Динамика реакции в ячейке с идеальным смешением в растворе

Аннотация

Зароченцев В.М., Кондратенко Т.В., Макоева А.К.

Дата поступления статьи: 13.04.2018

В статье рассмотрена методика моделирования химических процессов в растворе для ячейки идеального смешения в динамических условиях. Если реакция протекает в жидкой фазе без изменения объема реакционной смеси, то систему уравнений накопления и расходования веществ можно выразить через изменение концентрации. Решение системы уравнений динамики позволяет найти концентрации веществ в растворе во время переходного процесса, в конце которого установится новое стационарное состояние при отсутствии внешних воздействий. В качестве модели была предложена система дифференциальных уравнений расходования и накопления веществ в ячейке. Выполнено решение модели в системе MathCAD методами Рунге–Кутта с помощью стандартных функций. В связи с тем, что определение показателей потоков в ячейке дискретно, а изменение протекает достаточно плавно, удобно проводить интегрирование масс веществ через дискретные интервалы времени. Для этого применим один из методов численного интегрирования – метод Симпсона. Сравнение балансов потоков между собой и с реальными физическими потоками на моделируемых объектах, позволяет своевременно определить и скорректировать ошибку, и адаптировать модель к динамически изменяющимся условия проведения процесса. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования и анализа процессов, сопровождающихся химическими реакциями в растворах в динамических условиях.

Ключевые слова: дифференциальные уравнения, ячейка идеального смешения, динамика, модель, материальный баланс, состояние равновесия, нестационарный процесс

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

`