موازنه جرم
From Wikipedia, the free encyclopedia
موازنه جرم (به انگلیسی: mass balance) که موازنه ماده (به انگلیسی: material balance) نیز خوانده میشود کاربرد عملی قانون پایستگی جرم در مورد آنالیز یک سامانه فیزیکی است. با استفاده از اندازهگیری ماده ورودی و ماده خروجی در یک سامانه، مقدار شارش ماده به دست میآید که بدون استفاده از این روش، بدستآوردن آن غیرممکن یا دشوار است.
برای طراحی و ساخت یک کارخانه، لازم است که مواد خام ورودی به کارخانه و محصولات خروجی مشخص باشند. برای بررسی اقتصادی طرح، مقدار محصولات خروجی با نوشتن موازنه جرم بدست میآید. همچنین غلظت و کیفیت محصولات خروجی به نیاز بازار بستگی دارد. به این ترتیب بدون در نظر گرفتن سرمایهگزاری اولیه میتوان طرح را به صورت ابتدایی بررسی نمود. در مراحل بعد لازم است که اندازه دستگاههای مختلف کارخانه مشخص شود. اندازه بیشتر دستگاههای مورد استفاده در صنایع شیمیایی به دبی ورودی وابسته است. بنابراین لازم است دبی جریانهای ورودی و خروجی از همه دستگاهها مشخص باشد و این کار با استفاده از موازنه جرم امکانپذیر است.
گاهی ممکن است یک کارخانه برای چندین سال مورد بهرهبرداری قرار گرفته باشد. اما به علت نیاز به محصولات تازه لازم است تغییراتی در کارخانه ایجاد شود. در این حالت، طرحهای پیشنهادی برای تولید محصولات تازه، ابتدا موازنه جرم شده سپس دستگاههای تازه طراحی شوند.
همچنین برخی اوقات در یک فرایند تولید لازم است مشخصات یک جریان بدست آید. اما برای این جریان هیچگونه دستگاهی برای اندازهگیری مشخصات جریان وجود نداشته باشد. در چنین شرایطی با استفاده از جریانهای قبل از این جریان و اعمال موازنه جرم میتوان مشخصات جریان مورد نظر را بدست آورد. و در صورتی که جریانهای بعد از جریان مورد نظر معلوم باشد با استفاده از اعمال موازنه جرم روی دستگاههای بعد از جریان مورد نظر میتوان مشخصات جریان مورد نظر را محاسبه نمود.
کارخانههای تولید مواد شیمیایی معمولاً دارای مواد زائد هستند و در اکثر موارد وارد محیط زیست میگردند. بر پایه قوانین حفاظت از محیط زیست، دفع مواد زائد با شرایط و غلظت خاصی به محیط صورت گرفته به نحوی که کمترین تأثیر ممکن را بر روی موجودات و اکوسامانهها داشته باشد. برای نمونه در واحد آمونیاک برای خارج کردن مواد زائد از دستگاهها، لازم است مقداری از گازهای خروجی از رآکتور شیمیایی وارد اتمسفر شود. برای این منظور با اعمال موازنه جرم باید خروجی به هواکره را از محل مناسبی در نظر گرفت تا مشکلات محیط زیستی به کمینه برسد.