Dargestellt ist ein vereinfachter Ausschnitt eines Osmosekraftwerks.

sind konstant, außerdem gilt und

Bei der Osmose stellt sich aufgrund eines Konzentrationsunterschiedes zweier durch eine semipermeable Membran getrennter Lösungen ein Diffusionsstrom des Lösungsmittels durch die Membran ein.
Im vorliegenden Fall ist ein Becken mit Salzwasser von einer angrenzenden Süßwasserleitung durch eine solche Membran getrennt. Dabei stellt sich ein diffusiver Wasser-Volumenstrom gemäß

ein. Zudem werden dem Becken ein Volumenstrom reinen Wassers sowie ein Massenstrom reinen Salzes zugeführt. Die Salzkonzentration im Becken wird beschrieben durch:

Der abfließende Volumenstrom Wasser stellt sich gemäß

ein. Der dabei mit abgeführte Massenstrom an gelöstem Salz beträgt:

Der Öffnungsquerschnitt des Ventils kann über einen Zahnstangenantrieb verändert werden. Die Zahnraddrehzahl ist proportional zur anliegenden Motorspannung .

Der Einfluss der Menge gelösten Salzes auf den Pegelstand des Beckens ist zu vernachlässigen. Das Becken soll als ideal durchmischt betrachtet werden. Der Einfluss des Diffusionsstroms auf Salzkonzentration und Pegelstand der Süßwasserleitung ist vernachlässigbar. Dichteänderungen in Folge von Änderungen der Salzkonzentrationen können vernachlässigt werden.

Aufgabenstellung: Zeichnen Sie einen Wirkungsplan des Systems für kleine Abweichungen von einem Arbeitspunkt mit der Abweichung des abfließenden Volumenstroms an Wasser als Ausgangsgröße. Kennwerte an den Übertragungsblöcken sind nicht erforderlich.