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集总动力学英文解释翻译、集总动力学的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 lumping kinetics

分词翻译:

集的英语翻译:

collect; collection; gather; volume
【电】 set

总的英语翻译:

after all; always; chief; general; overall; put together; assemble
【医】 pan-; pant-; panto-

动力学的英语翻译:

dynamics; kinetics
【化】 dynamics; kinetics
【医】 dynamics; kinetics

专业解析

集总动力学(Lumped Kinetics)是工程热力学与化学反应工程领域的核心概念,指将复杂系统的动力学行为简化为有限变量描述的数学模型。该术语由英文"Lumped Parameter Kinetics"直译而来,其中"lumped"强调对分布参数的集约化处理。

从学科内涵分析,其核心特征包含:

  1. 参数集约化:将空间连续分布的物理量(如浓度梯度、温度场)转化为等效的集总参数,例如化工反应器中用平均浓度替代实际浓度分布
  2. 降维建模:通过维度约简方法,将偏微分方程形式的分布参数系统转化为常微分方程,典型应用见于催化反应动力学分析(Journal of Catalysis, 2023)
  3. 等效替代准则:遵循特征时间尺度匹配原则,确保简化模型与原系统动态响应的一致性,该方法在燃料电池动态建模中已验证有效性(AIChE Journal)

该理论在石油裂解工艺优化、生物制药过程控制等领域具有重要工程价值。美国化学工程师学会(AIChE)的《过程动力学指南》指出,集总模型可降低80%以上的计算复杂度,同时保持关键动态特征。当前研究前沿聚焦于多尺度集总模型的机器学习融合,相关进展可见于《Chemical Engineering Science》年度综述。

网络扩展解释

集总动力学是处理复杂反应体系的一种简化建模方法,其核心是通过归并相似组分来降低模型复杂度。以下是综合多个权威来源的详细解释:

一、基本定义

集总动力学(Lumped Kinetics)指将复杂反应体系中化学性质相近的组分合并为虚拟的"集总组分",从而建立简化的动力学模型。这种方法突破性地解决了传统动力学难以处理多组分交叉反应的难题。

二、理论基础

  1. 数学分类():

    • 适当集总:每个真实组分只能归属一个集总
    • 精确集总:集总后仍符合一级反应速率方程
    • 近似集总:允许存在一定误差的简化模型
  2. 分子统计方法(): 基于气体动理论,通过统计大量微观分子的平均行为推导宏观动力学特性,如氦气分子运动的统计处理。

三、应用领域

  1. 石油化工:催化裂化、加氢脱氮等工艺优化,例如将页岩油中氮化物按脱除活性分为2-5个集总建立模型。
  2. 环境工程:废水湿式氧化处理中,将复杂污染物集总为COD、BOD等参数建模。
  3. 材料科学:ABAQUS软件采用集总方法分析气体宏观行为。

四、建模步骤

  1. 确定归并原则(如化学活性、分子结构)
  2. 构建虚拟反应网络
  3. 通过实验数据拟合动力学参数
  4. 验证模型与实际体系的吻合度

五、优势与局限

优势在于大幅简化计算复杂度,适用于工业过程控制;局限在于可能丢失部分微观反应细节,需要根据具体场景选择集总粒度。

该理论自20世纪50年代在炼油工业应用以来,已发展成为处理复杂反应体系的标准方法之一。如需查看原始文献,可参考知网空间和道客巴巴的相关学术资源。

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