Нелинейные реакции в гомогенных химических системах

НЕЛИНЕЙНЫЕ РЕАКЦИИ В ГОМОГЕННЫХ ХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ [c.107]

Существенной характеристикой протекания сложной каталитической реакции в открытой системе является зависимость поведения реакции от скорости При малых скоростях потока, когда мы находимся в линейной области вблизи равновесия, стационарной состояние, как правило, единственно. С другой стороны, может быть выделена область больших скоростей потока V, также обладающая этим свойством. Эта область начинается с некоторых V, достаточно больших для того, чтобы подавить кинетическую нелинейность системы. В работе [17] существование такой области показывается для гомогенных химических реакций (обмен по всем веществам) и для гетерогенных каталитических в предположении квазистационарности по всем промежуточным веществам. [c.30]

В книге впервые дано изложение результатов систематического исследования математических моделей химических реакций, допускающих критические явления нетепловой природы в кинетической области (множественность стационарных состояний, гистерезисы стационарной скорости реакции, концентрационные автоколебания, медленные релаксации и т. п.). На основе концепции механизма реакции описаны общие подходы анализа нелинейных уравнений химической кинетики, отвечающих закрытым и открытым системам. Дана серия простейших типовых схем превращений, позволяющих интерпретировать критические явления и нестационарное поведение сложных (в том числе гетерогенных каталитических) реакций. Проведен анализ влияния различных макрокинетических факторов, флуктуаций и неидеальности на особенности проявления критических эффектов. Рассмотрены конкретные процессы гомогенного и гетерогенного окисления. [c.2]

Понимание химической реакции как динамической системы восходит еще к Вант-Гоффу. Современное представление о химической кинетике базируется на фундаментальных работах И. Н. Семенова, Я. Б. Зельдовича, Д. А. Франк-Каменецкого. В последние годы можно наблюдать новый подъем интереса к нестационарным и нелинейным явлениям в химической кинетике. К ним относятся, прежде всего, множественность стационарных состояний и автоколебания (часто эти явления называют критическими). Для гомогенной ситуации наиболее широко известна реакция Белоусова—Жаботинского, открытие которой стало важным стимулом для широкой теоретической школы И. Пригожина. В гетерогенных каталитических реакциях критические явления в кинетической области нетепловой природы были обнаружены Г. К. Боресковым, М. Г. Слинько и к настоящему времени уже накоплен значительный экспериментальный материал такого рода (в том числе В. В. Барелко, [c.14]

В данной главе с общих позиций будут рассмотрены математические модели закрытых и открытых гомогенных химических систем. В первом случае с использованием термодинамических функций Ляпунова будет показано, что предельное (при Ь -> +оо) поведение системы относительно простое (положительное равновесие при заданных балансах единственно и устойчиво), поэтому интерпретация критических явлений должна осуществляться в рамках моделей открытых систем. Для последних удается выделить достаточно широкий класс систем, обладающих квазитермодинамическим поведением — это реакции без взаимодействия различных веществ. Тем самым для описания критических эффектов в кинетической области и в изотермических условиях необходимо привлекать специальные нелинейные модели, отвечающие нелинейным механизмам химического превращения с реакциями типа Х4-У-> [c.18]

В качестве первого примера выполним анализ работы гомогенного реактора неидеального смешения с нестационарными внутренними потоками, в котором проводится нелинейная химическая реакция при полном взаимодействии молекул на микроуровне. Допустим, что реальная структура потоков в реакторе соответствует топологической структуре, изображенной на рис. 4.11, где изображены N ячеек идеального смешения, связанные межъячеечными нестационарными потоками. Пронумеруем ячейки от 1 до 1 присвоим ячейкам индекс i от 1 до iV—1 обозначим объем -й ячейки через У,, а объемную скорость потока от i-й ячейки к -й — через Q j. Питающий поток для -й ячейки обозначим через Qof, выходящий из у-й — соответственно через Qjn, байпасный поток для всей системы обозначим ол - [c.261]