数学模型可以帮助科研人员、开发人员和工程师理解反应系统的过程、现象和设计。“化学反应工程模块”是 COMSOL Multiphysics® 软件平台的附加产品，提供了用于创建、检查和编辑化学方程、动力学表达式、热力学函数和输运方程的用户界面。在开发一个经过验证的模型后，您可以使用它来研究不同的工作条件和反应系统的设计，以及各种传输现象。通过使用不同的输入数据反复求解模型方程，可以真正理解所研究的系统。此外，通过将“化学反应工程模块”与 COMSOL Multiphysics® 中的其他工具一起使用，可以提供最先进的数学和数值方法，适用于化学系统的优化和参数估计。

建模策略和工作流程概述

在科学和工程研究中，对反应系统的现实描述通常需要结合传递现象和化学反应来进行，从而理解和优化过程或设计。“化学反应工程模块”专用于化学和化学工程研究中的典型工作流程，可以按照以下步骤逐步进行：

·研究理想的完全混合系统中的反应机理

·计算动力学、热力学和传递属性

·将研究扩展到空间相关的系统

-化学物质传递

-传热

-流体流动

-动电效应

上述工作流程可应用于涉及化学反应的许多不同领域，并适用于从纳米技术和微反应器到环境研究和地球化学的全尺度范围。软件会记录从模型定义到呈现结果的整个过程，以确保透明性和可重复性。

表面反应和多相催化

多相催化和表面沉积过程（例如化学气相沉积）通常会发生表面反应。举例来说，生产氨的哈伯-博施工艺，以及用于检测极少量示踪剂的微传感器（这些示踪剂可以吸附在表面上，并通过电属性的变化等进行检测）等化学品分装工业及制品中，都存在这种现象。

在传递-反应模型中，可以将表面反应作为与本体中传递和反应方程的边界条件耦合的边界方程，这对于不超过微观尺度的模型来说是很典型的。而在多孔介质中，这些反应的处理方式与均相反应类似，但包含比表面积（多孔材料单位体积的面积）和有效传递属性。这常见于微观尺度和宏观尺度的模型，即多尺度模型。

“化学反应工程模块”包含两种情况下多相催化的现成公式：边界面上的表面反应以及分布在均质多孔催化剂上的表面反应。对于多孔催化剂，该模块提供预定义的多尺度模型来描述双峰孔隙结构。此类结构可以包含填充形成大孔颗粒床的微孔颗粒。