5 - 4 Диспетчер реакций
5Добавьте компоненты. Процедура выбора компонентов та же, что и выбор компонент в пакете свойств.
6Вернитесь в Диспетчер реакций, чтобы задать реакции и наборы реакций. Подробно это описано в разделах 5.3 - Реакции и 5.4 - Наборы реакций.
7Свяжите набор реакций с пакетом свойств, созданным в пункте 2. Подробности смотри в разделе 5.4.4 - Добавление набора реакций в пакет свойств.
8Все компоненты, используемые в реакциях, которые в свою очередь, входят в наборы реакций, теперь присутствуют в пакете свойств.
5.2.3Компоненты библиотечных реакций
Если выбирается библиотечная равновесная реакция, все входящие в нее компоненты автоматически добавляются в Диспетчер реакций. Затем Вы можете использовать эти компоненты для задания других реакций.
Библиотечную реакцию можно инсталлировать до выбора компонентов задачи.
Чтобы добавить библиотечную реакцию, выполните следующее:
1Находясь на закладке Реакции в окне Диспетчер базиса, нажмите кнопку Добавить реакцию в групповой рамке Реакции.
2Появится окно, в котором перечислены возможные типы реакций. Укажите, что будет добавляться равновесная реакция.
3Нажмите кнопку Добавить реакцию.
4Перейдите на закладку Библиотека в специализированном окне
Равновесная реакция.
5Выберите нужную реакцию из библиотеки.
6Нажмите кнопку Добавить реакцию из библиотеки. Информация о реакции будет перенесена на закладки окна Равновесная реакция. Компоненты, используемые в реакции, появятся в групповой рамке Компоненты диспетчера реакций.
5.3 Реакции
В программе ХАЙСИС набор реакций, принятый по умолчанию (он называется Global Rxn Set), присутствует в любой задаче. Любая реакция, которая добавляется в задачу, автоматически включается в этот общий
Диспетчер реакций 5 - 5
набор. Всякая реакция может быть связана и с другим набором, но она всегда остается в общем наборе реакций до тех пор, пока реакция не будет удалена. Чтобы добавить реакцию, нажмите кнопку Добавить реакцию в
Диспетчере реакций.
В ХАЙСИС моделируется пять типов реакций:
|
Тип реакции |
|
|
Требования |
|
|
|
|
|
||
|
Конверсионная |
|
Необходимо задать стехиометрию реакции и степень |
||
|
|
|
|
превращения базового компонента. |
|
|
Равновесная |
|
Требуется задать стехиометрию реакции. Величина логарифма |
||
|
|
|
|
константы равновесия Ln(K) может быть рассчитана с помощью |
|
|
|
|
|
одного из нескольких методов, которые поясняются ниже. |
|
|
|
|
|
Порядок реакции по каждому компоненту определяется |
|
|
|
|
|
стехиометрическими коэффициентами. |
|
|
Кинетическая |
|
Задается стехиометрия, а также Арениусовские параметры |
||
|
|
|
|
(энергия активации и предэкспонена) для прямых и обратных |
|
|
|
|
|
(последнее необязательно) реакций. Можно задать порядок |
|
|
|
|
|
прямой и обратной реакции для каждого компонента. |
|
|
Гетерогенная |
|
Требуется задать параметры, описывающие кинетику самой |
||
|
каталитическая |
|
реакции, а также энергию активации, предэкспоненту и |
||
|
|
|
|
показатель степени кинетики адсорбции. |
|
|
Простая |
|
Задается стехиометрия, а также Арениусовские параметры |
||
|
|
|
|
(энергия активации и предэкспонента) для прямой реакции. Для |
|
|
|
|
|
расчета скоростей обратных реакций требуется задать |
|
|
|
|
|
параметры уравнения константы равновесия. |
|
Для каждого из типов реакций необходимо задавать стехиометрию. Чтобы облегчить этот процесс, система рассчитываете невязку балансов на основе молекулярных весов по мере задания информации. Если невязка баланса равна нулю, стехиометрические коэффициенты заданы корректно. Если Вы задали все стехиометрические коэффициенты кроме одного, можно воспользоваться кнопкой Баланс, чтобы определить отсутствующий стехиометрический коэффициент.
Можно указать, что реакция протекает в какой-то одной определенной фазе. Это позволяет задать разную кинетику для реакций, протекающих, например, в паровой и жидкой фазе одного реактора.
5.3.1Работа с реакциями
В групповой рамке Реакции имеются четыре кнопки:
Кнопка |
Действие |
Просмотр |
Вызывается специализированное окно отмеченной |
|
реакции. |
Добавить |
Вызывается окно, в котором выбирается тип добавляемой |
реакцию |
реакции. |
Удалить |
Отмеченная реакция удаляется из Диспетчера реакций. |
Копировать |
Копируется отмеченная реакция. |
Если провести инспекцию реакции (правая кнопка мыши), появляется меню с двумя пунктами: Просмотр и Удалить.
5 - 6 Диспетчер реакций
5.3.2Конверсионные реакции
Эти реакции требуют задания стехиометрических коэффициентов для каждого компонента, а также степени превращения для базового вещества. Состав неизвестных потоков можно рассчитать, если задать коэффициент конверсии.
По умолчанию конверсионные реакции рассчитываются совместно. Однако, их можно рассчитывать как протекающие последовательно с помощью ранжирования. Подробнее об этом в разделе 5.4 – Наборы реакций.
Рассмотрим следующую конверсионную реакцию:
A + |
b |
B → |
c |
C + |
d |
D |
(5.1) |
|
a |
a |
a |
||||||
|
|
|
|
|
где: a, b, c и d соответствующие стехиометрические коэффициенты реактантов (A и В) и продуктов (C и D).
A - базовый компонент, а В - присутствует в неограниченном количестве.
Компоненты реакции должны подчиняться следующим стехиометрическим соотношениям:
N A = N A0 N B = N B0
N C = N C0
N D = N D0
(1- X A )
b
- a N A0 X A
|
c |
|
|
(5.2) |
||
+ |
|
( N A |
X A ) |
|||
a |
||||||
|
0 |
|
||||
|
|
|
|
|
||
+ |
|
d |
( N A |
X A ) |
||
a |
||||||
|
|
0 |
|
|||
|
|
|
|
|
||
здесь: N* = количество молей компонента * на выходе (* = A, B, C или D) N*0 = количество молей компонента * на входе
XА = степень превращения базового компонента А
Вещество, которое реагирует в данной реакции, состоит как из того количества, которое присутствует в исходной смеси, так и из образованного в результате других реакций. Исключение составляет случай, когда реакции заданы последовательными.
Когда Вы зададите всю необходимую информацию, сообщение в поле статуса изменится на Готово.
Диспетчер реакций 5 - 7
Закладка Стехиометрия
Для каждой реакции необходимо задать следующую информацию:
Поле ввода |
Необходимая информация |
Имя реакции |
По умолчанию система присваивает каждой реакции некоторое |
|
название, которое можно изменить. На приведенном рисунке |
|
реакции присвоено название Rxn-1. |
Компонент |
Задаются компоненты реакции, как минимум два компонента. |
|
По крайней мере, одно вещество, вступающее в реакцию, и |
|
один продукт. Доступ к имеющимся компонентам |
|
осуществляется из поля редактирования. При выборе |
|
компонента автоматически появляется его молекулярный вес. |
Стехиометрическ |
Необходимо задать для каждого компонента, присутствующего |
ий коэффициент |
в реакции. Стехиометрические коэффициенты задаются |
|
отрицательными для веществ, которые вступают в реакцию, и |
|
положительными для продуктов реакции. Для инерта |
|
(вещества, не вступающего в реакцию) можно задать |
|
стехиометрический коэффициент 0. Для конверсионных |
|
реакций результат будет тот же самый, как если бы этот |
|
компонент вообще не включался в таблицу. Стехиометрические |
|
коэффициенты необязательно задавать целыми числами, они |
|
могут быть и дробными. |
|
Система рассчитывает и показывает теплоту реакции. Если это |
|
положительная величина, значит реакция эндотермическая. |
Закладка Базис
На закладке Базис можно задать следующую информацию:
Поле ввода |
Необходимая информация |
Базовый |
В качестве ключевого компонента можно задать только вещество, |
компонент |
которое расходуется в реакции. Ни инерт, ни компонент, который |
|
является продуктом реакции, не может быть выбран в качестве |