化学反应工程的研究内容主要包括三个方面，旨在理解反应过程和优化反应器设计：

首先，研究化学反应的内在规律，构建反应动力学模型。这是通过数学表达式描述反应速率和选择性与温度、浓度等变量的关系。化学反应工程人员在物理化学的基础研究上，根据工业实践的需求，深入研究反应速率的定量关系，并依赖实验数据进行验证。他们发展了多种动力学实验方法，包括反应器操作、实验数据处理和设计策略等。

其次，研究反应器内的传递过程，即流动、传热和传质等物理现象，构建反应器传递模型。由于这些过程是非化学性质的，实验中可使用简化系统（如空气、水或砂子）模拟实际反应。通过冷态模拟实验（简称冷模实验），研究传递过程与设备尺寸的关系，并确保实验设备的多样性，包括工业规模的装置，以确保结果的可靠性。然而，反应器内的复杂传递过程仍有待进一步研究。

最后，分析传递过程对化学反应结果的影响。通过结合反应动力学模型和反应器传递模型，预测反应结果和反应器性能。尽管实际工业过程的复杂性限制了模型的通用性，但通过研究典型传递过程如流动混合、传质传热等，可以深入了解它们对反应的影响。例如，反应相外传质的达姆科勒数Dα和反应相内传质的西勒模数φ，这些理论成果为分析和决策提供了关键指导。

扩展资料

化学工程的一个分支，以工业反应过程为主要研究对象，以反应技术的开发、反应过程的优化和反应器设计为主要目的的一门新兴工程学科。它是在化工热力学、反应动力学、传递过程理论以及化工单元操作的基础上发展起来的。其应用遍及化学、石油化学、生物化学、医药、冶金及轻工等许多工业部门。