Информационно-аналитическая система решения многопараметрических обратных задач химической кинетики

Информационно-аналитическая система решения многопараметрических обратных задач химической кинетики

Автор: Губайдуллин, Ирек Марсович

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2012

Место защиты: Уфа

Количество страниц: 243 с. ил.

Артикул: 5089448

Автор: Губайдуллин, Ирек Марсович

Стоимость: 250 руб.

Информационно-аналитическая система решения многопараметрических обратных задач химической кинетики  Информационно-аналитическая система решения многопараметрических обратных задач химической кинетики 

1.1. Обратные задачи химической кинетики
1.1.1. Математические методы обработки кинетических измерений
1.1.2. Особенности решения прямой кинетической задачи
1.1.3. Методы решения обратных задач химической кинетики
1.2. Механизмы сложных реакций металлокомплексного катализа в присутствии СргС
1.2.1.1иклоалюминирование олефинов и ацетиленов триэтилалюминисм в алюминациклопентаны
1.2.2. Гидроалюминирование олефинов алкилаланами в присутствии катализатора СргСЬ
1.3. Современные информационные технологии, применяемые для решения обратных задач химической кинетики
1.3.1. Ваза физикохимических данных
1.3.2. Комплекс программ для определения кинетических параметров
1.3.3. Технологии параллельных вычислений при моделировании сложных физикохимических процессов
1.4. Выводы по главе
Глава 2. Информационноаналитическая система обратных задач химической кинетики ИАС ОЗХК
2.1. База данных кинетических исследований
2.2 Система управления базой данных и управление вычислительным экспериментом при математической обработке кинетических измерений
2.3. Автоматическая система анализа и выбора последовательных и параллельных алгоритмов решения прямой и обратной задач химической кинетики
2.4. Технические средства обработки кинетических измерений однопроцессорные и многопроцессорные вычислительные системы
2.4.1. Многопроцессорные вычислительные системы с распределенной памятью кластеры
2.4.2. Многоядерные вычислительные системы с общей памятью графические процессоры
2.5. Выводы по главе
Глава 3. Технологии параллельных вычислений для решения обратных задач химической кинетики
3.1. Актуальность использования параллельных алгоритмов для решения обратных задач химической кинетики
3.2. Внутренний параллелизм задачи построения кинетических моделей сложных реакций
3.3. Трехуровневая модель распараллеливания решения многопараметрической обратной задачи химической кинетики
3.3.1. Распараллеливание по экспериментальной базе
3.3.2. Использование внутреннего параллелизма задачи
3.3.3. Распараллеливание алгоритма решения задачи
3.3.3.1. Генетический алгоритм решения обратной задачи
3.3.3.2. Геометрический параллелизм по кинетическим
параметрам
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Применение НАС ОЗХК для разработки кинетических
4.1. Кинетические модели реакции гидроалюминирования
олефинов с алюминийорганическими соединениями
4.1.1. Кинетическая модель обобщенного механизма гидроалюминирования олефинов алкилаланами, катализируемого СргС, на основе выделенных частных итоговых уравнений
4.1.2. Кинетические модели реакции взаимодействия димерного комплекса с алюминийорганическими соединениями и олефинами
на основе первой и второй детализации частных реакций
4.1.3. Кинетическая модель обобщенного механизма реакции гидроалюминирования олефинов с диизобутилалюминийхлоридом на основе элементарных реакций и кинетических моделей детализированных частных реакций
4.2. Исследования возникновения индукционного периода в реакции гидроалюминирования олефинов и зависимости индукционного периода от количества катализатора
4.3. Кинетические модели реакции циклоалюминирования олефинов
и ацетиленов в присутствии катализатора СргС
4.3.1. Раздельное определение кинетических констант реакции циклоалюминирования олефинов на основе внутреннего параллелизма кинетического эксперимента
4.3.2. Кинетическая модель реакции циклоалюминирования олефинов и ацетиленов триэтилалюминием
моделей сложных реакции мсталлокомплсксного катализа
4.4. Исследование реакционной способности олефинов и ацетиленов в реакции циклоалюминирования на основе разработанных кинетических моделей
4.5. Выбор оптимальных условий проведения реакции циклоалюминирования олефинов и ацетиленов на основе кинетических моделей проведением многовариантного вычислительного эксперимента
4.6. Выводы по главе
Глава 5. Универсальность методологии И АС ОЗХК на примере решения задачи оптимизации состава буровых растворов
5.1. Вопросы проектирования буровых растворов
5.2. База данных по буровым растворам
5.3. Планирование эксперимента при проектировании буровых растворов
5.4. Математическое моделирование технологических параметров буровых растворов и оптимизация их состава
5.4.1. Математическое описание свойств полисахаридных буровых растворов
5.4.2. Оптимизация состава полисахаридных буровых растворов
5.5. Распараллеливание решения обратной задачи оптимизации состава бу ровых растворов
5.6. Комплекс программ по управлению свойствами буровых растворов
5.7. Выводы по главе 5 Заключение
Список литературы


Рассматривается функционирование информационноаналитической системы для достижения цели исследования. В следующем параграфе обобщаются основные положения системного подхода, и делается заключение о его необходимости для решения многопараметрических обратных задач химической кинетики с целью идентификации механизмов сложных реакций. Построение кинетических моделей сложных химических реакций осуществляется циклически при постоянном чередовании двух видов эксперимента. Первый, натурный химический эксперимент, включает проведение реакции в различных условиях с разными концентрациями исходных реагентов. Второй, вычислительный эксперимент на ЭВМ, предполагает определение констант скоростей и энергий активации решением обратной задачи химической кинетики на основе натурных экспериментальных данных . ЭВМ позволяет не только построить кинетическую модель, но и на основе этой модели решить ряд важных физикохимических задач, определить оптимальные условия проведения реакций . Кинетическая модель имеет решающее значение при идентификации механизма сложных реакций на основе кинетического эксперимента. В предполагаемых схемах химических превращений стадия может быть представлена в виде элементарных реакций или в виде итоговых уравнений. В литературе встречаются несколько вариантов определений элементарной реакции. Самым распространенным является определение элементарной реакции как происходящей с преодолением одного энергетического барьера. В сложной реакции обычно участвуют катализатор и три блока веществ 1 исходные реагенты 2 промежуточные вещества 3 продукты реакции. Тогда схему химических превращений можно представить следующим образом
К ЯЛ Я , 1. К, Я2, Яз исходные реагенты, ЯК, ЯК промежуточные вещества, К катализатор, Я,, Р2 продукты реакции. Для единообразия все вещества, участвующие во всех трех блоках сложной реакции, и катализатор переобозначим через Л, ,. Х,0,1 1,2 М, 1. Я1 8 М количество стадий 5,у стехиометрические коэффициенты при компоненте Х в ой стадии 5,у 0, если компонент исходное вещество . Я, 0, если X, продукт ,,0, если X, в рассматриваемой стадии не участвует. В матричной форме система 1. X 0, 1. X вскторстолбсц компонентов. Для схемы 1. Г1 ООО
1 1 1 0 0 0 1
Атомарный состав участвующих в реакции веществ X, определяется с помощью атомарномолекулярной матрицы М, отражающей химический состав компонентов X,
. Аi . М 0. Одним из основных показателей оценки эффективности проведения реакции является ее скорость. Для элементарной реакции это число элементарных актов химического превращения, происходящих в единице реакционного пространства объема, или поверхности в единицу времени . Скорость элементарной реакции при постоянной температуре пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, взятых в соответствующих стехиометрических степенях
где х, концентрации веществ, участвующих в реакции, мольные доли М количество веществ количество стадий скоростьой стадии, 1мин к к. Д, положительные элементы 5. Размерность константы скорости стадии зависит от порядка этой стадии. Для стадии 1го порядка и ксА мольлмин кмольл, к1мин. Из выражения 1. Для того чтобы можно было сравнивать константы между собой, с целыо физикохимического понимания сути процессов, происходящих во время протекания сложной реакции, необходимо привести их к одной общей размерности. Рассмотрим пример 1 кссгде к константа скорости,
лмольМин по 1. Приведем уравнение к безразмерным величинам. Пусть 1, то есть реакция идет без изменения числа молей. Таким образом, из рассмотренного примера следует
где кпрт приведенная константа скорости, мин1 Со сумма начальных концентраций реагирующих веществ, мольл. Из уравнения скорости 1. Константа скорости не зависит от количества реагирующих веществ, а зависит от их природы, температуры, при которой происходит реакция, и от наличия катализатора в системе. Е энергия активации, калмоль Я универсальная газовая постоянная, калмольК Т температура, К. О К, при которой становится возможным элементарный акт реакции. Опытные значения Е для различных реакций лежат в пределах ккапмоль .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.339, запросов: 121