Τα διαγράμματα ροής της διεργασίας είναι απαραίτητα εργαλεία στη χημική μηχανική και τη μηχανική της διεργασίας. Αντιπροσωπεύουν οπτικά τη ροή των υλικών και της ενέργειας μέσα σε ένα σύστημα, βοηθώντας στον υπολογισμό των ισορροπιών.

Κατανόηση διαγραμμάτων ροής διεργασίας

Ένα διάγραμμα ροής διεργασίας (PFD) απεικονίζει τον κύριο εξοπλισμό, τα ρεύματα και τις κατευθύνσεις ροής σε μια διαδικασία. Παρέχει μια απλοποιημένη άποψη που βοηθά στον προσδιορισμό των εισροών και των εκροών κάθε λειτουργίας μονάδας.

Υπολογίζοντας τις Υλικές Ισορροπίες

Οι υλικές ισορροπίες περιλαμβάνουν τη λογιστική για όλες τις ροές εισόδου και εξόδου των υλικών σε μια διαδικασία. \" θεμελιώδης αρχή είναι ότι η μάζα διατηρείται. Η βασική εξίσωση είναι:

Εισροή = Έξοδος + Συσσώρευση

Για τις διεργασίες σταθερής κατάστασης, η συσσώρευση είναι μηδενική, απλοποιώντας τους υπολογισμούς σε:

Εισροή = έξοδος

Αναλύοντας το διάγραμμα ροής, μπορείτε να ρυθμίσετε εξισώσεις για κάθε συστατικό και να λύσετε για άγνωστες ποσότητες.

Υπολογισμός των ενεργειακών ισορροπιών

Η αρχή ορίζει ότι η ενέργεια που εισέρχεται και αφήνει ένα σύστημα πρέπει να είναι ίση, αντιπροσωπεύοντας τις αλλαγές στην εσωτερική ενέργεια και την εργασία που γίνεται.

Η γενική εξίσωση ισοζυγίου ενέργειας είναι:

Ενέργεια σε = Ενέργεια Εξουδετέρωση + Αλλαγή στην Εσωτερική Ενέργεια

Σε σταθερές διαδικασίες, η αλλαγή της εσωτερικής ενέργειας είναι συχνά αμελητέα, απλοποιώντας τους υπολογισμούς για:

Άθροισμα της θερμότητας που προστίθεται και της εργασίας που γίνεται ισούται με την ενέργεια που παρασύρεται από τα ρεύματα.

Πρακτικά βήματα για υπολογισμούς ισορροπίας

  • Προσδιορίστε όλα τα ρεύματα και τις συνθέσεις τους από το PFD.
  • Γράψτε τις εξισώσεις μάζας και ενεργειακού ισοζυγίου για κάθε λειτουργία μονάδας.
  • Χρησιμοποιήστε τα γνωστά δεδομένα για να λύσετε για άγνωστες ποσότητες.
  • Επαλήθευση των υπολοίπων με έλεγχο εάν οι συνολικές εισροές ισοδυναμούν με τις συνολικές εξόδους.