Kimyoviy masalalarning yarim - empirik uslublari yordamida yechilishi

Kimyoviy masalalarning yarim-empirik uslublari yordamida echilishi Reja: Kimyoviy masalalarning yarim-empirik trubasimon kimyoviy reaktorlarni modellashtirish a) Reaktorning matematik modelini tuzish b) Masalani hisoblash algoritmini tuzish. 2. Texnologik jarayonlar va tizimlarini hisoblash eksperimenti o'tkazish yo'li bilan o'rganish. Kimyoviy masalalarning yarim-empirik trubasimon kimyoviy reaktorlarda, odatda har xil kimyoviy jarayonlar uzluksiz ravishda ketadi, ya'ni, moddalar reaktordan o'tib borishida, o'zaro ta'sirga kirayotgan modda konsentratsiyalari o'zgarib boradi. Trubasimon reaktorni ko'raylik (26-rasm). Reaktorga yuklangan moddalar, reaktordan o'tib borishi jarayonida, o'zaro kimyoviy ta'sir natijasida konsentratsiyalari o'zgarib boradi. G 26-rasm. Ushbu jarayonning matematik modelini tuzish uchun, V elementar xajmda ketayotgan jarayonni ko'rib chiqaylik. Bu elementar xajmga modda ma'lum bir parametrlar bilan kirib, bir zumda shu elementar xajmga tarqaladi. Elementar xajmdagi jarayonlarning shunday tasavvuriga asoslangan holda, shu elementar xajmdagi modda miqdorining o'zgarishi, unga kelayotgan va ketayotgan modda miqdorlariga va kimyoviy reaksiya tezligiga bog'lik deb, quyidagilarni yozishimiz mumkin: bu yerda, Q - ushbu xajmdagi komponent miqdori, ya'ni, Q = V . C C - ko'rilayotgan modda konsentratsiyasi; G - reaktordan o'tayotgan modda sarfi; Wr - kimyoviy reaksiya tezligi. Matematik o'zgartirishlardan so'ng: V = S . l , ni hisobga olib (S - reaktor kesim yuzasi) quyidagini olamiz Agar, S (l+l) - C (l, ), bu konsentratsiyani reaktor uzunligi bo'yicha o'zgarishi ekanligini hisobga olsak, unda yuqoridagi tenglamani xususiy hosila ko'rinishida yozishimiz mumkin, ya'ni, bu reaktorda konsentratsiyani o'zgarishi ham vaqt bo'yicha, ham reaktor uzunligi bo'yicha bo'lishini ko'ramiz. (1) bunda, - oqimning chiziqli tezligi, quyidagi tenglama bo'yicha hisoblanadi, Shunday qilib, trubasimon reaktorlarda ketayotgan jarayon, oqimlar tuzilishi bo'yicha ideal siqib chiqarish modellariga mos kelar ekan. Faraz qilaylik, bu reaktorda quyidagi stexiometrik tenglama bo'yicha kimyoviy reaksiya ketmoqda: A + B C Unda, bu elementar kimyoviy jarayon uchun, kimyoviy reaksiya tezligini quyidagicha yozish mumkin: Wr = k . Ca . Cb (2) bu yerda, k - kimyoviy reaksiya tezligi konstantasi; Sa, Cb - o'zaro ta'sirga kirishayotgan A va B komponentlar konsentratsiyalari. (2) tenglamani hisobga olib, o'zaro ta'sirga kirayotgan modda konsentratsiyalarini o'zgarishining matematik ifodasi, quyidagicha bo'ladi: (3) Moddalarning konsentratsiyalarini reaktor uzunligi bo'yicha taqsimlanishini hisoblash, odatda statsionar rejimda amalga oshiriladi, ya'ni Bu jarayonning statsionar holat uchun matematik ifodasi quyidagicha: (a) (b) (4) (c) Oqimning chiziqli tezligini (s), alohida komponentlarning sarflarini hisobga olgan holda, quyidagicha yozish mumkin: (5) bu yerda, Ga, Gb, Gc - A, V, S komponentlarning sarflari; a, b, c - A, V, S komponentlarning solishtirma og'irliklari. Ma'lum miqdorda Qc modda olish uchun kerakli, A va V modda miqdorini aniqlash uchun, keltirilgan sarf o'zgarmas kattaligini aniqlash kerak, Ga ...