[拼音]：fanyingqi shuxue moxing

[外文]：mathematical model for chemical reactor

描述反應(yīng)器行為的操作參數(shù)與狀態(tài)變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式，是數(shù)學(xué)模型方法在反應(yīng)器研究中的應(yīng)用，簡稱反應(yīng)器模型。建立模型的目的是通過模型以模擬反應(yīng)器行為。

反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型的基點是將反應(yīng)器中進行的過程分解為化學(xué)反應(yīng)過程和傳遞過程，分別建立反應(yīng)動力學(xué)模型和反應(yīng)器傳遞過程模型。反應(yīng)動力學(xué)模型通常由實驗室反應(yīng)器測定并通過數(shù)據(jù)處理獲得。反應(yīng)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(yīng)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(yīng)器中的反應(yīng)動力學(xué)和傳遞過程，即可得到反應(yīng)器的數(shù)學(xué)模型。

傳統(tǒng)的實驗研究，對于反應(yīng)過程的非線性性質(zhì)和反應(yīng)器中眾多參數(shù)與變量之間的強交互作用所呈現(xiàn)的復(fù)雜現(xiàn)象，作用甚為有限。特別是對于諸如反應(yīng)器的穩(wěn)定性（見反應(yīng)器動態(tài)特性）和反應(yīng)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(xué)模型。例如，通過建立模型提出判別反應(yīng)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(yīng)器行為的影響程度，并預(yù)測其他條件下反應(yīng)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(yīng)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(zhuǎn)化率和選擇率（見化學(xué)計量學(xué)）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(yīng)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(yīng)速率應(yīng)當采取何種措施。

如果要利用數(shù)學(xué)模型進行定量的預(yù)測，則這種預(yù)測未必十分可靠，因為反應(yīng)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(xué)模型通過模擬計算得到的定量結(jié)果直接用于反應(yīng)器的設(shè)計、工程放大或優(yōu)化，目前對多數(shù)反應(yīng)器來說尚不現(xiàn)實，但它提示了各有關(guān)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(jié)果，或予定量。對實驗搜索工作有明確的指導(dǎo)作用，以節(jié)省實驗工作的費用和時間。

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標簽：反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型

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文章名稱：《反應(yīng)器數(shù)學(xué)模型》

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