Maßstabsvergrößerung


Die Maßstabsvergrößerung erfolgt in 7 Schritten und muss die folgenden Fragen beantworten:
1 Was sind die Ziele der Maßstabsvergrößerung? Was sind die wichtigen Aspekte des Prozesses? Was will man in Angriff nehmen?
2 Was leistet die Arbeit im Prozess (der „Treiber“)? Was sind die kontrollierenden Mechanismen? Wie groß ist der Job? Wo findet der Prozess statt?
3 Wie sehen Physik und Chemie des Prozesses aus? Welche Strömungszustände treten auf?
4 An dieser Stelle kann geometrische Ähnlichkeit angenommen werden - sie ist aber nicht wirklich notwendig, kann aber als Ausgangspunkt dienen
5 Aus Daten und Korrelationen wird die Skalierungsmethode gewählt. Die Geometrie wird aus geometrischer Ähnlichkeit abgeleitet, die 6 Prozessbedingungen ergeben sich aus der Analyse der Daten und Korrelationen
6 Ist die Maßstabsvergrößerung angemessen? Hat sie ihren Zweck erreicht? Wird es eine arbeitsfähiger Prozess sein?
7 Falls „ja“ - Stopp! Falls „nein“ - gehe zu „Plan B“ - ein guter „Plan B“ kann sein, die Geometrie zu ändern!
Designoptionen reduzieren Unsicherheiten und Risiken!

Maßstabsvergrößerung ist eine Kunst.

Ähnlichkeitstheorie


Mit Hilfe der Ähnlichkeitstheorie kann man auch komplexe verfahrenstechnische Zusammenhänge beschreiben. Voraussetzung dafür ist, dass man eine vollständige Relevanzliste aufstellen kann. Die Relevanzliste umfasst:

In der Regel haben die aus der Ähnlichkeitstheorie abgeleiteten Parameter, wie z.B. ein Wärmeübergangskoeffizient, ein Vertrauensintervall von +/ 25 %. Damit kann man eine Miniplant oder eine Pilotanlage auslegen, wenn man die entsprechende Zuschläge zur Überdimensionierung der Apparate und Maschinen berücksichtigt.

Soll eine Produktionsanlage auf Basis ähnlichkeitstheoretischer Ansätze ausgelegt bzw. im Maßstab vergrößert werden, kann man mit sehr hoher Genauigkeit den Maßstab vergrößern, da die ähnlichkeitstheoretisch abgeleiteten Proportionalitäten sehr präzise sind. Voraussetzung dafür ist, dass man über Parameter verfügt, die experimentell an dem jeweils kleineren Maßstab ermittelt wurden.