На шестом этапе для более сложных моделей целесообразно создать диаграмму потока информации

Как правило, динамический процесс описывается системой дифференциальных уравнений в частных производных, а статический процесс записывается в виде системы обыкновенных дифференциальных или алгебраических уравнений.

Уравнение теплового баланса.

Энергетический баланс необходим всякий раз, когда важны температурные изменения. Например, как это имеет место при химической реакции, когда реакции вызывает изменение температуре в реакторной зоне.

Для энергетического баланса необходимо придерживаться тех же, сформулированных нами раннее принципов. Однако энергетические балансы значительно более сложны, из-за многих процессов, которые вызывают температурное изменение в химических системах. Рассматриваемые здесь вопросы несколько упрощены, но позволяют понять неизотермические примеры моделирования.

Энергетический баланс базируется на законе сохранения энергии и на первом законе термодинамики. Внутренняя энергия зависит, не только от температуры, но также и от массы системы и ее составляющих.

По этой причине, материальный баланс является необходимым фундаментом энергетического баланса.

Для открытой системы с энергетическим обменом поперек его границ энергетический баланс может быть написан как:

Количество накопленной энергии

=

Количество энергии во входных потоках

-

Количество энергии в выходных потоках

+

Количество энергии, полученное через поверхность

-

Количество энергии, унесенное через поверхность

Если накопление тепловой энергии =0, то это статический процесс.

Если накопление тепловой энергии 0, то это динамический процесс.

Количество накопленной энергии определяется так:

поскольку принято: ,

где -число молей i-го вещества в входном и выходном потоке,

-удельная мольная теплоемкость i-го вещества в входном и выходном потоке

Количество энергии в конвективных потоках определяется следующим образом: ,

где -концентрация i-го вещества в входном потоке,

T_вх,T_вых- температура входного и выходного потока.

Количество энергии, унесенное через поверхность: ,

Где -коэффициент теплопередачи,

S-площадь поверхности теплообмена,