化工设备放大

　　化工设备放大（汉语拼音：Huagong Shebei fangda；英语：Chemical Equipment，Scale-up of），利用小型化工实验的研究成果建立大型的工业生产装置，把设备放大。可分为经验放大和建立数学模型放大两类方法。

　　在对化工生产过程的规律还缺乏足够了解的时期，普遍采用经验放大法。即根据规模较小的装置得出的实验结果，预测规模较大装置的结果，并建立此较大装置进行验证。往往需要经过多次放大倍数较小的逐级放大，才达到生产规模。不但开发时间很长，耗资大，且所得结果不十分可靠。即放大的工业装置的一些技术、经济指标，达不到小试的结果，这就是所谓的“放大效应”。

　　20世纪50年代以后，一直研究减少和避免完全依赖经验的放大方法。初期主要采用因次分析和相似论的方法，推导出一些无因次数群来表示实验的结果，取大型设备的这些数群与小型设备相等作为放大的依据。这种方法用于化工传递过程和单元操作比较成功，对于化学工程学科的发展起了很大的推动作用，至今仍有应用的价值。但对于包括化学反应的过程，如反应器的放大，因为不可能做到大小不同的设备各个无因次数群都相等，业已证明不能采用这种方法，所以更多地致力于发展数学模型的方法。根据过程的机理和现象，建立物理和化学模型，并表示为数学方程，得出数学模型。它是由流体流动、传质、传热的基本方程以及化学反应动力学方程构成的。所包括一些模型参数，需要通过实验或一些经验性关系式求得。由于生产过程很复杂，若把所有现象都包括在内，数学模型便很复杂，甚至无法建立。另外，实际的边界条件也很复杂，故建模需要作必要的简化。不同简化方法可以得出不同的数学模型和不同的计算结果。即使作了简化得出的微分方程组，也很难有解析解。主要用计算机求数值解，可以求出在各种操作工况下设备的性能以及产品的结果。这种研究方法称为模拟。利用数学模拟进行放大已取得了很大的成果，但还未完全把问题解决，仍需依靠一些经验数据，也常需要进行一些中间试验，但放大倍数已可大大增加。