Model Equations क्या होते हैं?

Chemical engineering में model equations किसी process या equipment के behavior को mathematically represent करने के लिए use की जाती हैं। ये equations physical laws और empirical relationships से derive की जाती हैं।

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🔹 Common Sources of Model Equations

1. Conservation Laws (संचयन नियम)

• Mass Balance: Input – Output + Generation – Consumption = Accumulation
• Energy Balance: Total energy entering – energy leaving = Change in internal energy
• Momentum Balance: Newton’s second law पर आधारित

2. Thermodynamic Laws

• First Law: Energy conservation (Q – W = ΔU)
• Second Law: Entropy & direction of processes
• Equations of state: PV = nRT (ideal gases), Van der Waals आदि

3. Transport Phenomena

• Heat Transfer: Fourier’s Law → q = –k(dT/dx)
• Mass Transfer: Fick’s Law → J = –D(dc/dx)
• Momentum Transfer: Newton’s Law → τ = μ(du/dy)

4. Rate Laws (गतिक समीकरण)

• Reactions के लिए → Rate = k [A]ⁿ
• Arrhenius Equation → k = A·e^–Ea/RT

5. Empirical Correlations

• Heat transfer coefficient (Nu vs Re, Pr)
• Friction factor (Moody diagram)
• Mass transfer coefficient (Sherwood number)

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🔹 Applications of Model Equations

• Reactor Design (CSTR, PFR)
• Heat Exchanger Rating
• Distillation column simulation
• Process optimization और simulation tools जैसे Aspen Plus

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🔹 निष्कर्ष (Conclusion)

Chemical engineering की हर analysis model equations पर आधारित होती है। ये equations real-world systems को mathematically describe करने में मदद करती हैं और process design, control, optimization और safety analysis के लिए essential होती हैं।