Massenbilanz berechnen

Systemgrenze wählen

Legen Sie vor dem Aufstellen einer Massenbilanz fest, welcher Behälter oder Prozessabschnitt untersucht wird. Erfassen Sie jeden Massenstrom, der diese Grenze durchquert. Übersteigt der Zulauf den Ablauf, sammelt sich Masse an. Bei anfangs 200 kg, einem Zulauf von 120 kg/h und einem Ablauf von 100 kg/h verbleiben nach zwei Stunden 240 kg. Der Rechner prüft, ob der Bestand innerhalb des gewählten Zeitraums aufgebraucht wäre. Er kann kein Überlaufen prüfen, da das Fassungsvermögen des Behälters nicht als Eingabe vorliegt.

Mischung berechnen

Bei zwei kontinuierlichen Strömen entspricht der gesamte Ablauf der Summe der Zuläufe. Der erhaltene Komponentenstrom ist die Summe der Produkte aus jeweiligem Massenstrom und Komponentenanteil. Die Mischung von 100 kg/h mit 10 % und 300 kg/h mit 30 % ergibt 25 %. Bei Reaktion, Verdampfung, zusätzlichem Ablauf oder Akkumulation im Mischer reicht dieses Modell nicht aus.

Die Komponente gesondert bilanzieren

Wählen Sie für die Mischung den ersten Strom mit 160 kg/h und 15 % sowie den zweiten mit 240 kg/h und 35 %. Der erste transportiert 160 × 0,15 = 24 kg/h der Komponente. Der zweite transportiert 240 × 0,35 = 84 kg/h. Zusammen sind das 24 + 84 = 108 kg/h bei einem Mischungsstrom von 160 + 240 = 400 kg/h. Der Massenanteil beträgt 108 / 400 = 0,27 beziehungsweise 27 %. Wegen der unterschiedlichen Ströme wäre das einfache arithmetische Mittel der Eingangsprozente hier falsch.

Prüfen Sie, ob beide Konzentrationen dieselbe Komponente und dieselbe Massenbasis betreffen. Tragen Sie keine Volumenkonzentration oder Stoffmengenanteile als Massenprozent ein. Ein reiner Lösungsmittelstrom kann einen Komponentenanteil von null haben, beeinflusst aber weiterhin den Gesamtstrom. Eine innerhalb der Bilanzgrenze verbleibende Rückführung darf nicht erneut als äußerer Eintritt gezählt werden. Ändern sich die Ströme während der Akkumulation, teilen Sie die Zeit in konstante Abschnitte und verwenden Sie jede Endmasse als nächste Anfangsmasse. Diese Vorberechnung ist ausschließlich eine Massenbilanz. Mischungstemperatur, Volumenänderung, Löslichkeit und Überlaufsicherheit sind gesondert zu prüfen.

Häufige Fragen

Wie berechnet man eine Massenbilanz?

In diesem Beispiel enthält ein Behälter mit anfangs 200 kg, einem Zulauf von 120 kg/h und einem Ablauf von 100 kg/h nach 2 Stunden 240 kg. Addieren Sie den Nettomassenstrom multipliziert mit der Zeit zur Anfangsmasse. Diese Vorbilanz setzt konstante Ströme voraus und prüft ohne Angabe der Behälterkapazität kein Überlaufen.

Mit diesen Werten berechnen