Математическое моделирование автоволновых процессов в слое катализатора

• Автор: Герасев, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 305 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Оглавление
Введение

Глава 1. История проблемы

Глава 2. Химические реакции в системе

2.1. Составляющие системы

2.2. Скорость реакции

2.3. Соотношение между энергией активации и молекулярностью обратимой реакции

2.3.1. Соотношение между энергией активации и молекулярностью обратимой реакции вблизи термодинамического равновесия
2.3.2. Соотношение между энергией активации и молекулярностью обратимой реакции при оптимальной температуре
2.3.3. Экспериментальное определение оптимальной температуры окисления диоксида серы
2.4. Динамика окисления оксида углерода на железо-сурьмяном катализаторе
2.5. Заключение
Глава 3. Нестационарные процессы в неподвижном слое
катализатора
3.1. Математические основы моделирования химических реакторов
3.2. Квазигомогенная модель неподвижного слоя катализатора
3.3. Двухфазная модель неподвижного слоя катализатора

3.4. Нестационарный способ синтеза аммиака
3.4.1. Математическая модель реактора
3.4.2. Результаты моделирования
3.5. Моделирование нестационарного способа проведения каталитических процессов с учетом динамических свойств поверхности катализатора
3.6. Заключение
Глава 4. Автоволновые решения квазигомогенной модели
неподвижного слоя катализатора
4.1. Квазигомогенная модель автоволновых процессов
4.2. Необходимые условия существования быстрых тепловых волн
4.3. Теория распространения медленных тепловых волн в слое катализатора
4.3.1. Необходимые условия существования медленных тепловых волн
4.3.2. Множественность решений задачи
4.3.3. Случай Го^О
4.4. Заключение
Глава 5. Неравновесная термодинамика автоволновых процессов в
слое катализатора
5.1. Основные уравнения
5.2. Уравнение баланса энтропии и производство энтропии в слое катализатора
5.3. Полное производство энтропии в быстрых тепловых волнах
5.4. Принцип минимума полного производства энтропии в
медленных тепловых волнах. Вариационная постановка задачи

5.5. Заключение
Глава 6. Неравновесная термодинамика автоволн окисления
диоксида серы
6.1. Математическая постановка задачи
6:2. Локальное производство энтропии-в автоволне
6.3. Принцип минимума полного производства энтропии в
автоволновых процессах окисления диоксида серы
Глава 7. Неравновесная термодинамика автоволн ламинарного
горения
7.1. Основные уравнения теории Зельдовича-Франк-Каменецкого
7.2. Уравнение баланса энтропии и производство энтропии в
автоволне ламинарного горения
7.3. Неравновесная термодинамика автоволн ламинарного горения в приближении теории Зельдовича-Франк-Каменецкого
7.4. Неравновесная термодинамика автоволн ламинарного горения
при протекании обратимой реакции
7.5. Неравновесная термодинамика автоволн ламинарного горения

при произвольном числе Льюиса
7.6. Заключение
Глава 8. Автоволновые процессы в гетерогенной среде с
химическими реакциями в газовой фазе и на катализаторе .
8.1. Введение
8.2. Математическая модель автоволновых процессов
8.3. Автоволны в гетерогенной среде с каталитической реакцией и процессами тепло-и массопереноса
8.4. Автоволновые процессы в гетерогенной среде при
фильтрационном горении газов в режиме низких скоростей
8.5. Гибридные автоволновые процессы
8.6. Заключение

Ит Е+ — 0.
(2.31)
Из уравнений (2.24) и (2.26) с учетом (2.29) были получены аналогичные пределы для энергии активации обратной реакции:
Из анализа этих пределов следует, что если известна Топт, то легко может быть получена оценка максимально возможного значения энергии активации прямой реакции.
Если при различных оптимальных температурах реакции выполняется условие уА^Т0пт)=сопз1, то из (2.26) следует, что кажущаяся энергия активации реакции не зависит от температуры и состава реакционной смеси. Это условие эквивалентно тому, что изменение свободной энергии между состоянием реакционной смеси при оптимальной температуре и температуре термодинамического равновесия для этого же состава постоянно и, следовательно, постоянно значение выражения
ТоптТр (2.33)
В таком случае уравнения для описания скоростей прямой и обратной реакций могут быть представлены с разделенными переменными Тир,
где к°, к° - предэкспоненциальные множители; /+(р,), /_(р,), - множители в выражениях скоростей прямой и обратной реакций, зависящие только от состава реакционной смеси.
Сделанные выше выводы справедливы только для той области химической кинетики, когда влиянием этапов переноса вещества и тепла на наблюдаемую скорость химического превращения можно пренебречь.
Ит Е_ - оо.
(2.32)
(2.34)