ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы КИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ГЕТЕРОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ из "Моделирование каталитических процессов и реакторов" Исследования по теории химических реакторов, начатые на рубеже 1940-50-х годов, получили интенсивное развитие с конца 50-х годов. Этому способствовало представление об основных процессах в химическом реакторе, развитие теории и экспериментальных исследований по кинетике реакций, широкое распространение вычислительной техники. Это направление исследований получило название математическое моделирование химических процессов и реакторов , ибо основным научным методом стало математическое моделирование. [c.4] Теория химических реакторов развивалась одновременно с ее использованием в практической работе инженеров-химиков в отраслевых организациях и предприятиях. Естественно, что появились многочисленные монографии в этой области химической технологии. Среди них известны книги О.Левеншпиля, Х.Крамерса и Р.Вестертерпа, Р.Ариса, М.Г.Слинько, И.И.Иоффе и Л.М.Письмена. В них нашли свое отражение многие аспекты теории и практики химических реакторов. Поэтому авторы не претендуют на очередное обобщение или учебное изложение известного материала, а исходят из собственного опыта решения практических вопросов и задач по химическим реакторам при анализе и разработке промышленных процессов на всех этапах их изучения или создания. [c.4] Во время работы над книгой скончался один из ее авторов - Вольфганг Флокк, мой хороший и близкий друг из Лейпцига, прекрасный специалист, совмещавший в себе качества ученого и инженера, жизнерадостный и любящий жизнь человек. Разделы, которые В.Флокк успел написать, вошли в монографию в том виде, как они были написаны им на русском языке. Опыт совместного написания книги у нас оказался небольшой, и представленную на суд читателей монографию мне хочется посвятить памяти моего друга и соавтора В.Флокка. [c.4] Теория и практика каталитических реакторов богаче, чем это отражено в книге, но основные принципиальные подходы, методы, способы решения многих проблем здесь рассмотрены, чтобы представленный материал можно было использовать в практической работе при исследовании и разработке промышленных каталитических процессов. [c.4] В различных областях науки и техники широко используют моделирование - метод исследования процесса на моделях [1-3] для предсказания результатов их протекания в аппаратах любого размера. [c.5] Модель - специально созданный объект любой природы, более простой, чем изучаемый процесс, по всем свойствам, кроме тех, которые надо исследовать и получить новую информацию о процессе. [c.5] Из этого следует, что моделирование включает создание модели, ее исследование и интерпретацию результатов на исследуемый процесс. Модель передает только изучаемые свойства и потому ее применение ограничено она включает только те составляющие процесса, которые влияют на изучаемые свойства, и поэтому несущественные составляющие затрудняют исследование и не дают новой информации. [c.5] Для решения разных задач, связанных с изучением и разработкой реакторов, процесс можно представить несколькими моделями, с помощью которых можно не только воспроизвести известные свойства процесса, но и предсказать ранее неизвестные. [c.5] Впервые моделирование было использовано в аэро- и гидромеханике [4-7]. С этой целью была развита теория подобия, основанная на физическом моделировании, в котором природа процесса и модели одинаковая. В химической технологии физическое моделирование широко используют для изучения тепловых и диффузионных процессов [8]. В химическом реакторе протекают химические реакции, и происходит перенос тепла и вещества. Их взаимное влияние и результаты процесса зависят от размера и типа реактора. Поэтому для изучения химических процессов и реакторов теорию подобия [9, 10] применяют весьма ограниченно [11-13]. Для изучения этих процессов используют преимущественно математическое моделирование [11-16], поскольку оно позволяет тождественными уравнениями описывать свойства процесса различной природы. Математическая модель может быть знаковой, представленной уравнениями, и реальной, представленной физическим объектом, как правило ЭВМ. В дальнейшем под моделью подразумевается знаковая или реальная математическая модель, адекватно отражающая физико-химические превращения и явления переноса тепла и вещества в изучаемом процессе и используемая для масштабного перехода. Статистические модели, описывающие процесс как черный ящик , для этой цели не пригодны. [c.5] Декомпозицию нестационарных и неустановившихся процессов на их составляющие проводят как по масштабным уровням, так и по характерным временам (рис. В.З). Для рассматриваемого масштаба времени изменение медленных составляющих не учитывают, а быстрые принимают квазистационарными. [c.8] Основные этапы разработки промышленных реакторов с использованием математического моделирования показаны на рис. В.4. На каждом из них используют соответствующие модели и может возникнуть. необходимость вернуться к предыдущим этапам. При математическом моделировании не исключаются экспериментальные исследования,но, чтобы получить данные для создания модели и определения ее параметров, меняют их вид и назначение. [c.8] Химические процессы в реакторе рассмотрены в соответствии с иерархической схемой модели и основными этапами разработки промышленных реакторов. [c.8] Вернуться к основной статье