כיצד לפתור בעיה של איזון חומרי שאינו תגובתי?
זה יהיה קצב הזרימה הכולל וקצב זרימת המינים לבעיה זו.
האם אתה נאבק בכמה מהשיעורים הראשונים שלך להנדסה כימית? אם אתה צריך ללמוד כיצד לפתור בעיות באיזון חומרים שאינם תגובתי, או סתם צריך דרך טובה יותר לארגן את גוש העופרת על הנייר שלך שאמור להיות משוואות, התחל כאן!
- 1קרא בעיון את הצהרת הבעיה. גלה איזה מידע הבעיה נותנת לך ומה היא מבקשת ממך למצוא.
- בהצהרת בעיה זו לדוגמא, אנו יכולים לראות כי ישנם שלושה מינים כימיים - בנזן, טולואן וקסילן - וכימיקלים אלה עוברים בשני תהליכים (עמודות זיקוק).
- הבעיה היא בקשתנו: לצייר תרשים זרימה, לחשב דרגות חופש, לכתוב משוואה עם משתנים ולחשב אחוזי זרימה ספציפיים.
- 2הכירו את השפה ההנדסית. השתמש ב- Google במידת הצורך, וודא שאתה יודע מה פירוש כל מילה כשקוראים בעיה.
- 3שרטט תרשים זרימה:
- תייגו כל תהליך בתיבה: למשל עמודות זיקוק, מעבים, מערבלים וכו '.
- יחידות תווית: למשל ק"ג / דקה, מול, גרם וכו '.
- 4זהה בסיס.
- בסיס יכול להיות ערך נתון או משוער למשתנה. לדוגמא, קצב הזרימה או כמות החומר.
- לבעיה זו, הבסיס טרם הוקם, כך שתוכלו להניח שקצב זרימה כולל עבור הזנה, מוצר ואולי אפילו ביניים.
- בהנחה ש- 100 mol לקצב זרימה עדיף לבעיה כמו דוגמה זו.
- 5זהה את המשתנים / הכמויות הידועים. חלקם יסופקו במפורש עם יחידות או יתויגו בתרשים זרימה, חלקם יהיו בולטים יותר.
- לשעבר. "איזון T" פירושו ששאר זרימת המסה תהיה משתנה T.
- 6הקצה משתנים לכל לא ידוע.
- ודא שלמשתנים שלך יש מגוון מספיק.
- זה יהיה מבלבל אם תתייג את סך כל העדכון שלך כ- 'm1' ואת מוצרי הפחמן שלך גם כ- 'm1'. מבדילים אותם.
- 7רשום וספר את מספר הלא ידועים בבעיה. אלמונים הם בדיוק זה; משתנים שאינך מכיר.
- זה יהיה קצב הזרימה הכולל וקצב זרימת המינים לבעיה זו.
אתה זקוק למידע נוסף, הסתכל לאחור על הבעיה כדי לוודא שלא פספסת כלום. - 8כתוב משוואות עצמאיות למשתנים הלא ידועים שלך. ככל הנראה אלה יהיו קשורים לאלמונים אחרים וזה ייראה מבלבל בהתחלה; בדוק דרגות חופש בשלב הבא כדי להבטיח שאתה כותב את המשוואות שלך בצורה נכונה.
- 9קבע את דרגות החופש:
- מחסרים את מספר הלא ידועים במספר המשוואות העצמאיות.
- חיסר גם את ספירת המידע הקריטי שהצהרת הבעיה נותנת לך. לדוגמא, בעיה זו נותנת לך את העובדה שיש אחוזי ההזנה המקורית בקצב הזרימה של המוצר. ניתן להשתמש בה לצורך חישובים של מינים בקצב הזרימה של המוצר.)
- n = לא ידוע - משוואות עצמאיות אם n 0 בעיה זו אינה ניתנת לפיתרון. אתה זקוק למידע נוסף, הסתכל לאחור על הבעיה כדי לוודא שלא פספסת כלום.
- אם n = 0 אתה מאוזן מספיק; פתור את הבעיה.
- אם n <0 יש לך סיכוי גבוה יותר מאשר לא, כתבת משוואות תלויות ופרטת יותר מדי את הבעיה, חזור אחורה וודא שהמשוואות שלך אינן מיותרות כדי להפוך את DoF לאפס.
- אם n> 0 בעיה זו אינה ניתנת לפיתרון. אתה זקוק למידע נוסף, הסתכל לאחור על הבעיה כדי לוודא שלא פספסת כלום.
- 10כתוב מערכת משוואות
- פתור משוואות אלה על ידי מציאת משותף בין המשתנים.
- ראה תמונה לדוגמא לבעיה זו.
- 11עדכן את תרשים הזרימה שלך. זה ייתן לך עזרה חזותית לאילו פיסות מידע חסרים אם לא פתרת את כל הבעיה.
- זה יכול להיות הדבר היחיד שגורם לכל הבעיה ללחוץ!
- 12בדוק שוב את היתרות ההמוניות שלך. זכרו: החומר לא נוצר ולא נהרס; אתה אמור לקבל את אותה כמות של חומר שזורם בתהליך שלך מתחילתו ועד סופו.
- ודא שכל קצב הזרימה נמצא באותה יחידה, יתכן שתצטרך לבצע המרה אבל זה יקל על הבעיה הרבה יותר. (אחוזים, מסה, מול).
- נסו לתייג את קצב הזרימה כ- 'm1, m2, m3...' ואת המינים שלכם לא ידועים כ- n1, n2, n3... '
קרא גם: איך מכינים פתרונות כימיים?
