This is an old revision of the document!

Инструкция пользователя \/ программы

KINETICS v. 1.2

aaa bbb <html><br></html> ccc

Данная программа предназначена для решения прямой кинетической
задачи на персональных компьютерах класса IBM PC XT/AT или совместимых
с ними (советские машины: ЕС-1840, ЕС-1841, Искра-1030) под управлени-
ем операционной системы MS-DOS. Основа расчета - решение систем диф-
ференциальных уравнений методом Гира. Программа представляет собой
интегрированную среду, не требующую от пользователей навыков програм-
мирования, в которой можно создавать и изменять схемы химических реак-
ций, варьировать кинетические параметры, просматривать результаты как
в виде графика, так и в виде таблицы, причем таблица может выводиться
на принтер (график можно распечатать, нажав клавишу "Print Screen",
если это позволяет конфигурация Вашей операционной системы). Схема
может состоять из 20 реакций и включать до 20 реагентов, что, как
показал опыт работы, вполне достаточно для моделирования большинства
процессов. Однако в следующих версиях программы эти ограничения будут
сняты.
Моделируемый процесс задается набором химических реакций, который
помещается в файл кинетической схемы (имеет расширение sch). При его
анализе в режиме Compile создается файл варианта (расширение var), в
который входит уже закодированная кинетическая схема. В него же будут
помещены кинетические параметры, которые Вы зададите в режиме Values .
После выполнения Run программа создает файлы, содержашие концентрации
реагентов и скорости их изменения, они имеют такое же имя, как и файл
варианта, но с расширениями cnc и rat соответственно. То есть, каждый
просчитанный вариант состоит из трех файлов. При повторном запуске
режима Run с одинаковым именем варианта файлы концентраций и скоростей
заполняются новыми значениями. Если Вы при выполнении Compile указали
в качестве варианта уже существующий, то старая информация затирается.

В описании приняты следующие обозначения клавиш:
[Enter]- клавиша "Ввод"
[Esc] - клавиша "Esc"
[Alt-X]- одновременное нажатие клавиши Alt и X
[Ins] - клавиша "Ins" на дополнительной клавиатуре
[Del] - клавиша "Del" на дополнительной клавиатуре

1. Установка программы
Для установки программы необходимо скопировать файл KIN.EXE на жест-
кий диск, доступный для записи.
Если Вы не имеете жесткого диска, то можно запускать программу с
дисковода "А".
2. Запуск
Выполняемым модулем является файл KIN.EXE. После запуска на экра-
не появляется извещение авторского права на программу, и, нажав любую
клавишу, Вы входите в основное меню.
3. Основное меню.
Основное меню выглядит следующим образом:
┌──────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ File Edit Compile Run Values Look over │
└──────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Перемещение по разделам меню осуществляется с помощью клавиш управле-
ния курсором. Выбранный раздел выделяется розовым цветом. Для входа в
подменю нужно нажать [Enter] или первую букву названия раздела, выход
из подменю - [Esc].

4. Описание команд меню.
File - Операции с файлами
┌───────────┐
│Change dir │ Изменение текущего каталога
│New │ Режим редактирования нового файла схемы
│Varlist │ Просмотр файлов вариантов в текущем каталоге
│Schemlist │ Просмотр файлов схем в текущем каталоге
│Quit │ Выход в DOS (аналогично нажатию [Alt-X])
└───────────┘

Edit
Встроенный редактор текста, который позволяет редактировать файлы
кинетических схем. При входе в редактор программа запросит имя файла и
Вы должны на клавиатуре набрать его имя (не более 8 символов). Если Вы
хотите создать новую кинетическую схему, то используйте подменю New.
Выход из редактора осуществляется нажатием [Esc], при этом на экране
появится надпись │File not saved. Save (Y/N) ?│.Чтобы сохранить вве-
денные изменения, нажмите "Y", программа запросит имя, с которым нужно
записать данный файл. Если Вы хотите изменить имя, наберите его и
закончите набор нажатием [Enter]. Это очень удобно, когда Вы хотите
создать схему, незначительно отличающуюся от уже имеющейся. Вы вызыва-
ете в редактор файл со схемой и редактируете его, а затем сохраняете
его с другим именем. Таким образом, Вы имеете теперь два файла - один
старый, другой измененный. Если же Вы не хотите менять имя, то просто
нажмите [Enter] и файл сохранится с тем именем, с которым Вы входили в
редактор.
Назначение клавиш в редакторе:
Клавиши со стрелками осуществляют передвижение курсора по тексту в
соответствующих направлениях.
[Home] - помещает курсор в первую позицию данной строки
[Del] - удаляет символ, на месте курсора
Клавиша BackSpace удаляет символ слева от курсора и перемещает кур-
сор на одну позицию влево
[Enter] - осуществляет перевод строки
[Esc] - выход из режима редактирования
Values - ввода кинетических данных
┌──────────────┐
│Rate constants│ Ввод констант скоростей химических реакций
│Concentrations│ Ввод начальных концентраций реагентов
│Time (in sec) │ Ввод шага и общего времени интегрирования
│Variant │ Задание имени файла кинетических данных
│Experiment │ Ввод экспериментальных точек
└──────────────┘
Для ввода констант скоростей химических реакций или начальных концен-
траций войдите в соответствующий раздел. На экране раскроется окно, в
левой стороне которого обозначения констант (или реагентов). Например,
Вы обозначили свои реакции номерами 1, 2, 3, тогда в окне будут обо-
значения k1, k2, k3. Напротив констант - их численные значения. Чтобы
ввести соответствующую константу, подгоните маркер на нужное место, и
можете сразу вводить цифры в обычном формате (например, 1.245) или в
экспоненциальном (1.24е-5). Причем число Вы можете отредактировать с
помощью тех же клавиш, что и в режиме редактора, для чего вместо
цифры сначала нажмите [Enter]. Ввод числа заканчивается нажатием
[Enter]. Если Вы ошиблись, нажмите [Esc], и прежнее значение останется
без изменения. Ввод начальных концентраций производится аналогично.
Чтобы установить концентрацию некоторого реагента постоянной (на
протяжении всего процесса), необходимо отметить его, нажав [Del].
Выбор можно отменить повторным нажатием [Del]. В окне выбранные
реагенты помечены символом "С".
В разделе Time вводятся:
StepM - шаг вывода результатов. Результаты записываются на диск с
шагом, определяемым параметром StepM.
Total - общее время моделируемого процесса в секундах
Eps - параметр точности в методе интегрирования. Задан по умолча-
нию 0.01, и менять его нет необходимости. В случае расходи-
мости процесса следует уменьшить Eps.
Step0 - начальный шаг интегрирования Задан по умолчанию 10 секун-
ды. Если в Вашей схеме не присутствуют активные радикалы,
его можно увеличить и, наоборот, когда процесс расходится,
параметр следует уменьшить.
Во избежание превышения максимального размера файла результатов необ-
ходимо соблюдать условие: Total/StepM < 3000/n,
где n - число реагентов в данной схеме.
Variant - Загрузка кинетических параметров из существующего файла
варианта. Имя варианта вводится в окне "Name of Variant".
Experiment - Войдя в подменю, выберите реагент, нажмите [Enter]. На
экране появляется электронная таблица для ввода. Для удобства предус-
мотрены пересчетные коэффициенты для времени и концентраций. Чтобы
ввести коэффициенты, нажмите клавишу "М". Первым вводится множитель
для времени (подсказка "Multiplier for Time"), вторым - для концентра-
ций ("Multiplier for reagent"). KINETICS использует систему единиц
[Моль- л- с], поэтому, если в эксперименте время измерялось в минутах,
введите множитель 1/60. Множитель можно вводить в виде арифметического
выражения (как в режиме калькулятора). Данные вводятся парами "время-
значение"- два числа через пробел. Красная полоса - место ввода или
редактирования. Чтобы редактировать уже введенные данные нажмите,
[Enter]. Передвижение по таблице - клавишами со стрелками. Введенные
значения можно удалить. Отметьте удаляемые строки с помощью [Ins] (на
экране они помечены *), после чего нажмите [Del]. При просмотре в
режиме Graphics введенные значения будут помещены на график.
Run - Запуск на счет.
На экране появляется окно со служебной информацией: текущий шаг интег-
рирования, суммарное время, число итераций. Счет можно прервать, нажав
одновременно Ctrl и Break. При этом рассчитанные на данный момент
значения сохраняются, а програма возвращается в главное меню. По окон-
чании счета окно гаснет и раздается звуковой сигнал.

Compile - анализ кинетической схемы.
Программа запрашивает имя файла с кинетической схемой (окно с
подсказкой "Scheme Filename") и имя будуще
го файла кинетических данных (подсказка "Name of Variant"). В
случае обнаружения синтаксической ошибки выводится соответствующее
сообщение, а в нижней части экрана - последняя обработанная строка
кинетической схемы.

View - Режим просмотра и печати результатов.
┌───────────────┐
│ Data │ Просмотр
│ Variant │ Задание имени варианта расчета
│ Concentrations│ Переключение вывода концетрация/скорость
│ Graphics │ Переключение вывода график/таблица
│ Smooth On │ Включение/выключение интерполяции
└───────────────┘

Data - Выбор реагентов для просмотра. При входе в подраздел появля-
ется список реагентов. С помощью светового маркера выбирается и отме-
чается (клавиша [Ins]) реагент. Повторное нажатие [Ins] отменяет вы-
бор. Напротив отмеченных реагентов будет стоять "*". Для просмотра
нажмите [Enter]. Если Вы хотите просмотреть данные только по одному
реагенту, подгоните световой маркер на нужный реагент и нажмите -
[Enter].
Variant См. описание раздела Values
Concentrations/Rates - переключатель просмотра концентрации/скорос-
ти. Нажимая [Enter] Вы можете выбрать для просмотра либо концентрации,
либо скорости накопления реагентов. Учтите, что при просмотре скорос-
тей в режиме Graphics на экран можно вывести только один график.
Graphics/Table Вы можете выбрать способ вывода результатов расчета.
В режиме Graphics результаты выводятся в виде графиков, Table - в виде
таблицы. В режиме Table Вы можете с помощью клавиш с вертикальными
стрелками, [PgUp], [PgDn] и [Home] просматривать данные, выходящие за
границы экрана. В этом режиме одновременно выводятся на экран три
реагента, однако с помощью клавиш [L] и [J] осуществляется циклический
сдвиг данных в окне просмотра. Вывод таблицы на принтер или в тексто-
вой файл осуществляется нажатием на клавишу "P". На запрос в первом
случае нужно нажать [Enter], во втором - указать имя файла. Выводиться
будут только отмеченные зеленым цветом строки. Выбор производится с
помощью клавиши [Ins] (аналогично выбору реагентов в режиме Data). Для
того, чтобы отметить всю таблицу, нажмите клавишу "0"(ноль). На печать
выводятся только первые 9 отмеченных реагентов.
Если Вы хотите использовать промежуточные значения концентраций
просматриваемого расчета в качестве начальных данных, подведите свето-
вой маркер на нужную строку и нажмите [Enter]. Программа запросит имя
нового варианта и скопирует в него необходимую информацию.
Smooth On/Off - Включает и выключает интерполяцию расчетных точек в
режиме Graphics. On - график выводится в виде сплошной линии. Off -
выводятся лишь табличные значения.
Выход в меню предыдущего уровня осуществляется нажатием [Esc].
5. Встроенный калькулятор.
В режимах ввода и просмотра параметров и результатов можно выз-
вать калькулятор, нажав клавишу "С". Раскроется окно "Calculator", в
первой строке которого можно набирать любое арифметическое выражение.
Допускаются следующие символы:
"+", "-", "*", "/", "(", ")"
Встроенные функции:
^ - воведение в степень. Пример: 2^5
sqrt() - извлечение квадратного корня
exp() - экспоненциальная функция
ln(), lg() - натуральный и десятичный логарифмы
Кроме того, в выражении допускается использование идентификаторов,
реагентов (будет использовано значение начальной концентрации) и кон-
стант скоростей.
Пример: 1.25*(3+2)-sqrt(k1)+REAGENT,2
Вычисление инициируется нажатием [Enter], результат появляется во
второй строке. Если допущена ошибка в записи или при вычислении, ре-
зультатом будет "ERROR". Формулу можно отредактировать обычным обра-
зом (см. описание ввода кинетических параметров).Выход из режима
калькулятора - [Esc].

6. Формат файла кинетической схемы.
Схема представляет набор химических реакций. Каждой реакции отво-
дится одна строка. Пустая строка является признаком конца схемы. Реа-
гент обозначается любым набором букв и цифр длиной до 6 символов,
начинающимся с буквы, например: С2Н5ОН, сн3сон, rОО и т.д. Перед име-
нем реагента может стоять коэффициент кратности: 2 NaOH + H2SO4 соот-
ветствует NaOH + NaOH + H2SO4. Между собой реагенты разделяются знаком
"+", левая и правая части уравнения - знаком "=". Идентификатор реак-
ции (до 6 любых символов) ставится в конце строки в круглых скобках.
Допускается любое количество пробелов в записи кинетической схемы.
Пример:
I = r (i)
r + O2 = rO2 (1)
rO2 + InH = rOOH + In (7)
2rO2 = Prod(6)
rO2 + In = Prod1 (8)
Дополнительная возможность в записи кинетической схемы.
Как известно, реакции 1 и 8 не являются лимитирующими стадиями данного
процесса, поэтому они могут быть включены в кинетическую схему неявным
образом, тогда вышеприведенная схема принимает вид:
I (+O2) = rO2 (i)
rO2 + InH (+ rO2) = rOOH + Prod1 (7)
2 rO2 = Prod (6)
Запись реагента в скобках означает, что он в этой реакции расходуется,
но не оказывает влияния на ее скорость.

7. Пример сеанса работы с программой.
В данном разделе мы рассмотрим два варианта - первый, когда Вы
входите в программу для создания новой кинетической схемы и ее модели-
рования, второй - когда уже имеется файл кинетических параметров и Вы
хотите просмотреть уже имеющиеся расчеты.
1.
- вызываете KINETICS как описано в разделе 2.
- выбираете меню File подменю New и попадаете в редактор.
- после набора кинетической схемы нажимаете клавишу [Esc] и на запрос
вводим имя файла кинетической схемы, например, test.sch
- переходим в меню Compile, нажатием [Enter] подтверждаем название
файла схемы test.sch, на запрос имени варианта вводим, например, var1,
нажимаем [Enter], и, если схема набрана без ошибок, переходим в меню
Values
- поочередно (в любой последовательности) входим в подменю Rate -
constants, Concentrations и Time и устанавливаем там необходимые пара-
метры. В подменю Variant входить не имеет смысла, так как мы его толь-
ко что задали и менять не собираемся
- выходим в основное меню ([Esc]) и переходим к Run
- после окончания счета для просмотра результатов переходим к View,
устанавливаем режимы вывода (для начала можете оставить уже установ-
ленные режимы), выбираем подменю Data, отмечаем реагенты для просмотра
и нажимаем [Enter]
- для просмотра другого набора реагентов достаточно повторить выбор
- если Вам захотелось изменить некоторые кинетические параметры или
параметры времени, то нужно выдти в основное меню, перейти к Values и
поменять параметры. Учтите, что если какую-либо константу скорости
задать равной нулю, то это аналогично "выключению" реакции из кинети-
ческой схемы. Таким образом, не меняя файл схемы, Вы фактически убира-
ете некоторые реакции, что иногда может оказаться довольно удобным.
После изменения параметров переходите в режим Run. и т. д.
- выход из программы - выдти в основное меню и нажать Alt-X или в меню
File выбрать режим Quit
2.
- вызываете KINETICS
- переходите в режим View
- в подменю Variant задаете имя варианта
- просматриваете данные как описано выше

8. Сообщения об ошибках

Third order reactions maximum - Превышен максимально допустимый поря-
док реакции. KINETICS рассматривает реакции до третьего порядка вклю-
чительно (реагенты, указанные в скобках, порядка реакции не повышают).
Unable to open I/O file or device - Файл не может быть открыт (напри-
мер: защита от записи на диск, файл не найден и т. п.) или принтер не
готов к работе.
Cant process. Check your data! - Попытка загрузить файл несоответству-
ющего формата, то есть не файл варианта.
User's break - Расчет прерван нажатием Ctrl-Break.
Cant write data to disk ! - Программа не может записать данные на
диск. Проверьте, доступен ли он для записи.
MaxNo of reactions or reagents exceeded - В кинетической схеме присут-
ствует более 23 реакций или реагентов.
Unable to open .VAR file - Сообщение выдается, когда вариант не задан
или задано имя не существующего варианта.
Brackets control check - Ошибка в кинетической схеме. Проверьте пра-
вильность расстановки скобок
Reagent name expected - В данном месте кинетической схемы должен при-
сутствовать реагент
Invalid directory - Неправильно задан каталог
Too many reagents - Число реагентов в уравнении реакции больше 7.
Not enough memory - Недостаток оперативной памяти для работы KINETICS.
Проверьте наличие в памяти резидентных программ. KINETICS требует 200
Кбайт для нормальной работы.
Syntax error - Синтаксическая ошибка в записи кинетической схемы.
File too big - Размер файла для редактирования превышает 16 Кбайт.

** Внимание ! **
Программа автоматически добавляет к имени файла необходимое расшире-
ние, поэтому рекомендуется задавать имена кинетических схем, вариантов
без расширений.