Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Математическое моделирование химической кинетики

    Изучение скоростей реакций позволяет выяснить истинный механизм протекания сложных химических превращений. Это в свою очередь создает перспективы для нахождения путей управления химическим процессом, т. е. его скоростью и направлением. Выяснение кинетики реакций позволяет осуществить математическое моделирование реакций, происходящ 1х в химических аппаратах, и с помощью электронно-вычислительной техники задачи оптимизации и автоматизации химико-технологических процессов. [c.192]


    Рещение полного уравнения в сочетании с аналогичным уравнением для теплопередачи дает самое общее и точное математическое описание реакции в потоке. К сожалению, в общем виде эта задача не решается и приходится прибегать к различным упрощенным методам и приемам. Решение этой задачи принято называть математическим моделированием химической кинетики. Оно позволяет также решать очень важный вопрос об изменениях в кинетике при переходе от одного (например, меньшего) реактора к другому (большему), т. е. установить принципы подобия кинетики химических реакций. Это имеет первостепенное значение при переходе от лабораторных к промышленным реакторам. [c.268]

    Добавлены новые главы Математическое моделирование химической кинетики, Определители и матрицы. Линейное программирование, Гиперболические функции. Эллиптические интегралы и функции. Эти главы также содержат типичные примеры из химии и химической технологии. [c.3]

    Использование методов математического моделирования химической кинетики позволяет поставить и в значительной (хотя и отнюдь не полной) мере формализовать для ЭВМ нахождение наиболее вероятного механизма совокупности реакций химического процесса. Для ознакомления с этим продуктивным подходом отсылаем читателя к [195, 196]. [c.180]

    Ее автор — один из ведущих, признанных в России и в мире специалистов по математическому моделированию химической кинетики. Он представляет Сибирскую школу, в которой этими проблемами занимаются несколько десятилетий и в которой был получен ряд результатов мирового уровня. [c.8]

    В настоящей книге сделана попытка дать краткое систематическое изложение сущности математических методов составления уравнений скоростей реакций и расчета кинетических констант, нашедших наибольшее распространение в теории и практике математического моделирования химических процессов. Главное внимание уделено методологии построения моделей кинетики реакций и алгоритмов отыскания кинетических констант. Рассматривается химическая и физическая интерпретация реакций, составление стехиометрических и кинетических уравнений элементарных и суммарных реакций, качественный и количественный анализ типов математических моделей и правомерность применения их к различным химическим процессам. [c.5]

    Красота объектов химической кинетики — залог того, что и в будущем математическое моделирование химической кинетики не будет обделено вниманием. [c.318]

    Слинько М. Г., Математическое моделирование химических реакторов, Кинетика и катализ, X, вып. 5, 957 (1969). [c.186]

    Слинько М. Г. Кинетические исследования — основа математического моделирования химических процессов и реакторов.— Кинетика и катализ, 1972, т. 13, № 3, с. 566-580. [c.90]


    Кинетика газожидкостных реакций достаточно подробно освещена в вышедших в последнее время монографиях [4, 20]. Достаточно полно отражена в отдельных изданиях [30, 89] и актуальная проблема математического моделирования химических реакторов. Однако определяющие их факторы — гидродинамические явления при взаимодействии газа с жидкостью, конвективный теплообмен между газожидкостной смесью и стенками теплообменных элементов и массоперенос в гетерогенных системах — в обобщенном виде и с необходимыми теоретическими предпосылками до сих пор не освещались. Эти явления рассмотрены в книге применительно к реакторам различных принципов действия (барботажным, газлифтным, с механическим диспергированием газа, пленочным). Каждому типу реактора дана оценка с точки зрения его использования в тех или иных условиях, что позволит проектировщикам этой аппаратуры обоснованно подойти к выбору нужной конструкции. [c.3]

    В указанных случаях в книге рекомендуется -математическое моделирование химических процессов вести на основе кинетики, исследуемой на реальной модели или на действующем реакторе в области ограниченного диапазона значений технологических параметров, характерной для протекания данного химического процесса в промышленных условиях (см. главу II). Такой подход дает возможность составлять математическое описание одновременно с разработкой вопросов технологии и автоматизации в необходимом объеме (см. главу VI). Это в свою очередь позволяет активно влиять на оптимизацию аппаратурно-технологического оформления процесса в результате автоматизации его управления (см. главу VII). [c.8]

    Вопросам изучения химической кинетики посвящено много капитальных работ В этих работах показано, что большинство химических процессов (особенно каталитических, ценных и протекающих с одновременным образованием большого числа продуктов) характеризуются сложными зависимостями. Ниже изложен некоторый минимум сведений об основных закономерностях протекания химических реакций, который необходим при рассмотрении вопросов математического моделирования химических процессов. [c.11]

    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]

    Отметим, что моделирование химической кинетики на ЭВМ и постановка математического эксперимента позволяют выяснить максимальное количество информации о процессе. При этом можно установить, во-первых, варианты механизмов реакций, которые согласуются с результатами экспериментального исследования процесса [c.87]

    При математическом моделировании химических реакторов для непрерывных процессов еще недостаточно используются обобщенные переменные, учитывающие кинетику химических реакций. В то ке время очевидно, что в химическом реакторе нельзя говорить о той или иной особенности его модели без учета кинетики протекающих реакций. Покажем это на примере учета перемешивания внутри реакционного объема. [c.65]

    Монография посвящена методам математического моделирования на ЭВМ кинетики химических реакций. Рассмотрены методы решения прямой и обратной задач химической кинетики, преобразование Лапласа, метод классических траекторий, методы качественной теории обыкновенных дифференциальных уравнений, метод Монте-Карло и др. Приведены программы решения некоторых задач химической кинетики на ЭВМ. [c.2]

    При использовании нового метода, который пере-водит все рассматриваемые вопросы на молекулярный уровень, сами собой устраняются недостатки прошлого метода. Точность вычисления констант скоростей с ростом ступеней ничуть не ниже, чем точность, с которой мы определяли константу скорости первой реакции. Таким образом, главное и необходимое условие определения констант скоростей реакций заключается в необходимости производить все расчеты на молекулярном уровне. Подобный подход открывает большие перспективы в области химической кинетики. Во-первых, что является наиболее важным, проблема определения кинетических параметров для сложных химических реакций перестанет существовать, следовательно, значительные силы и средства, которые мы в настоящее время вкладываем в этом направлении, смогут быть высвобождены. Во-вторых, повышение точности расчета кинетических параметров и его простота позволят усовершенствовать и сделать неизмеримо более точными методы математического моделирования химических реакторов. В этом направлении предстоит еще большая работа. [c.105]


    Значительно повысится точность определения кинетических параметров сложных фотохимических реакций с помощью дифференциальных уравнений скоростей реакций на молекулярном уровне. Все эти вопросы должны стать предметом дальнейших исследований, Их решение должно существенно изменить положение дел в химической кинетике, математическом моделировании химических реакторов и в других областях, таких как органический синтез, определение кинетических параметров для высокомолекулярных соединений. [c.106]

    Слинько М. Г. Кинетические нсследования — основа математического моделирования химических процессов и реакторов Ц Кинетика и катализ,— 1972,- Т, 13, 3,- С, 566-580, [c.225]

    С л и н ь к о М. Г. Математическое моделирование химических реакторов.— Кинетика и катализ, 1969, 10, 957. [c.183]

    В химическом реакторе одновременно протекают процессы массо- и теплообмена и химические реакции, одна из которых — основная (приводящая к получению целевого продукта), а остальные — побочные. Все эти процессы взаимосвязаны, и совместное описание их математическим уравнением или системой уравнений в большинстве случаев является сложной задачей. Для ее решения в проектных организациях должны создаваться специальные группы математического моделирования химических процессов Квалифицированное решение этой задачи с учетом данных кинетики и условий регулирования технологического процесса возможно только при помощи электронно-вычислительной техники и под силу лишь инженерам специального профиля. [c.121]

    Существенную помощь как в обработке экспериментальных кинетических данных, так и в математическом моделировании химических реакций и процессов может оказать так называемый анализ чувствительности применительно к уравнениям химической кинетики. Задача состоит в исследовании чувствительности решения задачи Коши к изменению входящих в систему обыкновенных дифференциальных уравнений параметров [c.179]

    Для специалистов в области химической кинетики и катализа, математиков и инженеров, занимающихся математическим моделированием химических процессов и реакторов, а также преподавателей, аспирантов и студентов вузов физико-химического профиля. [c.2]

    И с этими задачами он справился блестяще. Он, как и многие авторы Основ , Начал , Введений , сосредоточил внимание на элементарных сущностях, на наиболее ясных и простых результатах. Кроме того, для изложения общих свойств многих химических систем он выбрал простой, ясный и универсальный язык — язык математических моделей. В отличие от многих курсов и руководств он пошел не от химии к математике, а от математики к химии — от простого к сложному. Трудно представить, сколькими деталями и подробностями, милыми сердцу автора, при этом пришлось пожертвовать. Но эта работа сделана. Поэтому, надеюсь, его книга станет настольной у студентов и аспирантов — химиков, осваивающих химическую кинетику на современном уровне, у инженеров-технологов и исследователей, решивших опираться на методы математического моделирования. Этой книге подошло бы и другое название, например, Математические основы химической кинетики . И, вероятно, эту работу не оставят своим вниманием и специалисты по прикладной математике. [c.8]

    Заканчивая краткое рассмотрение общих сведений по прикладной макрокинетике сложных гидрогенизационных процессов в нефтепереработке, нужно еще раз подчеркнуть особые трудности макрокинетического анализа сложных модификаций жидкофазного гидрокрекинга с плавающими порошкообразными катализаторами. Вследствие исключительной трудности четкого математического описания и расчета жидкофазных гидрогенизационных процессов на основе результатов лабораторных (или пилотных) исследований ранее использовали эмпирические переходные коэффициенты от лабораторных (пилотных) масштабов работ к заводским [4, 90]. В последнее время [22, 24, 91—93] кинетику химических процессов, осложненных в заводских реакторах наличием диффузии и теплопередачи, начали изучать с применением математических методов [33, 91—93], Такое математическое моделирование пока, к сожалению, практически применимо лишь для простейших процессов типа сернокислотного катализа. Исследования кинетики необходимо проводить в строго определенных условиях, полностью исключающих влияние гидродинамических факторов и гарантирующих изотермичность процесса. Такие условия обеспечиваются, наприме >, при применении проточно-циркуляционного метода [94]. Довольно точные данные о кинетике в некоторых случаях можно получить и по более простой методике при частичном разбавлении исходного сырья продуктами реакции [61, 71] однако полная изотермичность зоны катализа при этом не гарантируется. [c.163]

    В связи с этим проблемы исследования и математического моделирования реакций с участием твердых веществ выходят в настоящее время на одно из ведущих мест среди других проблем химической кинетики. Трудности в решении указанных проблем обусловливаются сложным характером макрокинетики процессов химического превращения сополимеров [Ц. К таким усложняющим факторам можно отнести локализацию реакционной зоны на поверхности раздела фаз твердого реагента и твердого продукта реакции, перемещение этой реакционной зоны вглубь твердого тела, возможность перехода реакции из одной макрокинетической области в другую даже при постоянных значениях температуры системы и концентраций компонентов, участвующих в реакции и т. п. Типичными процессами, обладающими данной спецификой, являются реакции сульфирования и фосфорилирования сополимеров на основе стирола и дивинилбензола. [c.333]

    Кинетика и математическое моделирование процесса суспензионной полимеризации этилена -на окиснохромовом катализаторе, в сб. Всесоюзная конференция по химическим реакторам , т. 2, Новосибирск, 1965, стр. 203. [c.542]

    Описываются исследования предаварийных режимов потенциально опасных процессов на физических моделях — лабораторных и пилотных установках. Эти исследования дают возможность отработать методику эксперимента, обеспечивающую получение информации о нужных параметрах в условиях безопасности, а также установить количественные соотношения параметров предаварийного режима процессов. В этой связи описаны лабораторные и пилотные установки, на которых производились исследования потенциально опасных процессов нитрования и магнийорганического синтеза. На лабораторных установках удается получить качественную картину поведения процесса в предаварийных и даже в аварийных режимах и накопить необходимые данные для конструирования пилотной установки. На пилотных установках выявляются количественные соотношения с учетом требований масштабирования и с обеспечением безопасности. Последняя достигается применением особых методов ( метод искусственного снижения опасности ) и резервированием избыточной мощности защитных воздействий. В книге описаны также методы термоаналитических исследований химических процессов, позволяющие получить необходимые (и обычно отсутствующие у технологов) данные о кинетике процесса. Эти данные крайне необходимы для исследования процессов методами математического моделирования. Параллельное использование действующего объекта, привязанного к ЭВМ, и его модели позволяет максимально приблизить модель к реальности и провести ряд исследований с помощью специально разработанных алгоритмов проверки адекватности модели, оптимизации и других, [c.8]

    За последнее десятилетие в СССР и некоторых зарубежных странах получила распространение отрасль науки — математическое моделирование химических реакторов и процессов. Ее успехи обусловлены, с одной стороны, совершенствованием экспериментальных. методов исследования кинетики химических превращений и скоростей переноса тепла и реагирующих веществ, а с другой, — стремительным развитием вычислительной математики и вычислительной техники. Сейчас математическое моделирование стало общим методом оптимального проектирования химической аппаратуры. Поэтому редактор перевода счел целесообразным дополнить книгу разделом, в котором в конспективной форме изложены основные идеи и этапы моделирования каталитических реакторов (глава XV), а также подробной библиографией работ по математическому моделированию химико-технологических процессов, опубликованных в 1965—1967 гг. В дополнении отражены главным образом исследования коллектива лаборатории моделирования Института катализа СО АН СССР, проведенные совместно с сотрудниками Института математики и ВЦ Сибирского отделения АН СССР, особенно работы В. С. Бескова, Т. И. Зеленяка, Ю. И. Кузнецова, В. А. Кузина, Ю. Ш. Матроса, В. Б. Скоморохова и А. В. Федотова. [c.11]

    Наиболее современным методом исследования потенциально опасных процессов является математическое моделирование. Условием возможности осуществления этого метода является априорное знание закономерностей, определяющих теплообмен, массо-обмен и кинетику химических реакций. Для их выявления используются эксперименты на действующем оборудовании, а также, как было упомянуто, результаты термоаналитических исследований. [c.179]

    Левицкий А.А. Исследование кинетики и механизмов некоторых химических реакций методом математического моделирования. Дис.. ... .. канд. хим. наук. М. ИНХС АН СССР, 1978.166 с. [c.271]

    Вольперт A. И,, Иванова A. H. Математические модели химической кинетики Ц Математическое моделирование. Нелинейные дифференциальные уравнения математической физики,— М, Наука, 1987.— С, 57—102, [c.173]

    Многообразие химических процессов обусловливает собой разхюобра-зие конструкций химических реакторов. Химический реактор является тем элементом технологической схемы, от совершенства которого зависит возможность осуществления в промышленных условиях всего производства. Общая теория химических реакторов за последние годы получила значительное развитие в результате применения метода математического моделирования химических процессов для решения задачи масштабного перехода от результатов лабораторных экспериментов к промышленным условиям. Успехи в области изучения химической кинетики, исследование явлений переноса тепла и вещества, сопутствующих химическим реакциям, и применение метода математического моделирования позволяют теперь более строго подходить к расчету промышленных реакторов, создавать новые эффективные конструкции реакторов большой единичной мощности и определять оптимальные условия осуществления процессов. [c.65]

    Разработка приемов математического моделирования химических реакторов (в развитии этих работ в СССР и в пропагандировании новых идей в этой области большая роль принадлежит М. Г. Слинь-ко [345]) и широкое развитие исследований по кинетике реакций промышленно важных процессов создали предпосылки для оптимального проектирования химических реакторов. Проектирование реактора для проведения какого-либо химического процесса в современном понимании слагается из выбора оптимальной конструкции, определения оптимальных условий ведения процесса и расчета конструктивных элементов (включая и расчет реакционного объема). [c.219]

    В последние годы появилось значительное число публикаций, посвященных.решению проблем математического моделирования слоя катализатора с учетом дезактивации, факторов массоперено кинетики основных реакций и пр. В ряде случаев эти модели включают многие показатели физико-химической характеристики сырья i каиализагора вытекающие из необходимости численного решения уравнений, описывающих распределение оров пи радиусу гранулы и по высоте [c.141]

    Идеальным было бы такое изучение процесса, при котором можщ) проектировать промышленную установку в любом масштабе на основе теоретических расчетов с использованием данных, полученных при лабораторных исследованиях. Развивающееся в последние годы изучение механизмов процессов переноса количества движения, массы и теплоты, а также кинетики химических превращений позволило разработать расчетные методы масштабирования (методы математического моделирования). [c.441]

    Проблема ред тсцик систем дифференциальных уравнений химической кинетики к системам меньшей размерности является одной из классических задач математического моделирования механизмов сложных химических реакций. [c.7]

    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]

    Большое количество разных задач математического моделирования в области химической кинетики приводит к система.м нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, причем размерность полученной модели определяется числом реагетов. На практике большинство однородных химических систем просто релаксирует к стационарному состоянию, однако существуют осциллирующие химические реакции, в которых концентрации реагирующих веществ совершают периодические колебания. Их активное исследование началось с открытия реакции Белоусова-Жаботинского [1]. [c.142]

    Возможности математического моделирования неизмеримо возрастают при использовании методов предметно-математического моделирования. Этот метод основан на том, что изучение объекта ведется па моделях, имеющих другую физическую природу, чем объект. Это возможно, если различные по своей физической природе явления описываются одинаковыми по форме математическими уразиениями. Так, одноэкспоненциальная функция у = г/оехр(—kx) описывает кинетику мономолекулярной химической реакции, вытекание жидкости через узкое отверстие, разряд конденсатора через сопротивление, изменение интенсивности света при прохождении его через иоглощаюшую среду, радиоактивный распад и т. п. [c.323]

Смотреть страницы где упоминается термин Математическое моделирование химической кинетики: [c.325]    [c.324]    [c.434]    [c.6]   
Смотреть главы в:

Математические методы в химической технике Изд.6 -> Математическое моделирование химической кинетики

Математические методы в химической технике -> Математическое моделирование химической кинетики



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Кинетика химическая

Математическое моделировани

Математическое моделирование кинетики



© 2025 chem21.info Реклама на сайте