איך לעשות איזון המוני פשוט?
משוואות עצמאיות: משוואת איזון המסה של מים וסוכר, יחס המסה של סוכר לתותים.
האם אתה מתעניין בהנדסה כימית? האם אתה תוהה איזה סוג של בעיות צפויה להיות במהלך הלימודים שלך? כאן תוכלו ללמוד את הלשון הבסיסית של איזון חומרי, ולעבור בבעיית איזון חומרים פשוטה כדי ללמוד כיצד זה נעשה.
חלק 1 מתוך 3: הבנת ההגדרות
- 1דע את ההגדרה של איזון מהותי. איזון חומר הוא החשבונאי עבור כל החומרים הנכנסים והיוצאים מערכת.
- 2דע את ההגדרה של קצב זרימת מסה. קצב זרימת מסה הוא כמה יחידת מסה זורמת בתהליך ליחידת זמן.
- 3דע את ההגדרה של חלק המוני. שבר המוני הוא (מסה של חומר) / (מסה כוללת). זה יכול להיקרא גם אחוז משקל, wt%.
- 4דע את ההגדרה של יחס מסה. יחס המסה הוא כמה מחומר במערכת ביחס לחומר אחר.
- 5דע את ההגדרה של תרשים זרימה. תרשים זרימה הוא ייצוג מצויר של המערכת איתה אתה עובד.
- 6דע את ההגדרה של דרגות ניתוח חופש. ניתוח דרגות חופש נועד לוודא שהבעיה ניתנת לפיתרון. המשתמש צריך להשוות את מספר המשתנים הלא ידועים למספר המשוואות העצמאיות שהוא יכול להשתמש בהן.
- משוואת דרגות החופש ניתנת על ידי:
לא ידועים: m1 (מסה של תותים), מ"ר (מסת סוכר), m3 (מסת מים מתאדים).
חלק 2 מתוך 3: הגדרה
- 1קרא בעיון את הבעיה. נסה להבין מה המחבר מבקש שנמצא. לדוגמה, שאלתך עשויה להיות:
- תותים מכילים כ -15% סוכר ו -85% של מים. כדי להפוך את ריבת תות, תותים כתוש וסוכר מעורבב יחס המסה 45:55, ואת התערובת מחוממת להתאדות מים עד השאריות מכילות מי שליש על ידי המוני.
- שרטט ותייג תרשים זרימה של תהליך זה
- ערכו את ניתוח דרגת החופש והראו כי למערכת יש אפס דרגות חופש (כלומר מספר משתני התהליך הלא ידועים שווה למספר המשוואות המתייחסות אליהם). אם יש לך יותר מדי אלמונים, חשוב מה אולי שכחת לעשות.
- חישבו כמה קילו תותים כדי להכין קילו ריבה.
- תותים מכילים כ -15% סוכר ו -85% של מים. כדי להפוך את ריבת תות, תותים כתוש וסוכר מעורבב יחס המסה 45:55, ואת התערובת מחוממת להתאדות מים עד השאריות מכילות מי שליש על ידי המוני.
- 2כתוב את מה ש"ידוע ". רשמו מה ידוע מתיאור הבעיה.
- ידועים:
- חלק המוני של המוצק (סוכר) בתותים הוא 0,15 וחלק המוני של המים בתותים הוא 0,85.
- חלק המסה של סוכר ב -100 ק"ג ריבה הוא 0,667 (lb סואגר) / (lb ריבה) וחלק המסה של מים הוא 0,333 (lb מים) / (lb ריבה)
- אתה יודע זאת כי נאמר לנו שהריבה מחוממת עד ש (0,33) ממסת הריבה היא מים.
- המסה של יחס תות למסה של סוכר היא יחס 45:55.
- ידועים:
- 3צייר תרשים זרימה.
- צייר את המיקסר.
- צייר זרם 1 שנכנס למיקסר: מ ' 1 (ק"ג תותים)
- 0,85 (lb מים) / (lb Jam)
- 0,15 (lb Suagr) / (lb Jam)
- צייר להזרים 2 כניסה המערבלת: m 2 (lb של סוכר)
- צייר זרם 3 היוצא מהמערבל: מ ' 3
- (0,33) קילו מים נותרו
- אז, 0,333 (lb מים) / (lb Jam)
- 0,667 (lb Suagr) / (lb Jam)
- צייר את זרם 4 היוצא מהמערבל: מ ' 4 (קילוגרמים של מים מתאיידים)
- זרם 4 הוא עודף המים שמתאדים.
- 4השלם ניתוח דרגות חופש.
- לא ידועים:
- מ ' 1 (מסת תותים), מ' 2 (מסת סוכר), מ ' 3 (מסת מים מאודה)
- לכן, n לא ידוע = 3
- משוואות עצמאיות:
- משוואת איזון המסה עבור מים וסוכר, יחס המסה של סוכר לתותים.
- n indqqns = 3
- חבר מספרים אלה למשוואת דרגות החופש.
- לכן אין דרגות חופש והבעיה ניתנת לפיתרון.
- לא ידועים:
קצב זרימת מסה הוא כמה יחידת מסה זורמת בתהליך ליחידת זמן.
חלק 3 מתוך 3: מציאת הפיתרון
- 1דע את המטרה שלך. במקרה זה, אתה מתבקש לחשב כמה קילוגרמים של תות שווה עבור ריבה אחת.
- 2הגדר משוואות שאתה מכיר.
- אתה יודע את היחס הנ"ל. אתה יכול לפתור עבור m 1.
- 3צור איזון המוני על כל המיקסר.
- כאן אתה צריך להבין שאנחנו מכירים את כמות הסוכר בזרם 1 ובזרם 3.
- 4צרו איזון המוני עם סוכר בלבד.
- 5החלף ערכים.
- עליכם להבין שאתם מכירים את קצב הזרימה מזרם 3.
- 6תחליף 1lb ל- m3.
- אתה צריך להבין שאתה יודע מה זה m 1 במונחים של m 2
- 7כתוב m 1 במונחים של m 2
- 8סדר מחדש תנאים.
- 9לפתור עבור m 1.
- עפרון
- נייר מספר חתיכות
- מחק
קרא גם: כיצד לאזן בין תגובות חמצון?
שאלות ותשובות
- איך הגעת לנתונים של 0,667 ו- 0,333 עבור הסוכר והמים?הבעיות הנתונות קובעות כי "... מחממים את התערובת לאידוי מים עד שהשאריות מכילות שליש מים במסה." משמעות הדבר היא כי £ 1 של ריבה יכיל 0,33 (או 0,333) lb של מים. המרכיב האחר היחיד כאן הוא סוכר, ולכן 0,67 (או 0,667) האחרים חייבים להיות סוכר.
