【摘 要】
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该文以化学反应动力学以及反应精馏膜分离耦合过程中的非线性体系为研究对象,引入协同的概念来描述这些非线性体系内各因素之间相互影响、制约、促进的关系.然后将这些关系数
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该文以化学反应动力学以及反应精馏膜分离耦合过程中的非线性体系为研究对象,引入协同的概念来描述这些非线性体系内各因素之间相互影响、制约、促进的关系.然后将这些关系数学模型化,并通过模拟计算得到了若干有用的结论,从而为强化该体系提供了理论指导.在以乙醇和叔戊醇为原料合成乙基叔戊基醚的反应动力学研究中,该文利用非平衡理论研究的最新成果——协同学的基本原理和方法,找到了一种能够用于研究复杂反应动力学模型的系统方法.并使用协同学提供的绝热消去原理处理了动力学方程组,得到了以浓度为序参量的方程组,最后得到了浓度随时间的演化方程式.在进行参数估计时,该文采用了改进进化算法进行优化求解,得到的结果比传统方法龙格——库塔法的结果更加接近实验值.在反应精馏膜分离耦合过程的传质和传热过程的研究中,应用场协同理论,分析了该过程中各种场(如温度场、浓度场、化学势场等)之间的协同关系,以及同一场内不同分量之间的协同关系.提出了在多场协同条件下质量和热量传递通量的唯象表达式,及其相应的传质和传热系数.从而揭示了该过程中传质、传热以及化学反应之间的相互影响规律,找到了一种强化传递过程的新方法——场协同理论.最后,在场协同研究的基础上,建立了反应精馏膜分离耦合过程的非平衡级模型,并用Newton-Raphson法对这一新模型进行了模拟计算,通过与实验值以及改进前模型的计算结果比较,发现新模型能很好地符合实际情况,因而说明了场协同理论在反应精馏膜分离耦合系统中的应用是成功的.
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