Hoe te bepalen niet gemeten inputs en outputs met behulp van materiaalbalansvergelijkingen

De materiaalbalansvergelijkingen zijn essentiële hulpmiddelen in procestechniek om systemen te analyseren waar niet alle inputs en outputs direct worden gemeten. Ze helpen niet gemeten stromen te identificeren door rekening te houden met de instandhouding van massa binnen een systeem.

Inzicht in materiaalbalansvergelijkingen

Een materiaalbalansvergelijking stelt dat de totale input minus de totale output gelijk is aan de accumulatie binnen het systeem. Wanneer het systeem op steady state staat, is de accumulatieterm nul, waardoor de vergelijking wordt vereenvoudigd tot:

Input = output

Identificatie van niet-gemeten invoer

Wanneer sommige ingangen niet worden gemeten, kan de materiaalbalans worden herschikt om de onbekende invoer op te lossen. Dit vereist bekende waarden voor andere ingangen en uitgangen, evenals de initiële en definitieve toestanden van het systeem.

Als bijvoorbeeld de totale output en alle, op één na, input bekend is, kan de niet gemeten input berekend worden door de bekende inputs en outputs af te trekken van de totale stroom.

Ongemeten outputs bepalen

De waarde van de output kan worden berekend door de waarde van de output te schatten, waarbij de niet gemeten output het verschil is tussen de totale instroom en de som van de gemeten uitstroom.

Praktische toepassing

Het toepassen van materiaalbalansvergelijkingen houdt in dat de conservatievergelijkingen worden ingesteld op basis van de configuratie van het systeem. Het vereist vaak aannames zoals steady state en geen accumulatie, waardoor berekeningen worden vereenvoudigd.