连续化学反应ABC最小熵产生优化
作者单位：海军工程大学热科学与动力工程研究室 海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室 海军工程大学动力工程学院
会议名称：《高等教育学会工程热物理专业委员会第二十一届全国学术会议》
会议日期：2015年
学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学]
基 金：国家自然科学基金(51176203) 海军工程大学自然科学基金引导项目(HGDYDJJ-13002)
关 键 词：有限时间热力学 连续化学反应 最小熵产生 最优构型
摘 要：本文研究了连续化学反应ABC,在目标产物B产量一定的条件下,以反应过程熵产生最小为优化目标时导出了反应最优浓度构型。采用数值计算,得到了不同初始条件下的最优构型及C的最佳初始浓度C,并与A浓度随时间线性增加的控制策略进行比较。结果表明优化后反应过程熵产生降低80%以上。用变分法及非线性规划法求解了基元反应A?B的反应过程最小熵产生及反应最优构型,验证了非线性规划解法的可靠性,得到了基元反应A?B过程熵产生最小时反应速率与A浓度的平方根成正比的结果。本文所得结果对实际化学反应的投料配比和控制有一定的理论指导作用。