定义反应动力学

在化学反应系统建模中，第一步是建立物料平衡。通过反应工程 接口，用户只需输入化学方程，软件即可自动生成系统中各化学物质的物料平衡方程和能量平衡方程。在添加反应机理后，软件会根据质量作用定律自动推导出各基本反应步骤的动力学表达式，其中反应速率是物质浓度的函数。此外，用户还可以输入自定义的解析式，将反应速率表示为物质浓度和温度的函数。

物料平衡和反应动力学表达式共同构成了常微分方程组，软件会自动完成方程的建立。对于完全混合的间歇式反应器，求解这些方程可以得到反应混合物组成随时间的变化情况，助力用户深入分析反应过程。

生成空间相关模型

基于完全混合系统的有效模型能够自动定义空间相关系统的物料、能量和动量平衡。在反应工程 接口中计算的传递属性（如热容、导热系数、黏度和二元扩散系数）会自动传递到化学物质传递、传热和流体流动等物理场接口。这一功能使用户能够在构建二维、二维轴对称和三维模型之前，对化学反应的动力学和热力学表达式进行充分优化，确保模型的高效性与准确性。

化学物质传递

在模拟反应系统中的传递现象时，多组分传递模型 是描述化学物质行为的关键工具。“化学反应工程模块”的浓物质传递 接口集成了先进的多组分传递模型，包括 Maxwell-Stefan 公式和多组分传递的混合平均模型，适用于复杂传递过程的分析。对于稀溶液，模块还配备了稀物质传递 接口，专门处理溶液中溶质-溶剂相互作用占主导的情况。此外，含物质传递的分散两相流 接口可用于模拟两种不混溶液相之间的化学物质传递。化学物质传递方程还支持克努森扩散，特别适用于多孔介质中的传递过程。模块中还内置了含尘气体扩散模型。通过反应工程 接口生成空间相关模型时，可以直接从化学方程中获取质量平衡模型的公式和传递属性，简化建模流程。

动电效应

在模拟稀物质或浓物质的传递过程时，可以将电场作为驱动力来模拟电解质和离子的传递。本模块提供 Nernst-Planck 和电泳输送 接口，专为电解质仿真而设计，并可结合泊松方程或电中性条件来描述电解质中的电荷平衡，已广泛应用于电动阀、电渗流和电泳等领域。

热力学属性数据库

“化学反应工程模块”内置了一个热力学属性数据库，可用于计算气体混合物、液体混合物、气-液平衡系统（闪蒸计算）、液-液系统以及气-液-液平衡系统的多种属性，其中提供了丰富的热力学模型，可精确计算密度、热容、生成焓、反应焓、黏度、导热系数、二元扩散系数、活度及逸度等关键参数。更多功能详情，请参阅“化学反应工程模块”的气液属性模块页面。

用户可以通过选择系统中的化学物质、所需属性以及热力学模型，轻松创建适用于特定反应系统的属性包。在定义反应机理时，反应物和产物可与属性包中的化学物质进行匹配，然后软件会自动将属性包生成的函数和方程无缝关联至反应系统模型中，显著提升建模效率与精度。

参数估计

化学反应系统和反应机理的分析往往需要对频率因子、活化能等关键参数进行精确估计，以定量描述实验观察结果。“化学反应工程模块”提供专门的参数估计功能，支持利用多次实验数据优化这些参数，帮助用户快速获得符合实际的结果。

模型参数估计的典型工作流程如下：首先，选择要估计的模型参数（如速率常数），并定义其初始值和范围。接着，导入实验数据，并通过输入正确的变量名称或表达式，将数据列与模型变量关联起来。

然后，选择并运行一种优化方法。用户可以在计算过程中查看优化进展，一旦找到最优参数值，就可以将计算结果与实验测量值进行比较，确保模型的准确性和可靠性。

流体流动

“化学反应工程模块”中的流体流动功能可以处理层流和多孔介质流动。通过与 CFD 模块结合使用，用户还可以利用预置的耦合功能对湍流中的化学物质传递进行建模仿真。通过反应工程 接口生成空间相关的模型时，可以直接根据化学方程得到流体流动模型的公式以及黏度、密度等参数。

传热

“化学反应工程模块”内置的传热功能可以分析传导、对流和辐射三种传热方式。其中，辐射项通过“表面对环境辐射”实现，而“表面对表面辐射”和“参与介质中的辐射”则需要借助传热模块。“化学反应工程模块”支持流体传热、固体传热和多孔介质传热仿真。通过反应工程 接口生成空间相关的模型时，可以直接根据化学方程得到传热模型的公式，以及热力学和传递属性。