Dargestellt ist ein Drehrohrofen zur Zementherstellung, in dem Calciumoxic in einer endothermen Reaktion abgebaut wird.

sind konstant.

Alle aufretenden Konstanten bis sind positiv.
Für den Massenstrom am Eintritt des Vorwärmers gilt:

Im Vorwärmer wird vereinfachend nur der Transportvorgang betrachtet, weiterhin gilt:

Das Reaktionsgemisch wird als ideal durchmischt angesehen. Der durch die chemische Reaktion verursachte Massenabbau von wird durch folgende Gleichung beschrieben:

Der Massenanteil entspricht der im Reaktor vorhandenen Masse bezogen auf die konstante Gesamtmasse im Reaktor.
Der dem Reaktionsgemisch entzogene Reaktionswärmestrom errechnet sich aus:

Für die Flamme gilt folgende Energiebilanz:

Der Wärmeaustausch zwischen Flamme und Reaktionsgemisch wird durch

beschrieben.
Die Wärmekapazitäten des Rohmehls und des Reaktionsgemisches sind im gesamten Prozess konstant.

1. Zeichnen Sie für kleine Abweichungen von einem Arbeitspunkt einen Wirkungsplan des Systems mit dem Massenanteil als Ausgangsgröße. Kennwerte an den Übertragungsblöcken sind nicht erforderlich.
2. Erweitern Sie den Wirkungsplan um eine Regelung des Massenanteils , bei der eine Führungsgröße vorgegeben werden kann. Wählen Sie den Brennstoffmassenstrom als Stellgröße.