Моделирование кинетики физико-химических превращений

Основой математического моделирования в химии является, во-первых, возможность изучения химизма, кинетики реакции, ее промежуточных стадий, побочных продуктов и скоростей превращения веществ в лабораторных условиях во-вторых, использование для большинства важных физических процессов уже выясненных физиками и сопровождающих химическую реакцию (перенос тепла вместе с веществом, передача его стенкам сосуда и катализатору, гидродинамические характеристики реакционного потока и т. д.) готовых уравнений. Затем на основе математических выражений химических и физических законов составляется математическое описание технологического процесса, которое объединяет взаимодействие химических и физических стадий в единый процесс. Анализ математических уравнений и их решение позволяют расчетным путем предсказать результаты протекания процесса в установках любого масштаба [c.318]

Моделирование кинетики физико-химических превращений [c.38]

Производительность аппарата зависит от происходящих в нем физико-химических превращений и его конструкции, т. е. типа реакторов. Однако анализ законов формальной кинетики химического превращения дает лишь общие представления о скорости и не указывает пути реализации процесса в промышленных условиях, т. е. не характеризует тип реактора. Для выбора типа реактора и определения его производительности часто приходится прибегать к экспериментальным исследованиям и переносу результатов эксперимента на промышленные условия. Такой переход от лабораторных или опытно-промышленных условий реализации процесса к заводским осуществляется при помощи моделирования. [c.94]

Моделирование остаточных напряжений в процессе химического формования. Первичной причиной возникновения внутренних напряжений является неоднородность температурных и конверсионных полей в изделии, поэтому расчет Т г, 1) и а(г, 1), описанный в разд. 2.3, является исходным моментом для оценки остаточных напряжений. В большинстве случаев можно с большой степенью достоверности не учитывать влияние на температуру и кинетику реакции теплоты деформирования. Это позволяет значительно упростить поставленную задачу, т. е. рассматривать две самостоятельные задачи определение температурных и конверсионных полей и нахождение напряжений с учетом рассчитанной степени превращения и температуры. Последняя задача — о теоретическом обосновании вида уравнения состояния (связи между тензором напряжений и тензором деформаций), параметры которого зависят от степени завершенности физико-химических процессов, протекающих в полимере, и являются общими для механики сплошной среды. [c.81]

Методической базой исследования является метод математического моделирования, нашедший широкое применение в химической физике. В рамках этого подхода строятся и анализируются соответствующие кинетические модели, которые представляют собой системы нелинейных дифференциальных уравнений. На общем фоне интенсивного внедрения математических методов и ЭВМ в химию (вполне обоснованно уже можно говорить о становлении химической информатики и математической химии) представляется, что химическая кинетика стала одной из самых плодотворных в этом смысле областей. Общность, широта и содержательность возникающих здесь задач привлекла значительные математические силы. Их контакт с заинтересованными физиками и химиками обусловил существенное продвижение как в понимании нелинейной природы химического превращения, так и в развитии новых математических средств. Совокупность полученных к настоящему времени результатов в очерченной области позволяет говорить о развитии нового научного направления — математической теории нелинейных и нестационарных явлений нетепловой природы в кинетике [c.14]

Создание единой для большого числа процессов и аппаратов математической модели, отражающей физическую сущность явления, невозможно без выявления истинных закономерностей осуществляемых физико-химических превращений. Вместо подгонки диффузионных моделей с эффективными, т. е. дающими похожий на конечный результат ответ, коэффициентами под единичные эксперименты, надо направить усилия на изучение определяющих этот комплексный ответ отдельных факторов, таких как структура слоя катализатора, глобальная и локальная гидродинамика смеси, тепло- и массоперенос, кинетика гетерогенных химических реакций. Основу этого изучения по каждому из указанных разделов должно составлять целенаправленное экспериментальное обследование во всем интересном для практических приложений диапазоне изменения определяющих параметров с последующей фиксацией физических закономерностей или критериев нодобпя исследуемого яв.пения. На первом этапе изучения отдельных влияющих па работу химических реакторов факторов, кроме изучения кинетики химических реакций, остается реальной идея физического, в том числе и масштабного, моделирования с применением вычислительной техники, при этом должно быть обеспечено соответствие теоретических моделей экспериментальным данным. На втором этапе описания работы химических реакторов общая математическая модель будет получена сложением отдельных составляющих процесса. Основным будет выбор частных видов общей модели, отвечающих конкретным практическим случаям, и их численный расчет с учетом всех влияющих факторов. [c.53]

Основой анализа и расчета любого процесса химической технологии яйляется знание его кинетических закономерностей. При решении разнообразных инженерных задач для ионообменных процессов в химической технологии наиболее сложным и наименее изученным вопросом является правильный учет его кинетики. Это объясняется многостадийностью некаталитического гетерогенного процесса физико-химического превращения вещества, протекающего на ионообменных смолах. В связи с этим целесообразно проанализировать и сравнить описание кинетики ионного обмена с учетом различных физико-химических факторов с целью обоснования их использования при расчете и моделировании ионообменного изотермического реактора полного смешения [ ]. [c.88]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология