengleichgewichte einschliesslich Elektrochemie, Transportphänomene, Kinetik und Selektivität komplexer Reaktionen, chemische Reaktionstechnik, insbesondere Charakterisierung idealer und realer Reaktoren.
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