Сборник посвящён теоретическим и практическим вопросам формирования и движения тепловых волн химических реакций в дисперсных системах. Представлены результаты математического моделирования и анализа этого явления. Рассматриваются каталитические процессы в нестационарных условиях, фильтрационное горение газов и металлов, внутрипластовое горение нефти, горение пористых газопроницаемых систем.

Книга адресуется специалистам по физической химии, химической технологии и математическому моделированию химических процессов.

В последнее время возрастает интерес к теоретическим и практическим задачам, связанным с вопросами формирования и движения тепловых волн химических реакций в дисперсных системах, через которые фильтруется исходная реакционная смесь и (или) продукты реакции. Процесс распространения тепловых волн обусловлен многими факторами и прежде всего важными в практическом отношении задачами: 1) осуществление реакций гетерогенного катализа в оптимальных искусственно создаваемых нестационарных условиях; 2) самораспространяющийся высокотемпературный синтез; 3) внутрипластовое горение, создаваемое с целью увеличения добычи нефти; 4) металлургические процессы, происходящие, например, в доменных печах, при обжиге и агломерации руд; 5) гомогенное горение в дисперсных системах в условиях относительно высокой удельной поверхности пористой среды; 6) выжигание продуктов конденсации, полимеризации или коксообразования в химических реакторах, в частности каталитических.

Указанные задачи ясно иллюстрируют объект нашего исследования и его отличия от классического объекта — тепловой волны (фронта) в гомогенной системе: гетерогенность, обусловленная наличием твёрдой фазы с существенно отличающейся от газовой тепловой ёмкостью; отсутствие подобия механизмов переноса тепла и вещества; низкая скорость движения тепловых волн относительно скорости фильтрации.

Гетерогенность, наличие градиентов температуры и концентраций внутри твёрдой фазы, локализация тепловых источников в одной из фаз или в обеих одновременно, но с существенно отличающимися кинетическими характеристиками источников, высокая тепловая ёмкость, незначительная эффективная продольная диффузия относительно эффективной продольной теплопроводности и некоторые другие характеристики делают феномен распространения тепловых волн в дисперсных системах очень привлекательным для теоретических исследований физиков, математиков, технологов, химиков. В течение последних примерно десяти лет началось тщательное изучение проблем существования и количества стационарных решений для тепловых волн, влияния на эти характеристики количества реакций, знака тепловых эффектов реакций, влияния различных параметров на основные характеристики тепловых волн, разработка эффективных качественных и количественных методов исследования формирования и движения тепловых волн, изучение влияния динамических свойств поверхности (катализатора) на поведение системы и т. д. …

Сборник составлен на основе материалов Всесоюзного семинара, который состоялся в 1985 г. в Институте катализа СО АН СССР (Новосибирск). В нём представлены работы по анализу тепловых волн, посвящённые подавляющему большинству теоретических и прикладных задач, изучаемых в настоящее время в Институте химической физики АН СССР (Черноголовка), Институте катализа СО АН СССР, Институте химической кинетики и горения СО АН СССР, Институте проблем механики (Москва) и ряде других организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ
Ю. Ш. Матрос

Книги на ту же тему

1. Режимы с обострением. Эволюция идеи: Законы коэволюции сложных структур, Макаров И. М., ред., 1998
2. Детонационные процессы в двухфазных средах, Гладилин А. М., Григоров А. И., Сагидуллин Г. Г., 1991
3. Методы решения нелинейных задач теплопроводности, Коздоба Л. А., 1975
4. Тепловые автоволны в нормальных металлах и сверхпроводниках, Гуревич А. В., Минц Р. Г., 1987
5. Интегральные преобразования и специальные функции в задачах теплопроводности, Галицын А. С., Жуковский А. Н., 1976
6. Методы нестационарной теплопроводности: Учебное пособие для вузов, Беляев Н. М., Рядно А. А., 1978
7. Теория детонации, Зельдович Я. Б., Компанеец А. С., 1955
8. Подземные взрывы, Адушкин В. В., Спивак А. А., 2007
9. Математическое моделирование и оптимизация ректификационных установок, Анисимов И. В., Бодров В. И., Покровский В. Б., 1975
10. Гидродинамика нефтяного трещиноватого пласта, Шаймуратов Р. В., 1980
11. Массотеплообмен реагирующих частиц с потоком, Гупало Ю. П., Полянин А. Д., Рязанцев Ю. С., 1985
12. Тепломассообмен: Метод расчёта тепловых и диффузионных потоков, Бабенко Ю. И., 1986
13. Основы химической кинетики и катализа, Байрамов В. М., 2003
14. Методы интенсификации и моделирования тепломассообменных процессов. Учебно-справочное пособие, Лаптев А. Г., Николаев Н. А., Башаров М. М., 2011
15. Ударные волны и экстремальные состояния вещества, 2000
16. Теория горения порохов и взрывчатых веществ, Лейпунский О. И., Фролов Ю. В., ред., 1982
17. Процесс газификации кокса и проблема подземной газификации топлив: Материалы дискуссии, Чуханов З. Ф., 1957
18. Камеры сгорания газотурбинных двигателей, Пчёлкин Ю. М., 1973
19. Физика горения газов, Щетинков Е. С., 1965
20. Сборник задач по теории горения: Учебное пособие для вузов, Померанцев В. В., Арефьев К. М., Ахмедов Д. Б., Конович М. Н., Рундыгин Ю. А., Шестаков С. М., 1983
21. Физика горения и внутренняя баллистика, Ассовский И. Г., 2005
22. Молекулярная теория адсорбции в пористых телах, Товбин Ю. К., 2013
23. Томография нефтенасыщенных пористых сред, Хавкин А. Я., Чернышев Г. И., 2005
24. Теплофизические свойства органических теплоносителей, Вукалович М. П., Бабиков Ю. М., Рассказов Д. С., 1970
25. Теплофизические методы исследования полимеров, Годовский Ю. К., 1976
26. Каталитические и кинетические волны в полярографии, Майрановский С. Г., 1966
27. Электронные явления в гетерогенном катализе, Рогинский С. 3., 1975