扩散方程的稳态近似分析:Ⅰ.稳态近似法处理过程

反应器内层状渣(锍)、金液界面两侧内扩散、团块、气泡、粉粒或液滴内的扩散,都是有限长度区间上传质问题;获得有限长度区间上扩散方程的近似分析解,可兼有学术和应用价值。以质量守衡原理、菲克扩散定律为物理基础,以对方程的离散化处理为手段,以基于浓度变化率随时间不变的假设获得扩散速率近似式为必要步骤,给出了对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理的过程;同时获得了二、三类边界条件下扩散方程的一个稳态近似解。对近似解和精确解偏差进行了分析。笔者对扩散方程的稳态近似法处理过程可以应用于工程上。

二、三类边界条件下扩散方程的稳态近似分析

描述反应器内团块、粉粒或液滴内的传质都离不开扩散方程。获得工程上可利用的扩散方程的近似解,既是实践需要,也是理论发展方向之一。在给出对有限长度区间内扩散方程进行稳态近似法处理过程的同时,将动力学中常用的浓度随时间不变的稳态假设发展为浓度变化率随时间不变的稳态假设,继而获得了一具体扩散问题的近似分析解。稳态近似法获得的结果和精确解随时间变化是同步的;近似解与接近最终稳态的情形吻合程度好,与远离最终稳态的情形吻合程度稍差些;稳态近似法获得的结果基本上满足总体质量守恒。

正确认识平衡法和稳态法推导动力学速率方程问题

以全国化学竞赛决赛试题为载体,应用平衡法和稳态法推导动力学速率方程问题,详细分析了不同方法的处理过程引起不同结果的本质原因,指出两种方法的差异性和紧密关系,同时,阐明了正确使用两种方法的关键在于科学性的条件假设或近似,否则,结论会出现不合理性问题,再通过问题导入课堂教学,提升高阶思维能力。

稳态处理法的适用条件探析

从连续反应的动力学原理出发,讨论了稳态处理法的适用条件。

关于一道动力学速率方程的不同解法

以全国高中学生化学竞赛决赛中一道关于反应机理速率方程的推导入手,讨论了不同的解法,提出了平衡假设法是稳态近似法的一个特例,用平衡态法能推导出的速率方程,采用稳态近似法并且引入某条件后也一定能够导出.

NBS反应的动力学解释

本文应用化学动力学中的稳态近似法，推导TNBS反应中两种可能的反应机理的速率方程，A而定量解释了为何NBS反应只在烯丙基位发生取代而不在双键上发生加成的原因．

连续反应动力学的计算及过程的计算机模拟

在连续反应中,速率系数的比值很大程度上决定了中间产物浓度的走向,并由此引出了一个重要的方法:稳态近似法。微软公司推出的可视化编程语言Visual Basic提供了强大的计算与绘图功能,作者利用它研制了一级连续反应动力学的模拟程序。该程序能够计算出参与反应的各个物质的浓度,并且能够生动和直观地演示出各个物质的浓度随着反应的进行而发生的变化,从而使初学者进一步深刻理解一级连续反应和掌握稳态近似法的理论来源。