Сөж тақырыбы: Математикалық модель құрып, химиялық реакцияларға параметрлік талдау жасау
-сурет. Абсорбция процесінің моделі
жүктеу/скачать 228.28 Kb.
|
| 1-сурет. Абсорбция процесінің моделі
Математикалық химия-математиканың химиялық пәндерге жаңа қолданылуына арналған теориялық химияның бөлімі. Қызығушылықтың негізгі саласы — математикалық моделі гипотетикалық мүмкін физика‐химиялық және химиялық құбылыстар мен процестердің бөлінуі, сондай-ақ олардың атомдар мен молекулалардың құрылымына тәуелділігі. Математикалық химия кванттық механиканы тартпай модельдерді құруға мүмкіндік береді. Математикалық химиядағы шындықтың өлшемі-математикалық дәлелдеу, есептеу эксперименті және нәтижелерді эксперименттік мәліметтермен салыстыру. Математикалық химияда компьютерлерді қолдана отырып математикалық модельдеу маңызды рөл атқарады. Осыған байланысты математикалық химия, тар мағынада, кейде компьютерлік Химия деп аталады, оны есептеу химиясымен шатастырмау керек . Математикалық химияда химияда математикалық әдістердің жаңа қосымшалары жасалады. Жаңалық әдетте екі жолдың бірімен көрінеді: - жаңа химиялық теорияны дамыту; - химия мәселелерін шешуге немесе шешуге мүмкіндік беретін жаңа математикалық тәсілдерді дамыту. Сонымен қатар, қолданылатын математикалық құралдар өте алуан түрлі. Таза математика ғылымдарынан айырмашылығы, математикалық химияда химиялық есептер мен мәселелер қазіргі математика әдістерімен зерттеледі. Математикалық химияның ең танымал моделі-молекулалық график. Молекулалық графиктің моделін қатаң математикалық және физикалық негіздеу тек Р.Бейдер теориясынан табылғанын ескеріңіз. Шын мәнінде, Р. Бейдер теориясы Қазіргі математикалық және теориялық химияның Жаңа тілі болып табылады, оның құрамдас элементтері әртүрлі математикалық, оның ішінде топологиялық, электронды тығыздықтың сипаттамалары болып табылады. Молекулалық график — бұл химиялық қосылыстың құрылымдық формуласына бір-біріне сәйкес келетін, молекуланың атомдары графиктің шыңдарына, ал графиктің шеттері осы атомдар арасындағы химиялық байланыстарға сәйкес келетін байланысқан, бағдарланбаған график.Басқа танымал модельдер — математик к. Гульдберг пен химик‐экспериментатор П. Вааг жасаған белсенді массалар заңы, Химиялық өзгерістер механизмінің графигі және химиялық кинетиканың дифференциалдық теңдеулері. Математикалық химияда келесі әдістер қолданылады : Химиялық кинетика проблемаларын қолдана отырып, изомерия мен топологиялық индекстерді математикалық зерттеулерде қолданылатын графтар теориясы. Стереохимияда және потенциалдық энергия беттерінің қасиеттерін зерттеуде қолданылатын Топология. Түйін теориясы. Комбинаторика. Кванттық жүйеде белсенді қолданылатын топтар теориясы химия және стереохимия. Фракталдық геометрия. Химиялық кинетикада белсенді қолданылатын сызықты емес дифференциалдық теңдеулер теориясы. Динамикалық жүйелер теориясы. Апи үшін қолданылатын апаттар мен бифуркациялар теориясы‐ молекулалардағы құрылымдық өзгерістер. Кванттық химияда қолданылатын операторлық алгебралар. Математикалық логика. Математикалық модель құру және есептеу эксперименті Химиялық информатикада қолданылатын ақпарат теориясы және жасанды интеллект әдістері. Сутегі емес беттерде жүретін процестерді сипаттау үшін қолданылатын интегродифференциалды теңдеулер теориясы (гетерогенді катализ және ақ сорбция). Математикалық модельдеу дегеніміз-математикалық модельдегі объектінің қасиеттерін зерттеу, оның мақсаты процестің оңтайлы жағдайларын анықтау, оны математикалық модель негізінде басқару және нәтижелерді объектіге беру. Химиялық-технологиялық процестің математикалық моделі (ХТП) – объектінің зерттелетін қасиеттерін барабар сипаттайтын математикалық құрылымдардың жиынтығы: формулалар, теңдеулер, теңсіздіктер. Математикалық модельдеу өзара байланысты үш кезеңнен тұрады: - зерттелетін объектінің математикалық сипаттамасын құрастыру (химиялық технологияға қатысты математикалық модель-химиялық-технологиялық процестің мәнін айқын түрде көрсететін және оның физикалық, режимдік, физикалық-химиялық және конструктивтік параметрлерін байланыстыратын математикалық тәуелділіктер жиынтығы); - математикалық сипаттаманың теңдеулер жүйесін шешу әдісін таңдау және оны модельдеу бағдарламасы түрінде жүзеге асыру; - сәйкестікті анықтау (модельдің объектіге сәйкестігі). Осы модель бойынша ағын аппаратқа түсетін және ағын бөлшектерін толық (мінсіз) араластыру салдарынан аппараттың бүкіл көлемі бойынша лезде таралатын үздіксіз орта түрінде ұсынылады, бұл ретте осы аппарат көлемінің барлық нүктелерінде және одан шыққан кезде концентрациясы мен температурасы тұрақты болып қалады. Біртекті химиялық реакциялар кинетикасын модельдеу Кинетикалық теңдеулер реакция жылдамдығын оған байланысты параметрлермен байланыстырады, мысалы: концентрация, температура, қысым, катализатордың белсенділігі. Математикалық модельдеу арқылы химиялық реакциялар ағымының кинетикалық заңдылықтарын зерттеу уақыт өте келе реактивті заттардың концентрациясының өзгеруін анықтау болып табылады. Бұл химиялық процестің математикалық моделі уақыт өте келе бақыланатын заттар мен аралық қосылыстардың концентрациясының өзгеруін білдіретін дифференциалдық теңдеулер жүйесі болады. Қолданылған әдебиеттер мен сілтемелер тізімі: Anders Rasmuson, Bengt Anderson «Mathematical Modeling in Chemical Engineering» https://kk.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D0%BB%D1%8B%D2%9B_%D0%BC%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%B4%D0%B5%D1%83 https://melimde.com/matematikali-modeledeu.html\ Н.В.Ушева, О.Е.Мойзес «Математическое моделирование химико-технологических процессов» https://kerchtt.ru/kk/matematicheskoe-modelirovanie-klassifikaciya-matematicheskoe-modelirovanie/ жүктеу/скачать 228.28 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|