Aineellisen tasapainon ongelmat ovat yleisiä kemian- ja prosessiteollisuudessa. Ne liittyvät materiaalien virtauksen laskemiseen massan säilyttämisen varmistamiseksi. Tässä artikkelissa esitetään selkeä, askel askeleeltaen menetelmä tällaisten ongelmien ratkaisemiseksi tehokkaasti.

Ongelman ymmärtäminen

Ensimmäinen askel on ymmärtää perusteellisesti ongelmalauseke. Tunnista kaikki tiedossa olevat tiedot, tuntemattomat, ja järjestelmän rajat. Selvitä, onko ongelma liittyy vakaa tila tai epävakaa tila, ja huomaa kaikki oletukset.

Materiaalitaseyhtälön kehittäminen

Kirjoita yleinen materiaalitaseyhtälö:

Inflow + Generation = Ulosvirtaus + kulutus

Useimmissa vakaan tilan ongelmissa, joissa ei ole kemiallisia reaktioita, tuotanto- ja kulutustermit ovat nolla, jolloin sisäänvirtausten yksinkertaistaminen vastaa ulosvirtausta.

Tiedottujen tietojen soveltaminen ja selvittäminen

Lisää tunnettu virtausta ja pitoisuuksia tasapaino yhtälö. Takaisin ratkaista tuntemattomia. Käytä algebraic menetelmiä tai järjestelmä yhtälöt, jos useita tuntemattomia on olemassa.

Esimerkki Luettelo yhteisistä vaiheista

  • Tunnista kaikki tulo- ja poistovirrat.
  • Kirjoita kunkin komponentin saldoyhtälöt.
  • Käytetään tunnettuja tietoja yhtälöihin.
  • Ratkaise tuntemattomat virtausnopeus tai pitoisuudet.
  • Varmistetaan ratkaisu tarkistamalla massan säilyvyys.