Особенности протекания сложных процессов

С развитием математического моделирования процессов и реакторов и исследованием с помощью математических методов динамических процессов нестационарной кинетики математика сделалась органическим вплетением в логические основания и химии, и химической технологии. И если в настоящее время учение о химических процессах называют и химической физикой (школа И, Н. Семенова), и физической кинетикой, то цементирующим элементом в системе, которая включала в себя химические и физические представления о химико-технологическом процессе, является скорее всего именно математика. И что особенно интересно и важно — это то, что в этой системе происходит развитие одновременно и параллельно и химических, и физических, и технических, и математических знаний. Дело в том, что решение кинетических задач оказалось невозможным в рамках классической теории дифференциальных уравнений. Сложный нелинейный характер протекания химических процессов выдвинул ряд новых задач, решение которых обогатило собственно и математику. В последние несколько лет создалась новая дисциплина, пограничная между математикой и химией, а фактически между математикой и теорией химической технологии, которая призвана решать задачи химии в основном в связи с созданием промышленного химического процесса, — математическая химия, призванная служить надежным теоретическим основанием учения о химических процессах. [c.163]

Необходимо отметить весьма важные свойства металлов переходных групп, с которыми, несомненно, связаны и их высокая способность к пассивированию и их растворение. Известно, что поведение этих металлов в водных растворах является весьма сложным и зависит от множества факторов. Оно определяется возможностью протекания различных процессов на их поверхности комплексообразования, гидролиза, а также полимеризации, что обусловливается особенностью строения их электронных оболочек. Многие металлы, в том числе титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден, ванадий, [c.74]

Особенности протекания сложных процессов [c.186]

При рассмотрении совокупности капель, имеющихся в факеле, возникает вопрос, в какой мере здесь сохраняются последовательность и общие закономерности частных процессов при горении капли в факеле Подача топлива в топку при интенсивной турбу-лизации потока и различных начальных размерах капель делает задачу выявления особенностей протекания элементарных процессов в факеле в настоящее время чрезвычайно сложной. Эта сложность определяется главным образом тем, что в данном сечении факела в каждый фиксированный момент времени существуют капли различных размеров, каждая из которых находится на определенной стадии собственного процесса горения, а сам процесс горения капель развивается в условиях непрерывно изменяющихся температур, скоростей и состава среды. [c.63]

В гл. II были рассмотрены процессы деструкции ароматических полиамидов в идеальных условиях (вакуум или атмосфера кислорода, протекание процесса в кинетической области и т. п.). Особенности протекания этих процессов в реальных условиях при сложном комплексе физических и химических воздействий, который имеет место при переработке ароматических полиамидов в изделия, следует обсудить специально. [c.140]

В практических условиях необходимо считаться с возможностью протекания более сложных процессов, в которых сочетаются характерные особенности процессов фильтрования с закупориванием пор и образованием осадка. [c.13]

Последовательные реакции. При обсуждении особенностей диффузионной кинетики сложных процессов следует прежде всего подчеркнуть, что понятие области протекания реакции имеет смысл применительно к каждой отдельной реакции, но не к процессу в целом. Действительно, один и тот же процесс может включать как медленные, так и быстрые реакции, которые при одних и тех же условиях могут протекать в различных областях — диффузионных или кинетических. Одной из главных характеристик процесса, состоящего из нескольких одновременно протекающих реакций является его селективность (избирательность), т. е. отношение скорости образования целевого продукта к скорости расходования исходного вещества. На избирательность процессов, включающих последовательные реакции, определяющее влияние оказывает соотношение скоростей диффузии и дальнейшего превращения промежуточных [c.140]

Каталитический крекинг. Предметом нашего рассмотрения является крекинг во взвешенном слое катализатора 11-3). Из вышеизложенного видно, что взвешенный слой — это прежде всего осложненная гидродинамическая обстановка в зоне, где протекают каталитические реакции. По-видимому, разобраться в этом сложном сплетении многообразных технологических факторов, дать анализ,, объяснить особенности протекания процесса во взвешенном слое [c.226]

Для правильного протекания технологического процесса в однокорпусном выпарном аппарате необходимо регулировать следующие параметры концентрацию, уровень раствора в аппарате, давления греющего и вторичного паров. При этом, как и в любом сложном тепловом объекте, существует внутренняя связь между регулируемыми физическими параметрами. Поэтому нарушение режима и вступление в работу одного из регуляторов (из-за отклонения какой-либо регулируемой величины) естественно приводит к изменению других регулируемых величин и, следовательно, включению в работу других регуляторов. Более того, имеется следующая характерная особенность аппарата для выпарки электролитической щелочи как объекта регулирования любые возмущения, независимо от того, по какому каналу они поступают, вызывают изменения всех регулируемых величин. Последнее объясняется наличием значительной температурной депрессии, вследствие чего изменение концентрации приводит к изменению полезной разности температур по корпусам п перераспределению тепловых потоков. [c.173]

Необходимо отметить, что при описании скоростей протекания реальных химико-технологических процессов приходится прибегать к более сложным математическим средствам, чем это следует из положений формальной кинетики, В случае реальных процессов кинетическое описание часто дополняют характеристиками среды, исходных и конечных веществ, особенностей аппаратурно-технологического оформления. Полезным методом исследования и установления кинетических характеристик является использование сведений об элементарных актах химического взаимодействия, что имеет большое значение для нахождения путей совершенствования технологии. Ниже рассмотрены кинетические особенности некоторых технологических процессов. [c.204]

Универсальные способности делают хроматограф незаменимым прибором для контроля протекания технологических процессов -особенно на тех производствах, где в реакции вовлекаются сложные смеси [5]. Например, на нефтехимических предприятиях расходы на приобретение хроматографа окупаются за одну неделю. [c.47]

Характер стадий при протекании таких реакций зависит от ряда факторов природы центрального иона, лиганда, субстрата, реагента, типа растворителя, температуры, а также от электронных и стерических факторов. Одной из особенностей комплексных катализаторов является относительная легкость определения их структуры и электронного строения и возможность выяснить основные факторы, определяющие природу отдельных элементарных стадий. Например, можно думать, что, сравнивая активированную адсорбцию На на поверхности металла и реакцию окислительного присоединения водорода к комплексу того же металла в низкой степени окисления, удастся объяснить сложные процессы, происходящие на границе раздела. [c.292]

Термодинамическая теория равновесия между жидкостью и паром позволяет вскрыть основные закономерности фазового равновесия и исследовать типы диаграмм состояния. Фактически каждый тип отражает физико-химическую природу многокомпонентной смеси, которая непосредственно сказывается на характере протекания фазовых процессов между жидкостью и паром. В основе процесса ректификации, который широко используется в химической технологии, лежат фазовые превращения жидкость—пар, однако этот процесс многосторонний, и связь отдельных сторон, особенно в случае азеотропных смесей, довольно сложна и пока относительно мало изучена. [c.130]

При обсуждении особенностей диффузионной кинетики сложных процессов, включающих несколько различных реакций, следует прежде всего подчеркнуть тот факт, что понятие области протекания реакции имеет смысл применительно к каждой отдельной реакции, но не к процессу в целом. Действительно, один и тот же процесс может включать как медленные, так и быстрые реакции, которые при одних и тех же условиях могут протекать в различных областях — диффузионных или кинетических. [c.133]

Процессы горения в двигателях внутреннего сгорания протекают сложно, и для каждого типа двигателей имеется. много характерных особенностей, поэтому определение количественных характеристик процесса возможно при его экспериментальном исследовании в условиях двигателя. Однако полезно выделить отдельные виды горения, которые схематично дают представление об особенностях протекания горения в различных типах двигателей. [c.162]

Таким образом, в зависимости от конкретных условий (типа мономера и его растворимости в воде, типа эмульгатора и его-количества) могут реализоваться три способа нуклеации ПМЧ мицеллярный, гомогенный или в результате квазиспонтанного эмульгирования. Возможны различные механизмы массопереноса мономера в ПМЧ, при этом допускается, что рост полимерных цепей может протекать во всем объеме частицы или только в ее поверхностной зоне. Многообразие явлений, а также возможность, протекания процесса одновременно по нескольким механизмам осложняют кинетическую картину и затрудняют создание единой количественной теории эмульсионной полимеризации. Некоторые упрощения достигаются при использовании модельных систем,- в-которых в основном реализуется один какой-либо механизм, В свою-очередь, знание кинетических особенностей эмульсионной полимеризации, протекающей по определенному механизму, позволяет использовать кинетические данные для установления механизма эмульсионной полимеризации или доли конкретного механизма в сложном процессе. [c.119]

Третий подход — построение упрощенных мысленных моделей потока. Упрощая сложную картину, такая модель в то же время должна отражать существенные для нас особенности потока — в первую очередь, с достаточной адекватностью описывать особенности протекания в данном потоке химических, тепловых и массообменных процессов. [c.127]

Как правило, пенное разделение смесей — это результат нескольких элементарных процессов, протекающих в растворе и на границе раствора с газом в пене. Скорость и полнота протекания этих процессов, особенно затрагивающих изменение границы фаз, могут существенно зависеть от условий разделения. В обзорных работах [20, 46, 49, 50, 61, 65, 70—73] перечислены факторы, влияющие на результат разделения. Сложным характером процесса обусловлено наличие в литературе различных точек зрения на то, что же является определяющим при поверхностном разделении. [c.97]

Что касается озона, его предшественниками должны являться частицы, содержащие кислород в перекисной форме, либо еще более сложные частицы, например — ОООН. Действительно, можно полагать, что эта неустойчивая частица (озонид водорода индивидуально не был выделен [75]) должна распадаться с выделением кислорода, особенно в кислых растворах, аналогично поведению известных озонидов [76, 77], и лишь при низких температурах может сохраняться достаточное время, чтобы сделать ощути, мым протекание электродного процесса, ведущего к синтезу озона [39 ]j [c.147]

Взаимная связь закономерностей химико-технологического процесса очень сложная и выражается в виде системы уравнений. Поскольку совместное решение этих уравнений практически невозможно, приходится рассматривать отдельные стороны процесса и их взаимное влияние. Прежде всего необходимо установить особенности протекания основной химической реакции, определяющей, выход целевого продукта, с какой полнотой и какой скоростью протекает эта реакция. [c.40]

При протекании изотермического процесса реактор идеального вытеснения, как и реактор периодического действия, работает в нестандартных условиях, которые должны быть определены до конструирования аппарата. Иногда целесообразно, особенно в сложных реакциях, конструировать реактор идеального вытеснения с оптимальным распределением температур по его длине. [c.56]

Кроме того, реакции сопровождаются массообменом, выделением или поглощением теплоты и соответствующим теплообменом. Как будет показано в последующих разделах, па протекание ХТП сильно влияет характер движения потоков реагирующих веществ, конструктивные особенности реакторов и другие факторы. Изучение ХТП с целью выбора рациональных технологических режимов и управления ими проводят не в сложной совокупности элементарных процессов, а по частям (уровням). Уровень — это простые составляющие протекающего сложного процесса. Именно уровне-вый подход дает возможность наиболее правильного и быстрого выбора технологических режимов сложных ХТП и управления ими. Таким образом, анализ и описание ХТП проводят последовательно с учетом уровня протекания процесса. [c.34]

Диффузионная и кинетическая картина процесса многокомпонентной ректификации выяснена пока недостаточно, поэтому создание обоснованного во всех деталях, теоретически строгого метода расчета сложной колонны оказывается весьма трудной задачей. Экспериментальные исследования рабочего процесса действующих колонн не дали пока таких существенных результатов, которые исчерпывающим образом объяснили бы все особенности развития и протекания как процесса в целом, так и отдельных его ступеней. Этим объясняется широкое использование в анализе работы ректификационных колонн термодинамического метода исследования, покоящегося на гипотезе теоретической тарелки. [c.301]

Как памп было показано ранее, после прокалки при 1300 истинная плотность различных коксов из тяжелых остатков малосерпистых нефтей колеблется в пределах 2,12—2,14. После графитации в производственных условиях истинная плотность этих коксов увеличивается до 2,22—2,24. До сих нор предполагалось, что в пределах температур 1300—2500° происходит постепенное возрастание истинной плотности. Выполненная нами работа показала, что в пределах этих температур истинная плотность увеличивается и уменьшается, т. е. при этом наблюдается и уплотнение п как бы разуплотнение вещества. Последнее нами объясняется протеканием сложных процессов с изменением химического состава кокса и особенностями механизма кристаллизации (или упорядоченности ), который в этом случае нельзя рассматривать как однозначно развивающийся процесс. По-видимому, он проходит через ряд рекристаллпзационных этапов, еще слабо освещенных в специальной литературе. На рис. 2 приведено значение истинной плотности нефтяных коксов четырех видов из крекинг-остатка грозненской малосернистой нефтесмеси, из гудрона и крекинг-остатка сернистой девонской (преимущественно ромашкинской) нефти и пиролизного малосернистого кокса. [c.127]

Влияние перемешивания на протекание сложных процессов ранее рассматривалось только для изотермических условий работы. При переменных температурах в зоне реакции зависимости дополнительнб усложняются/ поскольку на соотношение выходов одновременно воздействуют гидродинамический и температурный режимы. Дать общеаналитическое рассмотрение особенностей этих условий крайне трудно. [c.197]

Некоторые псследователи также считают, что высокотемпературное углетермическое восстановление (1600—2000° К) окислов металлов III, IV и V групп периодической системы Д. И. Менделеева, протекающее с образованием сложных промежуточных продуктов (оксикарбидов и карбидов), происходит по той же двухстадийной схеме. Однако с этих позициг трудно обт.яснить некоторые особенности протекания этих процессов [ ]. [c.297]

С вычислительной точки зрения решение рассматриваемой прямой кинетической задачи отличалось рядом особенностей. Во-первых, при расчете зависимости концентраций от времени в силу сильной зависимости особенностей протекания процесса от удельного энерговклада очень трудно выделить кваэистационарную подсистему, поэтому в данном случае необходимо решать полную систему обыкновенных дифференциальных уравнений. Во-вторых, уравнения для колебательной и поступательной температур имеют достаточно сложный вид, поэтому не удается вычислить аналитически якобиан системы. В связи с этим приходится отказаться от тех численных методов интегрирования жестких систем, которые сильно чувствительны к точности вычисления якобиана (методы Розенброка, методы локальной линеаризации). Так как якобиан системы в рассматриваемом случае не имеет больших по модулю положительных [c.151]

Подводя итоги, можно сказать, что в зависимости от характера взаимодействия между составляющими твердое тело и среду компонентами, а также структурных особенностей твердого тела и совокупности внешних условий могут наблюдаться весьма разнообразные по форме и интенсивности проявления эффекты облегчение пластического течения твердого тела либо, наоборот, хрупкое разрушение под действием пониженных напряжений, механохимические процессы в зоне контакта, механическая активация коррозионных взаимодействий, процессы, приближающиеся по характеру к самопроизвольному диспергированию (квазисамопроизвольное диспергирование), истинное самопроизвольное диспергирование, приводящее к возникновению термодинамически равновесной лиофильной коллоидной системы. Сложный и разнообразный характер процессов взаимодействия между механически напряженным твердым телом и контактирующей с ним средой требует тщательного всестороннего анализа закономерностей и условий протекания этих процессов и их взаимосвязи для сознательного использования (или предотв,ращен,ия) эфф1екта Реби,нд,ера. [c.345]

В предыдущих разделах были рассмотрены такие вопросы, как перенос реагирующего вещества, необходимый для протекания реакции, общие особенности слоя продукта и сопутствующие процессы на границах фаз. Принимая во внимание сложность этих явлений, не удивительно, что многие характерные свойства поверхности и всей массы реагирующей системы в ходе реакции претерпевают значительные изменения. Часто легче охарактеризовать и систематизировать эти изменения, чем те сложные процессы, которые их вызывают.. Некоторые исследователи, и в частности Хюттиг [2], подробно изучали промежуточные состояния , через которые проходят системы из твердых веществ при химическом взаимодействии, наблюдая характерные изменения многочисленных свойств этих систем. Природу промежуточных состояний удобно рассмотреть на примере соединения окисей цинка и железа с образованием шпинели феррита цинка (ZnO- -Fe.,0 —s-ZnFe. O.,). Эта реакция была тщательно изучена и наряду с другими реакциями подробно рассмотрена Хюттигом [2], многочисленные труды которого можно, рекомендовать для более детального ознакомления с данным вопросом. Взаимодействие между окисями цинка и железа проходит через ряд хорошо изученных стадий, перечисленных ниже в их последовательности, которую легко осуществить путем ступенчатого нагревания при постепенном повышении температуры, [c.400]

Прежде чем моделировать сложные процессы, происходящие на поверхности твердого тела, необходимо предварительно рассмотреть поведение ионов металлов в гомогенных системах, в частности образование низковалентных (особенно с валентностью, равной нулю) металлоорганических комплексов. Типичным примером такого комплекса может служить комплекс Уилкинсона СШЬ[Р,(СдН5) з]д. Используя этот комплекс в качестве модели, можно изучать гидрирование олефинов на поверхности металлов, поскольку механизм действия таких комплексов можно отождествить с механизмом действия активных центров на поверхности твердого тела. Прежде всего следует выяснить, сколько атомов металла (один, два или больше) необходимо для протекания химической реакции или процесса адсорбции. Если выяснится. Что достаточно одного атома металла, то поверхностные реакции можно сопоставить с процессами, протекающими на одноядерных комплексах металлов. [c.41]

Форма амплитудного распределения, которое получается па выходе гамма-спектрометра при регистрации моноэнергетического у-излучения, является сложной и зависит от многих факторов. Конечно, форму амплитудного распределения в первую очередь определяют основные процессы взаимодействия у-излу-чения с веществом детектора. С другой стороны, на форму амплитудного распределения оказывает определенное влияние ряд факторов, обусловленных протеканием вторичных процессов в детекторе, особенностями конструкции гамма-спектрометра, составом измеряемой смеси радиоизотопов. Важное значение имеют также вещественный состав, масса и геометрическая форма пробы, излучение которой подвергается успек-трометрическому анализу. [c.164]