Важнейшие законы на которых базируются математические модели

Теоретическим фундаментом науки о математическом моделировании химико-технологических процессов являются следующие основные законы природы.

1. Законы сохранения массы, энергии и импульса допускают только такие превращения, при которых суммы массы, энергии и импульса внутри системы остаются неизменными (т.е. конечная сумма равна сумме в начальном состоянии). Законы сохранения принимают форму уравнений балансов (например. материального и теплового), составление которых является важной частью анализа и расчета химико-технологических процессов.

2. Законы термодинамического равновесия определяют условия, при которых процесс переноса любой субстанции (массы, энергии, импульса) приходит к своему завершению. Состояние системы, при котором необратимый перенос субстанции отсутствует, называют равновесным. Равновесное состояние описывается такими законами, как законы Генри, Рауля. Знание условий равновесия позволяет решать очень важные для анализа и расчета химико-технологических процессов задачи – определение направления процесса переноса (из какой фазы в какую переходит субстанция) и границ его течения, расчет движущей силы процесса.

3. Законы переноса массы, энергии и импульса определяют плотность потока любой из этих субстанций в зависимости от градиента сопряженного с ней потенциала переноса, т.е. от удельной, отнесенной к единице объема потока массы, энергии или импульса. Потенциалом переноса в случае переноса массы является плотность (d) или концентрация (С), переноса энергии – энтальпия (С_рtd), переноса импульса – количество движения единицы объема жидкости (Wd).

Таким образом, законы переноса определяют интенсивность протекающих химико-технологических процессов и в конечном счете - производительность используемых для проведения этих процессов аппаратов.