ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование аналоговых вычислительных машин для изучения кинетики реакций из "Методы кибернетики в химии и химической технологии 1968" Рассмотрим методику использования аналоговых вычислительных машин для изучения кинетики реакций любого порядка и любой сложности при неизотермических условиях . [c.272] В уравнениях (V, 31) — (V, 35) величина Шг обозначает скорость соответствующей реакции индексы для скоростей изменения концентраций веществ показывают, что так меняется концентрация вещества только за счет соответствующего индексу номера реакции п — порядок реакции, номер которой соответствует цифровому индексу, а вещество — буквенному. [c.273] Аналогичная система уравнений может быть написана и для более сложного, многостадийного и перекрестного процесса. [c.273] Аналогичные уравнения могут быть получены и для остальных веществ, участвующих в реакции. [c.274] Исходя нз полученных уравнений, можно составить схему моделирования кинетики многостадийной реакции на вычислительной машине. Такая схема должна состоять из нескольких типовых узлов (блоков). [c.274] Блоки для определения концентраций каждого вещества в любой момент времени. Входами этих блоков, согласно уравнению (V, 36), должны быть скорости реакций, в которых принимает участие данное вещество, и начальная концентрация указанного вещества, а выходом — концентрация в любой заданный момент времени. Из рис. V- видно, что для этой цели можно использовать интегрирующий блок, на входе которого алгебраически суммируются произведения скоростей реакций на стехиометрические коэффициенты данного вещества в соответствующей реакции. Начальная концентрация задается при помощи начальных условий интегрирующего блока аналоговой мащины. [c.275] Таким образом, схема моделирования должна включать в общем случае столько вычислительных узлов первого типа, сколько имеется отдельных реакций, и столько интегрирующих блоков, сколько веществ (исходных, промежуточных и основных продуктов) принимает участие в реакциях. Входными параметрами этих блоков являются концентрации. [c.275] Для сложных реакций целесообразно внести некоторые упрощения. Поскольку температура Т для всех реакций в каждый момент времени одна и та же (предполагается хорошее перемешивание реакционной смеси), гиперболическую функцию (—1/ ) желательно рассчитывать только один раз, а затем уже подавать в виде входной величины на блоки вычисления скоростей реакций. Далее, если какое-нибудь вещество участвует как исходный реагент в нескольких реакциях, его концентрация в каждом из вычислительных блоков скоростей реакций будет логарифмироваться заново. Концентрации веществ требуются только в виде их логарифмов, поэтому целесообразно операцию логарифмирования выполнять сразу же после интегрирующего усилителя, что существенно сокращает число нелинейных блоков в схеме. Следует только иметь в виду, что для веществ, не являющихся исходными компонентами ни для одной из реакций (т. е. для конечных продуктов реакции), логарифмирование концентрации — вообще не нужная операция. [c.275] На рис, У-12 в качестве примера представлена схема математических связей для реагирующей системы, описываемой приведенными выше уравнениями. Ясно, что предлагаемую методику можно использовать для расчета и более сложных реакций. [c.277] Уравнение (V,39) показывает, что тепловой поток за счет химической реакции моделируется простым суммированием скоростей всех реакций, умноженных на соответствующие постоянные коэффициенты. [c.277] Вернуться к основной статье