Алгоритмы реакций

При конструировании процедур и алгоритмов принятия решений при подборе катализаторов с использованием рассмотренных корреляционных зависимостей можно исходить из двух постановок задач 1) прогнозирование активности новых катализаторов для данной реакции, базирующееся на корреляции со свойствами катализатора как твердого тела 2) прогнозирование активности данного катализатора в данной реакции для нового ряда соединений, основанное на корреляции активности со свойствами субстрата. Соответствующие процессы принятия решений при использовании корреляционных зависимостей строятся на основе следующих общих алгоритмов А ж Ь [2]. [c.65]

Современное состояние теоретических основ такого подхода позволяет уже в настоящее время создавать эффективные алгоритмы по идентификации структур молекул по физико-химическим данным и по синтезу теоретически непротиворечивых конкурирующих механизмов реакций. В основе программ построения механизмов реакций лежат теории строения и реакционноспособности химических соединений, позволяющие по предварительно составленной библиотеке химических реакций из заданной совокупности реактантов получать другие реакции с помощью различных химических превращений. Априори выбранная система эвристик, характеризующая теоретически разумные пути химических пре- [c.173]

Алгоритм сжатия кинетических моделей. Информационная избыточность математического описания при его применении для каждого частного случая, соответствующего превращению заданного состава сырья, является довольно общей проблемой при моделировании сложных химических превращений, включающих большое число компонентов и элементарных стадий, для которых в ряде случаев оказывается, что при определенных условиях (когда только одна или несколько начальных концентраций компонентов реакционной смеси отличны от нуля) часть компонентов не принимает участия в химических превращениях и некоторые элементарные стадии не протекают, тогда как основное число арифметических операций, приходящихся на вычисление правых частей кинетических уравнений (4.12), сохраняются. Сформулированы и доказаны условия удаления из схемы реакций этих компонентов и стадий [48] пусть 1-ж компонент заданной схемы реакций удовлетворяет условиям 1) С ( о) = 0 2) т, п) Ф I Ут, п, где N — массив, кодирующий правые части элементарных стадий схемы реакций, тогда удаление из схемы реакций 1-го компонента с отвечающими ему стадиями не меняет решений кинетических уравнений с соответствующими начальными условиями. [c.208]

На этой основе разработан алгоритм автоматического сжатия кинетической модели, с помощью которого машина последовательно просматривает перед генерацией кинетических уравнений все элементарные стадии схемы реакций с целью выявления и последующего удаления стадий и компонентов, не участвующих в химических превращениях при заданных начальных условиях. Процедура, лежащая в основе данного алгоритма, работает следующим образом. [c.208]

Последовательное оценивание параметров вложенных кинетических моделей. Алгоритм сжатия позволяет проследить, как различные наборы начальных значений концентраций выделяют из общего механизма реакций соответствующие им подмножества элементарных стадий. Особый интерес представляет случай, когда эти подмножества порождают вложенную цепочку. При оценивании кинетических параметров таких механизмов реакций естественным образом определяется стратегия поэтапной идентификации, заключающаяся в последовательном расширении числа определяемых параметров кинетических моделей. [c.211]

Составьте алгоритм написания уравнений реакций нейтрализации. [c.67]

При составлении уравнений реакций пользуйтесь следующими правилами уравнять числа атомов, определяющих название иона (хром, цинк, бор, фосфор и т. д.), подсчитать число атомов кислорода в обеих частях уравнения, и, если слева имеется избыток атомов кислорода, перед знаком равенства прибавляются ионы водорода, а рели недостаток — прибавляются ионы гидроксила. Справа приписывается молекула воды и уравниваются числа атомов кислорода и водорода по обе стороны знака равенства. Какие уравнения не составляются при помощи созданного вами алгоритма и почему [c.87]

Опишите словами электронно-ионный способ подбора коэффициентов окислительно-восстановительных реакций. Воспользовавшись созданным алгоритмом, подберите коэффициенты в уравнении Ы02 - -Ы0з-. [c.88]

Ваша задача состоит в том, чтобы составить алгоритм (наиболее краткое и строгое предписание) для определения направления окислительно-восстановительных реакций и расчета их э. д. с. при стандартных условиях. [c.91]

Само решение состояло из двух стадий 1) выделение признаков, влияюш их на активность и их ранжирование и 2) собственно определение принадлежности катализатора к классу ( распознавание)) катализатора). Для первой стадии был разработан специальный алгоритм. На последуюш ей стадии в соответствуюш их точках определялся потенциал класса как среднее арифметическое потенциалов точек данного класса в выбранной точке. Данный объект относился к тому классу, по отношению к которому он имел наибольший потенциал. Наивысший достигнутый процент узнавания но этой схеме для реакции окисления СО для 26 окислов составил 84%. С практической точки зрения, такой результат представляется достаточно высоким. Для контроля эта же задача была решена при помощи другого алгоритма ( Кора ) [561 по двухклассной схеме и было достигнуто узнавание свыше 90%. В табл. IV. приведены результаты последних расчетов. [c.166]

Рассмотрим построение моделирующего алгоритма для элементарной химической реакции при идеальном перемешивании жидких компонентов в непрерывной системе. Пусть в системе протекает реакция вида [c.207]

Рис. 3.9. Физическая схема (а), диаграмма связи (6) и блок-схема моделирующего алгоритма (в) для случая быстрой реакции на границе раздела фаз

Рис. 3.15. Этапы построения блок-схемы алгоритма решения кинетических уравнений по связной диаграмме системы химических реакций

V Настоящая "и две последующие главы посвящены математическому описанию и построению моделирующего алгоритма макрокинетики некоторых стадий производства ионообменных смол с использованием принципов системного анализа математического моделирования процессов химической технологии [1, 2]. В частности, исследуются а) процесс предварительного набухания, характеризующийся изменением реологических свойств полимерной системы (системы сополимер — растворитель ) б) процессы химического превращения сополимеров, осложненные изменяющимися условиями транспорта исходных веществ в зону реакции в) процесс отмывки (гидратации) ионита после сульфирования. [c.295]

Для реализации описанного алгоритма была написана программа на языке АЛГОЛ-60 для ЭВМ М-222 (транслятор ТА-1М), которая широко используется для расчета сложных систем химических реакций, расчета интегральных и дифференциальных кривых титрования, численной оценки потенциалов окислительно-восстановительных систем и т. п. В качестве примера заметим, что время расчета системы с 30, m 7, max Zi = 4 [c.39]

Для создания общего алгоритма расчета необходимо записать функцию / (см. уравнение (2)) в общем виде для наиболее широко используемых методов и разработать единую форму записи стехиометрической схемы любой сложной реакции комплексообразования. [c.121]

При расчете равновесного состава по универсальным алгоритмам удобно вводить формальные реакции наряду с обычными [1]. Так, для простой системы, содержащей смесь слабой одноосновной кислоты НА и сильного основания, набор формальных и обычных реакций, записанных через базис Н+ и А, выглядит так [c.125]

Систематическая ошибка при измерении pH компенсируется соответствующим изменением коэффициента активности (подбором эффективного коэффициента активности). Пусть в нашем распоряжении есть алгоритм и программа для определения нескольких неизвестных констант ЗДМ по потенциометрическим (например, рН-метрическим) измерениям. Тогда никто не мешает включить в число неизвестных констант и константу формальной реакции получения отнесенной к базису частицы, активность которой мы измеряем. В логарифм этой константы войдет поправка, компенсирующая систематическую ошибку потенциометрических измерений. [c.126]

Наличие универсального алгоритма расчета констант по данным потенциометрических измерений открывает широкие возможности для применения обсуждаемой поправки. Систему с реакциями (1) можно рассматривать лишь как простейший пример. Очень удобно, что применение алгоритма к системе с другим типом стехиометрии не требует новых исследований математических зависимостей. К тому же попутно получаются оценки ошибок определяемых параметров. Эти качества нашего метода выгодно отличают его от подхода авторов работы [6], применявших довольно искусственные построения, не связанные со статистической обработкой (и то лишь для некоторых простейших систем). [c.127]

Таким образом, анализ состояния проблемы расчета ректификационных колонн показывает, что при разработке подсистемы нецелесообразно ориентироваться на использование одного алгоритма, а удобнее и надежнее для решения отдельных классов задач использовать специализированные алгоритмы - от упрошенных и до самых точных. Выполнение точных расчетов не всегда возможно из-за отсутствия необходимых исходных данных. Применение же точной модели, как правило, громоздкой и сложной, для упрошенных расчетов не оправдано, так как такая модель требует больших объемов памяти и не обладает гибкостью. К тому же следует учитывать и специфику задач -наличие химической реакции, расслаивание жидкой фазы и т. п. [c.80]

В этих областях, особенно в области разработки методов количественного описания кинетики промышленных реакций п методов расчета оптимальных условий ведения процессов, в Советском Союзе достигнуты большие успехи, что позволяет в настояш,ее время разрабатывать мате.матические модели многих крупнотоннажных процессов нефтехимической п нефтеперерабатываюш,ей промышленности. Получаемые таким образом алгоритмы дают возможность полностью автоматизировать и оптимизировать многие промышленные процессы. [c.8]

В качестве примера рассмотрим построение разностной схемы и алгоритма решения задачи расчета профиля температур и концентраций в круглой длинной трубке при протекании в ней единственной реакции с учетом только радиального переноса тепла и вещества. Процесс описывается системой уравнений [c.488]

Разработана теория оптимального управления каталитическими процессами на основе принципа максимума Понтрягина и прямых вариационных методов. Для каталитических реакций с падающей активностью катализатора проведено качественное исследование оптимальных управлений, разработаны эффективные численные алгоритмы оптимизации и решен ряд промышленно важных задач. [c.4]

В заключение приведем примеры рассчитанных по алгоритму, приведенному в работе [18], зависимостей максимальной температуры во фронте от константы скорости химической реакции (рис. 3.6), величины адиабатического разогрева смеси (рис. 3.7) ж размера (рис. 3.8) зерна катализатора в условиях, когда величиной эффективной продольной теплопроводности по слою можно пренебречь [19]. Приведенные количественные зависимости согласуются с полученными ранее оценками. Отметим лишь влияние раЗ(Мера зерна катализатора в условиях, когда роль продольного переноса тепла пренебрежимо мала. Как видно из выражения (3.566), [c.94]

Первый из этих методов редукции базируется на классическом принципе квазистационарности. В исходной схеме по части переменных (как правило, промежуточные вещества) дифференциальные уравнения заменяются алгебраическими. В последние годы разработаны алгоритмы исключения промежуточных веществ и в случае нестационарного протекания реакции. [c.7]

На основе этих условий был разработан алгоритм, использующий только сте-хиометрическую матрицу стадийной схемы реакции и оценивающий снизу число ВСС в предположении, что константы скоростей стадий могут прини- мать любые положительные значения. Согласно алгоритму, вначале берется произвольная совокупность стадий исследуемой схемы, анализируется число граничных стационарных состояний (ТСС) этой совокупности и определяются типы (число нулевых координат) этих ГСС [4]. Затем последовательно добавляются стадии рассматриваемого механизма, не входящие в исходную совокупность стадий, отслеживается появление новых ГСС и направление движения в симплексе реакции, найденных на предыдущем этапе ГСС. При движении ГСС возможны следующие случаи. Если тип ГСС не уменьшается, то образо- [c.68]

Уравнение (3.73) не зависит от порядка, в котором нумеруются стадии. С его помощью облегчается вывод кинетических уравнений в явном виде для линейных механизмов и в некоторых случаях для нелинейных. Заметим, что для очень простых механизмов (например, линейного механизма с двумя промежуточнымн веществами) нет смысла пользоваться сложной техникой — нужно просто записать систему уравнений стационарности по промежуточным веществам и решить ее. Однако для сложных многомаршрутных реакций не обойтись без специальных алгоритмов, облегчающих вывод кинетических уравнений. [c.166]

Автоматизация програвширования построения кинетической модели [37—40]. Расширяющиеся возможности современных ЭВМ в сфере интеллектуального обеспечения делают вполне реальной автоматизацию процедур принятия решений при синтезе кинетической модели сложной химической реакции (типовую схему см. на рис. 4.1) [37]. Речь идет фактически о создании программирующей программы (ПП), которая на основании располагаемой информации о механизме строила бы подпрограммы расчета скоростей реакций, отвечающих данному механизму. ПП работают совместно со стандартной программой расчета функции отклонения (ПРФО) и программой минимизации. ПП может быть ориентирована либо на построение аналитических формул для скоростей реакций [41—43], либо на реализацию численных алгоритмов расчета скоростей реакций. В первом случае ПП могут оказаться более эко- [c.200]

При применении аппарата матричной алгебры математическая модель механизма реакции рассматривается как единое целое. В этом случае ПП очень простая, а ПРФО весьма сложная, поскольку именно в ней при каждом расчете функции отклонений перерабатывается зашифрованная в виде матриц информация о структуре механизма. Первый опыт применения матричного метода показал, что программы расчета скоростей реакций, которые строились на его основе, могут уступать в скорости счета ручным программам [44]. Это связано, в основном, с большим числом операций над разреженными матрицами, и требует дальнейшего совершенствования вычислительных алгоритмов. [c.201]

Чтобы сопоставить экспериментальные кинетические данные с гипотезой о механизме реакции, необходима последовательная работа всех трех комплексов программ, причем программы ССА и ПП работают только один раз для каждого варианта механизма. Следует подчеркнуть, что число операций по расчету функций отклонений и их производных в полученных по изложенному алгоритму программах близко к числу операций, полученных при ручном программировании. САКР была использована для исследования кинетики и механизмов и получения кинетических уравнений в реакциях окислительного дегидрирования бутенов в дивинил на оксидном Bi—Мо-катализаторе, окисления этилена на серебре, синтеза карбонила никеля, окисления хлороводорода, на катализаторе u la—КС1 (1 1), окислительного хлорирования этилена на солевых хлормедных катализаторах, синтеза метанола на катализаторе ZnO/ rgOg, хлорирования метана и др. Для большинства из этих реакций число рассмотренных вариантов механизмов составляло от 10 до 20. Число найденных параметров для этих реакций составляло 15—25 [13]. [c.204]

Этот подход может быть обобщен и на нелинейные системы (скорости реакций в матрице и наполнителе нелинейно связаны с концентрацией и температурой) и на существенно неизотерми-ческие реакции. Однако в этих случаях он просто сведется к алгоритму решения нелинейной системы уравнений, который, кстати, [c.290]

Для решения второй задачи был применен алгоритм Кора . 50 реакций окисления различных углеводородов на катализаторе УдОд были разделены на три класса А — высокоселективный (выход, более 50%), В — среднеселективный (выход 10—50%) и С — малоселективный (выход менее 10%). 46 энергетических, стереохимиче-ских, квантово-химических и других свойств реагентов и продуктов были избраны в качестве параметров, например, такие как [c.167]

Искомыми параметрами являются предэкспоненты, энергии активации и порядки реакций. Суть алгоритма удобно изложить на более простом примере, а именно, для процесса, протекающего в изотервш-ческом реакторе интегрального типа, причем когда скорость каждой [c.433]

Рассмотрим алгоритм поиска оптимального маршрута химического синтеза заданного органического соединения исходя из определенного допустимого набора исходных веществ и с использованием известных реакций на основе применения топологической модели в виде двудольного графа химических превращений (ДГХП). [c.189]

Пакеты прикладных программ с ориентацией па проблему являются средством повышения эффективности решения прикладных задач в различных областях народного хозяйства. Их создание базируется на стремлении объединить в единое целое достижения в области решаемой проблемы, вычислительной математики и вычислительной техники. Конечным результатом разработки является программно-аппаратный комплекс, позволяющий пользователю с желаемой точностью, максимальной простотой и удобством решать появляющиеся в процессе его деятельности проблемы. Очевидце, создание таких пакетов — задача не только сложная в смысле формулирования и описания проблемы, разработки необходимых алгоритмов, но и трудоемкая. Для ее решения обычно привлекаются специалисты различных профилей — технологи, математики, программисты. Кроме того, в зависимости от сложности проблемы последняя может быть разделена на отдельные под-проблемы, каждая из которых решается самостоятельно в рамках общей цели. Такое разделение на подпроблемы обычно производится исходя из специфики отдельной части общей задачи. При наличии структурной или функциональной организованности алгоритмов части проблемы она может выступать в качестве подсистемы. При моделировании реакторных процессов, нанример, в качестве отдельных частей можно выделить установление механизма реакции, оценку кинетических констант, модель реактора и т. д. Помимо относительной независимости этих частей можно было бы выделить их и исходя из последовательности использования в процессе моделирования реактора. [c.282]

Алгоритм расчета ректификации с химической реакцией. Процессы получения новых веществ (реакторные процессы) и выделения продуктов заданного качества являются основными в химической промышленности. Продукты реакции, попадая в ректификационную колонну, подвергаются воздействию высоких температур и давлений с интенсивным взаимодействием потоков пара и жидкости. Если учесть, что в смеси присутствуют или вновь появляются вещества, способствующие протеканию побочных реакций, что приводит к загрязнению целевых продуктов, то становится очевидной необходимость учета возможности появления дополнительных относительно исходного питания компонентов и организации соответствующим образом процесса. Последнее особенно важно при получении продуктов высокой чистоты. Протекание химических реакций одновременно с ректификацией не является чем-то исключительным в повседневной практике эксплуатации промышленных процессов. Это полимеризация, выделение смолистых осадков, появление неидентифи-цируемых примесей в продуктах разделения и появление ряда других внешних признаков наличия химической реакции. Знание условий протекания таких реакций позволяет заранее принять соответствующие меры, предохраняющие целевые продукты и аппаратуру от загрязнения. [c.364]

Таким образом, имеет место непрерывная деформация диаграммы связи по мере перемещения зоны химического превращения сополимера в ионит по реакционному пространству. Вместе с изменением структуры диаграммы меняются и структура уравнений математической модели процесса, а также моделирующего алгоритма. Учитывая разбиение гранулы на элементарные слои и объединяя диаграммы связи кинетики реакций сульфирования и разложения тионилхлорида для -го слоя, получим нзображен- [c.354]

Модель процесса сульфирования сополимеров с предварительным набуханием в тионилхлориде и соответствующий моделирующий а.т1горитм (см. рис. 5.11, 5.12) использовались при решении обратной задачи для поиска эффективной константы скорости реакции сульфирования К, и эффективного коэффициента массопроводимости О. Время прямого счета по уравнениям модели составило 4 мин время поиска коэффициентов К ш О по минимуму отклопений расчетных и экспериментальных значений конверсии (алгоритм поиска с применением чисел Фибоначчи) составило 30 мин. Найденные значения коэффициентов я О использовались затем для расчета конверсии сульфирования при различных условиях проведения процесса. Результаты расчета приведены на рис. 5.33. [c.365]

Алгоритм для ЭВМ [35] относится ко второй группе в классификации [25]. Из S неизвестных концентраций выбираются две — главные переменные ( master variables ), концентрация каждой следующей частицы вычисляется по уравнению ЗДМ с помощью концентрации главной и какой-либо из уже вычисленных. После перебора всех частиц проверяются условия МБ если они не удовлетворяются, систематически изменяют главные переменные , добиваясь выполнения начальных условий. Аналогичный алгоритм разработан Щербаковой [36]. Методы [35] и [36] применимы для расчетов равновесий в большинстве встречающихся па практике систем лишь в редких случаях (папример, если в системе происходит сложная окислительно-восстановительная реакция, в которой участвует много частиц) по описанным в этих работах схемам нельзя вычислить копцентрации всех частиц. [c.27]

Запись реакций через базис (5) сокращает объем вводимой в ЭВМ информации о стехиометрических коэффициентах реакций размер матрицы (v j меньше, чем матрицы ац , поскольку в первой опущена информация о коэффициентах при продуктах Такую запись ранее применяли в других методах расчета равновесного состава (например, в [29]). Для МПСР ее счел удобным применить еще Вилларс [38]. Круиз [41 предложил переходить к такому базису, частицам которого соответствуют возможно большие значения концентраций. Тогда относительные изменения этих концентраций будут меньшими, чем при другом выборе базиса, и для получения достаточно точного равновесного состава понадобится меньшее количество итерации — циклов расчетов по Зейделю или поочередных сдвигов реакций. В процессе счета свойство оптимальности может быть потеряно. Программы, реализующие алгоритмы Круиза, осуществляют контроль за оптимальностью базиса и проводят его автоматическую замену. [c.32]

Для создания общего алгоритма, не зависящего от стехиометрии реакции, предложен способ матричной записи стехио-метрпиТи алгоритм расчета равновесных концентраций [10]. [c.122]

При реализации математической модели гидроочистки в профамме использовался объектно-ориентированный подход для анализа сложных систем. Эго позволило подставлять любые параметры модели в алгоритм оптимизации без дополнительных изменений в Ешгоритмах. При разрабо ке математической модели были найдены еле,дующие кинетические составляющие математического описания предэкспоненциальные множители, порядки реакций по водороду, тешовые эффекты реакций, энергии активации. Решение данной задачи можно рассматривать как задачу на (ождения минимума функции отклонений расчетных от экспериментальных данных. Построенная модель позволяет прогнозировать содержание сернистых соединений н ароматических углеводородов в продукте. [c.228]

Разработан эффективный алгоритм для численного исследования тепло -массопереноса в аппаратах химических производств. Он позволяет исследовать сопряженный тепло - массоперенос в движущемся растворе, стенках и армату -ре, в инкрустациях и отложениях [1]. Возможно исследование пространственно-неоднородного роста отложений, причем модель учитывает влияние локальных значений концентраций компонентов и те.мпературы раствора. Численный метод позволяет исследовать нелинейные процессы при протекании гомогенных и гетерогенных реакций при корректном учете сопряженного теаю-массопереноса в реакторе. Задача, как правило, решается в двухмерной поста-новке (плоско-параллельной или осесимметричной), однако возможно исследование трехмерных задач. [c.38]

Проблема редукции систем дифференциальных уравнений химической кинетики к системам меньшей размерности является одной из классических задач математического моделирования механизмов сложных химических реакций. В работе [1] был предложен метод редукщи, который состоит в расчете в каждый момент времени значений всех скоростей реакций и/, и отношений модулей концентраций ко времени х, 1) 1 /г. В [2] построен компьютерный алгоритм, основанный на методе [1], позволяющий автоматизировать щюцесс редукции (то есть процесс выделения временных масштабов и соответствующих им упрощенных подсистем, которые могут быть решены аналитически). [c.45]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология