ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Предисловие редактора к первому изданию из "Диффузия и теплопередача в химической кинетике Издание 2" ЕЗ последние годы в химической кинетике развилось новое оригинальное направление, стремящееся к комплексному изучению химического процесса в сочетании с физическими процессами передачи тепла и вещества. Наметилась возможность неожиданного синтеза таких, казалось бы, далеких областей науки, как химическая кинетика, с одной стороны, и теория теплопередачи, диффузии, гидродинамика — с другой. Процессы, которые раньше считались в классической кинетике возмущениями, искажающими ход химической реакции, приобрели особый интерес именно в комбинации с химическим процессом. [c.3] Такое сочетание кинетики с теорией диффузии, теплопередачи, гидродинамикой позволило получить ряд теоретически ценных результатов, разработать новые методы изучения скоростей реакций и подвести научный фундамент под теорию таких важных технических процессов, как горение, растворение, основные процессы химической технологии. [c.3] В разработке этого научного направления принял участие ряд исследователей в разных странах Предводителев, Кнорре, Вулис (в теории горения угля), Жаворонков (в теории процессов и аппаратов химической технологии), Темкин, Боресков (в теории катализа) — в Советском Союзе Хоттель, Майерс, Бурке и Шуман, Шервуд, Чильтон и Кольберн, Льюис и Эльбе, Дамкелер, Фиш-бек — за рубежом. [c.3] В Институте химической физики АН СССР, специально занимающемся вопросами кинетики химических реакций и теории горения, велись, в частности, и работы по макроскопической кинетике. Достаточно назвать хорошо известные работы Еловича, Тодеса, Зельдовича и его школы. Из этой школы вышел и автор настоящей книги. [c.3] Книга представляет собой оригинальную монографию, излагающую проблемы, в разработке которых ее автор принимал самое активное и непосредственное участие. Не претендуя на абсолютную полноту и объективность в выборе материала, она отличается единством подхода, наличием оригинальной и последовательно проводимой точки зрения. Не по всем излагаемым в книге вопросам воззрения автора получили всеобщее признание. В частности, развиваемые в главе V представления о свойства ламинарного подслоя являются спорными. Но постановка этих вопросов, во всяком случае, будет стимулировать дальнейшее развитие науки. [c.4] Советская наука заняла уже почетное место в области химической кинетики вообще и макроскопической в частности. Есть все основания надеяться, что настоящая книга будет стимулировать дальнейшее развитие этой области, а также поможет очень многим химикам, физикам и инженерам, работающим над прикладными вопросами. [c.4] Первое издание настоящей книги вышло в 1947 г. С тех пор макроскопическая кинетика химических реакций развилась в обширную отрасль науки. С ней теснейшим образом связаны такие актуальные научные дисциплины, как теория процессов и аппаратов химической технологии, инженерная химия гетерогенного катализа, физика горения и взрыва, физико-химическая гидродинамика, теория колебательных процессов в химии и биологии, а также новое бурно растущее направление —химическая кибернетика, включающая автоматическое регулирование химических процессов и их математическое моделирование с помощью быстродействующих вычислительных машин. Для всех этих вопросов тематика настоящей книги имеет фундаментальное значение. [c.5] Современный этап развития науки отличается особенно быстрым ростом пограничных областей. Это в полной мере относится и к макроскопической кинетике, в которой соприкасаются химия и физика, гидродинамика и теория процессов переноса, химическая и физическая кинетика, а также теория колебаний и кибернетика. Роль физических факторов в протекании химических реакций — такова тема этой книги. Конечно, автору удалось охватить только некоторые ее аспекты — в полном своем объеме эта тема по существу неисчерпаема. [c.5] Первое издание книги, вышедшее очень малым тиражом, быстро разошлось и давно стало библиографической редкостью. За прошедшие двадцать лет проблемы, которые рассматриваются в книге, не только не стали менее актуальными, но, напротив, приобрели еще более обширное научное и прикладное значение и стали важными для еще более широких кругов читателей. [c.5] Как и в первом издании, основное внимание уделено фундаментальным физическим идеям предельным областям протекания реакции, устойчивым и неустойчивым режимам с их критическими условиями, принципу инвариантности в применении к диффузионным процессам, а также приближенным методам равнодоступной поверхности и разложения экспонента и их принципиальному значению. [c.6] Книга остается монографией, написанной с определенной точки зрения и развивающей определенный круг идей. В ее задачу отнюдь не входит исчерпывающий обзор литературы, или изложение всех существующих в этой области научных направлений. Цитируется лишь литература, имеющая прямое отношение к идейному содержанию книги. Эмпирические факты излагаются только в связи с применением и развитием основных теоретических представлений. [c.6] Автор стремился во втором издании подробнее изложить теорию вопроса и еще теснее связать ее с практическими применениями. Даны основы термодинамической теории процессов переноса и подробно развита гидродинамическая теория многокомпонентной диффузии, включающая приближенный метод описания термодиффузии. Для решения нестационарных задач диффузионной кинетики применено преобразование Лапласа. Дано строгое математическое обоснование метода равнодоступной поверхности для ламинарного потока. Очень многие результаты, которые в первом издании настоящей книги получались приближенными методами, были с тех пор проверены и подтверждены с помощью трудоемких расчетов на быстродействующих вычислительных машинах. Результаты таких расчетов отражены во втором издании. [c.6] Автор надеется, что книга по своему содержанию будет полезна химикам, интересующимся влиянием физических процессов на протекание химических реакций, инженерам, конструкторам, технологам, специалистам по горению, гидродинамике, тепло-и массообмену и автоматическому регулированию, встречающимся в своей работе с химическими процессами. [c.6] Автор выражает глубокую признательность своим учителям Я. Б. Зельдовичу, Л. Д. Ландау, Н. Н. Семенову от души благодарит тех, кто были в свое время его ближайшими сотрудниками и помощниками Э. А. Блюмберг, Н. Я. Бубена, Ц. М. Клибанову, И. Е. Сальникова, Е. Е. Фридман. Горячей благодарности заслуживают и все, кто помогал автору своими ценными советами и замечаниями. [c.6] Классическая химическая кинетика изучает протекание химической реакции в идеализированных условиях при постоянной — как во времени, так и в пространстве — температуре и постоянных в пространстве концентрациях веществ. [c.7] Задачей макроскопической кинетики является изучение химической реакции в реальных условиях ее макроскопического протекания в природе или в технике, т. е. с учетом побочных физических процессов, накладывающихся на основной химический процесс. Важнейшими из этих физических процессов являются во-первых, диффузия исходных веществ и продуктов реакции и, во-вторых, выделение и распространение тепла. И на тот, и на другой процесс сильно влияют гидродинамические условия — характер движения газа или жидкости, приводящего к конвективному переносу тепла и вещества. [c.7] Таким образом, конкретным содержанием макроскопической кинетики оказывается изучение роли диффузии, теплопередачи и конвекции (т. е. движения газа или жидкости) в протекании химических реакций. [c.7] Исследование таких сложных процессов, в которых наряду с химическими превращениями играет также роль передача тепла и вещества, имеет троякое значение. [c.7] Во-первых, мы выясняем законы протекания химического процесса в тех условиях, где он имеет для нас практическое значение. На базе макроскопической кинетики строятся практически важные дисциплины теория горения [1, 2], теория процессов растворения [3], теория каталитических процессов химической технологии [4, 5]. [c.7] В-третьих, изучая макроскопическую кинетику химических реакций, мы можем получить ценные сведения и о законах самих процессов переноса вещества и тепла, и прежде всего процессов конвективной диффузии, которые удобнее всего изучать именно в связи с химическими процессами [3, 9]. [c.8] Вернуться к основной статье