反應器數(shù)">

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反應器數(shù)學模型mathematical model for chemical reactor

時間：2020-03-01 來源：網(wǎng)絡 瀏覽：
描述反應器行為的操作參數(shù)與狀態(tài)變量之間的數(shù)學關系式，是數(shù)學模型方法在反應器研究中的應用，簡稱反應器模型。建立模型的目的是通過模型以模擬反應器行為。
　　反應器數(shù)學模型的基點是將反應器中進行的過程分解為化學反應過程和傳遞過程，分別建立反應動力學模型和反應器傳遞過程模型。反應動力學模型通常由實驗室反應器測定并通過數(shù)據(jù)處理獲得。反應器的傳遞過程模型包括描述返混程度的流動模型和描述質(zhì)量傳遞和熱量傳遞的模型。通過對反應器局部或整體的各種衡算(如物料衡算、熱量衡算)，以綜合反應器中的反應動力學和傳遞過程，即可得到反應器的數(shù)學模型。
　　傳統(tǒng)的實驗研究，對于反應過程的非線性性質(zhì)和反應器中眾多參數(shù)與變量之間的強交互作用所呈現(xiàn)的復雜現(xiàn)象，作用甚為有限。特別是對于諸如反應器的穩(wěn)定性（見反應器動態(tài)特性）和反應器參數(shù)敏感性的存在范圍等問題，單純的實驗研究已難奏效，必須借助數(shù)學模型。例如，通過建立模型提出判別反應器穩(wěn)定性或參數(shù)敏感性存在范圍的判據(jù)，再通過實驗予以檢驗；由此可以認識各操作參數(shù)對反應器行為的影響程度，并預測其他條件下反應器穩(wěn)定性或?qū)?shù)敏感性的存在范圍。又例如模型有助于了解載熱體的溫度變化時，反應器中的溫度分布將作如何變化，以及載熱體的溫度變化對轉化率和選擇率（見化學計量學）產(chǎn)生何種影響。又如模型有助于了解返混在何種條件下對表觀反應速率產(chǎn)生顯著影響，在何種條件下其影響可以忽略，以及為提高表觀反應速率應當采取何種措施。
　　如果要利用數(shù)學模型進行定量的預測，則這種預測未必十分可靠，因為反應器模型通常是多參數(shù)模型，其中有些參數(shù)不易準確確立，特別是在工程放大過程中參數(shù)變化的規(guī)律難以掌握。利用數(shù)學模型通過模擬計算得到的定量結果直接用于反應器的設計、工程放大或優(yōu)化，目前對多數(shù)反應器來說尚不現(xiàn)實，但它提示了各有關影響因素及各因素的影響程度，以便可再通過少數(shù)實驗修正模擬計算結果，或予定量。對實驗搜索工作有明確的指導作用，以節(jié)省實驗工作的費用和時間。  
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