научный журнал по химии Химическая физика ISSN: 0207-401X

Архив научных статейиз журнала «Химическая физика»

  • ФОТООКИСЛИТЕЛЬНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА И ПОЛИ(3-ГИДРОКСИБУТИРАТА)

    ИОРДАНСКИЙ А.Л., ОЛЬХОВ А.А., ТЕРТЫШНАЯ Ю.В., ШИБРЯЕВА Л.С. — 2015 г.

    В настоящей работе изучен процесс фотоокислительной деструкции пленок на основе полиэтилена и поли(3-гидроксибутирата) – ПГБ. С помощью методов инфракрасной спектроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии, а также с использованием механического анализа, кинетики поглощения кислорода, фотоинициированного старения было установлено, что с увеличением концентрации ПГБ в смесях увеличиваются скорости окислительной и фотоокислительной деструкции. Установлено, что ПГБ является инициатором фотоокисления полиэтилена в смесях. Причем, чем больше площадь граничного межфазного слоя в смеси полимеров, тем интенсивнее протекает окисление на начальной стадии.

  • ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА АТМОСФЕРЫ И ИОНОСФЕРЫ

    ГОЛУБКОВ Г.В., ГОЛУБКОВ М.Г., КАРПОВ И.В. — 2015 г.

  • ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕДАЧИ ИМПУЛЬСА ОТ УДАРНОЙ ВОЛНЫ К ПУЗЫРЬКОВОЙ СРЕДЕ

    АВДЕЕВ К.А., АКСЁНОВ В.С., БОРИСОВ А.А., ТУХВАТУЛЛИНА Р.Р., ФРОЛОВ С.М., ФРОЛОВ Ф.С. — 2015 г.

    На основе системы уравнений двухфазного сжимаемого вязкого течения проведено двумерное численное моделирование передачи импульса от ударной волны, распространяющейся в газе, к сплошной воде и к воде с пузырьками воздуха. При воздействии ударной волны на сплошную воду несжимаемая жидкость вовлекается в движение после отражения ударной волны от поверхности раздела газ–жидкость под действием избыточного давления газа, а при воздействии ударной волны на воду с пузырьками воздуха жидкость вовлекается в движение за счет проникания ударной волны в сжимаемую пузырьковую среду. Параметрические расчеты показали, что при передаче импульса от ударной волны к пузырьковой жидкости возможны динамические эффекты, при которых импульс, переданный такой жидкости, в течение некоторого времени значительно превышает импульс, переданный сплошной жидкости, при прочих равных условиях. Указанные динамические эффекты можно использовать для создания энергоэффективных импульсных гидрореактивных движителей.

  • ЧИСЛЕННОЕ ОБРАЩЕНИЕ ДИНАМИКИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА С УЧЕТОМ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЭФФЕКТА САМОВОЗДЕЙСТВИЯ СВЕТА

    НАЛЕГАЕВ С.С., ПЕТРОВ Н.В. — 2015 г.

    В данной работе мы исследовали процесс распространения волнового фронта оптического излучения в объеме нелинейных сред с использованием численного моделирования. В численных экспериментах учитывался только пространственный эффект самовоздействия света. В рамках проведенных исследований была сформулирована следующая концепция: пространственное распределение волнового фронта в выходной плоскости нелинейной среды определяется методом цифровой голографии; чтобы численно распространить его от выходной плоскости и получить пространственное распределение во входной плоскости среды, используется математическая модель, описывающая динамику волнового фронта в объеме нелинейной среды. Предложенная концепция была апробирована серией численных экспериментов.

  • ШИРОТНЫЕ ВАРИАЦИИ И ВЫСОТНЫЕ ПРОФИЛИ ИОНОСФЕРНЫХ ПАРАМЕТРОВ: СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ И ЭМПИРИЧЕСКОЙ МОДЕЛЕЙ

    БОТОВА М.Г., НАМГАЛАДЗЕ А.А., РОМАНОВСКАЯ Ю.В. — 2015 г.

    С помощью глобальной численной модели верхней атмосферы Земли (UAM) проведено численное моделирование вариаций электронной концентрации в разные сезоны при низком и высоком уровнях солнечной активности. Результаты моделирования были сопоставлены со значениями, рассчитанными по эмпирической модели ионосферы IRI-2012. Показано, что UAM воспроизводит результаты эмпирической модели IRI-2012, полученные для средних и низких широт и дневных часов как для низкой, так и для высокой солнечной активности с погрешностью до 40% вне зависимости от сезона. Наибольшее различие результатов расчетов электронных концентраций, выполненных с помощью моделей UAM и IRI-2012, отмечено для высоких широт и объясняется тем, что эмпирическая модель не воспроизводит главный ионосферный провал. Кроме того, имеют место большие расхождения в результатах расчетов высотных профилей электронной концентрации на высотах плазмосферы при низкой солнечной активности, что может быть связано с влиянием начальных условий на результаты численного моделирования.

  • “НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЕ” ЗАЖИГАНИЕ ЧАСТИЦЫ УГЛЯ В ПОТОКЕ ВОЗДУХА

    ГЛУШКОВ Д.О., КУЗНЕЦОВ Г.В., СТРИЖАК П.А. — 2015 г.

    Выполнено численное исследование “низкотемпературного” (температура воздуха менее 500 K) зажигания одиночной частицы угля в рамках модели, учитывающей взаимосвязанные процессы теплопереноса в частице и окружающей газовой среде, термическое разложение угля, диффузию продуктов разложения (летучих) и их окисление, прогрев коксового остатка (углерода) и его гетерогенное зажигание. Определены интегральные характеристики (времена задержки) “низкотемпературного” газофазного зажигания продуктов термического разложения частиц угля размерами от 50 до 500 мкм. Установлены минимальные температуры воздуха, при которых реализуются условия зажигания летучих, и предельные температуры поверхности частицы, при которых возможно гетерогенное зажигание последней после выгорания летучих веществ.

  • AКАДЕМИК АЛЕКСАНДР ГРИГОРЬЕВИЧ МЕРЖАНОВ

    2014

  • COMPLEX COORDINATE SCALING AND THE SCHRODINGER EQUATION

    BUENKER R.J. — 2014 г.

    The complex rotation method (CRM) for the description of resonance states is critically analyzed by noting that quantum mechanical wave functions and properties are not affected by a change in spatial coordinates, complex or otherwise. It is shown by means of the Cauchy-Coursat Theorem that equivalent approximate solutions of the Schrodinger equation for a complex-rotated Hamiltonian H( ) can be obtained without loss of accuracy by using the un-rotated Hamiltonian H(0) in its place. Despite the fact that the latter operator is hermitean, it is possible to obtain a complex symmetric matrix representation for it by following a few simple rules: a) the square-integrable basis functions must have complex exponents, i.e. with non-zero imaginary components and b) the symmetric scalar product must be employed to compute matrix elements of H(0). The approximate wave functions obtained by diagonalization of the latter matrix should satisfy the stationary principle as closely as possible. This objective can optimally be achieved by individually scaling the complex exponents in the basis functions. The nature of this approximation is investigated by means of explicit calculations which are based on diabatic RKR potentials for the B1 + D?1 + vibronic resonance states of the CO molecule.

  • ENHANCED AL H2O-BASED FUELS COMBUSTION CHARACTERISTICS WITH POLYACRYLAMIDE AT LOW PRESSURES

    BAOZHONG ZHU, HUAJIAN SUN, YUNLAN SUN — 2014 г.

    The combustion behavior of nano-aluminum–water (n-Al H2O) mixture with addition of polyacrylamide (PAM) was investigated in argon at 0.1–1.5 MPa using a constant-pressure strand burner. The burning rates of n-Al H2O mixture were measured. The results show that PAM addition can not only help improve the burning rate of n-Al H2O mixture, but also decrease the pressure index of burning rate. The mixture of n-Al powder and H2O cannot be ignited in argon at 0.1 MPa, but the mixture of n-Al powder and H2O with the 3 wt % PAM can be ignited, and the mixture can support the self-sustaining combustion. The burning rate is 7.64 mm/s. Moreover, the burning rate increases with increasing the pressure. In addition, the combustion process and flame image characteristics were obtained by a high-speed photography technique, and the element composition and surface morphology of the condensed combustion products were evaluated using a scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray system.

  • NUMERICAL SIMULATION OF CATALYTIC COMBUSTION OF METHANE USING WASHCOAT MODEL AND EXTERNAL SURFACE MODEL: A COMPARISON STUDY

    JIA FENG XU, PEI WEN WANG, WEI DONG SHEN, YANG DU — 2014 г.

    This paper presents a comparison study of numerical simulation of catalytic combustion of methane on Pt catalyst using two different physical models. The external surface model and the washcoat model were employed. The simulations were conducted in a two-dimensional monolith reactor with detail surface kinetics. The agreement of simulation results of the washcoat model with the measured data is good. However, in contrast to experimental data, the external surface method will produce a lower result of conversion of CH4 at low temperature due to the neglecting of the larger inner surface of the washcoat. Moreover, the effects of specific surface area and pore size of washcoat on reaction rate were discussed. It can be concluded that the washcoat model would provide a more realistic result and can enrich the contents of numerical simulation of catalytic reaction.

  • PREDICTION OF TRANSPORT PROPERTIES OF CO2 N2 BINARY MIXTURES VIA THE INVERSION OF REDUCED-VISCOSITY COLLISION INTEGRALS

    BEHNEJAD H., HOSSEINNEJAD T. — 2014 г.

    In the present study, the main purpose is to extract information about the effective intermolecular potential energy function for binary mixture of nitrogen and carbon dioxide by the usage of a direct inversion of the experimentally reduced viscosity and second virial coefficient data and then to reproduce the dilute gas transport properties from the inverted potential energy. The Lennard-Jones (12, 6) potential energy function has been employed as the initial potential model required by the inversion method. The MSV potential obtained in this way is in reasonable agreement with the independently known CO2 N2 potential energy function. Using the inverted pair potential energies, the Chapman-Enskog scheme is employed to calculate transport properties of CO2 N2 in a wide composition and temperature range. The close agreement between the predicted values and the literature results of transport properties demonstrate the predictive power of the inversion scheme.

  • THE PHASE BEHAVIOR OF GAMMA AND LASER IRRADIATED POLYTETRAFLUORINE

    ALLAYAROV S.R., DIXON D.A., GRAKOVICH P.N., NIKOLSKII V.G., OLKHOV YU. A. — 2014 г.

    By using thermomechanical spectroscopy, an amorphous and three crystalline (high melting, intermediate, and low melting forms) blocks of the topological structures of the polytetrafluoroetylene (PTFE) were characterized and their behavior under -radiation up to 2420 kGy was explored. The influence of -radiation on the powder and sheet of PTFE is essentially the same leading to formation of amorphous character. The glass transition and melting point temperatures of PTFE continuously decreased with increasing dose of irradiation. On exposure to continuous CO2 laser radiation, PTFE degrades at a high rate and its clusters have a fibrous form. Initial -irradiation of PTFE enhances the laser ablation process.

  • АГРЕГАЦИЯ И ФОТОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФТАЛОЦИАНИНОВ В СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПЛЕКСАХ

    ДМИТРИЕВА Г.С., ЛЕВИН П.П., ЛОБАНОВ А.В., СУЛЬТИМОВА Н.Б. — 2014 г.

    Определена концентрационная зависимость степени ассоциации фталоцианинов цинка и алюминия в супрамолекулярных системах. Получены комплексы, содержащие редкие фотоактивные ассоциаты с максимумом поглощения, существенно сдвинутым в длинноволновую область. Рассчитаны излучательные времена жизни, коэффициенты экстинкции и значения энергии электронных переходов между низшей вакантной и высшей занятой молекулярными орбиталями изолированных и ассоциированных металлокомплексов фталоцианинов. Показано, что нахождение металлокомплексов фталоцианинов преимущественно в агрегированном состоянии характерно для систем фталоцианина цинка, тогда как фталоцианин алюминия, имеющий дополнительный хлоридный экстралинд, удается стабилизировать в изолированном состоянии.

  • АДСОРБЦИЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА НИЗКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЕЩЕСТВ НА НАНОЧАСТИЦАХ МОДИФИЦИРОВАННОГО МОНТМОРИЛЛОНИТА

    БАРАШКОВА И.И., ВАССЕРМАН А.М., ЗАВОДЧИКОВА А.А., ИВАНОВ В.Б., СОЛИНА Е.В. — 2014 г.

    Проанализировано влияние структуры стабильных нитроксильных радикалов на их адсорбцию на модифицированном катионными поверхностно-активными веществами монтмориллоните из органических растворителей. Рассмотрено влияние на адсорбцию природы и содержания модификатора, растворителя, а также дополнительной модификации катионными красителями. Определены кинетические параметры адсорбции из газовой фазы декана, толуола и этанола. Методом спинового зонда оценены фазовое состояние и распределение адсорбированных добавок, а также влияние дополнительной адсорбции углеводородов на молекулярную динамику на поверхности наночастиц монтмориллонита и нанопигментов на основе катионных красителей.

  • АНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧНОСТЬ ХИРАЛЬНЫХ СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУН

    ЗАНИН А.М., ПОПОВ Л.Д., РАСПОПОВА Е.А., СКОБЛИН А.А., СТОВБУН С.В., ТКАЧЕНКО Ю.Н. — 2014 г.

    Экспериментально (методом Гедестранда) и путем квантовохимического расчета установлено, что молекулы трифторацетилированных аминоспиртов (ТФААС) имеют дипольные моменты 3 Д. Экспериментально установлено, что формирование струн при охлаждении гомохиральных растворов ТФААС в электрическом поле напряженностью до 2 · 104 В/см не сопровождается их ориентацией, откуда следует, что дипольные моменты молекул, образующих струну, противоположно направлены на масштабе 1 нм, а струны антисегнтоэлектричны.

  • БЕЗГАЗОВОЕ ГОРЕНИЕ СМЕСИ С ПРЕДЕЛЬНО НИЗКОЙ КАЛОРИЙНОСТЬЮ В УСЛОВИЯХ ТЕПЛОПОТЕРЬ

    КОПЕЛИОВИЧ Б.Л. — 2014 г.

    Проводится численное моделирование безгазового горения смеси с предельно низкой калорийностью в цилиндрическом канале. Вследствие интенсивных потерь тепла на поверхности фронта реакции появляются волны, которые ведут к циклическим изменениям скорости химической реакции, приобретающим в установившемся режиме осевую симметрию. В стадии воспламенения на боковой поверхности образца возникает кольцо очагов реакции. В стадии депрессии горение сохраняется на круговых выступах фронта, а в центральной части образца формируется ядро продуктов.

  • ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ NH3 С ПОКРЫТИЯМИ НА ОСНОВЕ БОРОРГАНИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ

    ГАТИН А.К., ГРИШИН М.В., СЛУЦКИЙ В.Г., ХАРИТОНОВ В.А., ШУБ Б.Р. — 2014 г.

    Исследовано взаимодействие NH3 с прогретой до 700 К комбинированной поверхностью, состоящей из пластин молибдена и графита с нанесением или без нанесения на графит борорганических наночастиц (БОН) состава (C2B10H4)n. Установлено, что в обоих случаях взаимодействие приводит к распаду аммиака на водород и азот, однако наличие БОН ускоряет распад. Измерены вольт-амперные зависимости туннельного тока наночастиц до и после их взаимодействия с NH3. Практическое совпадение зависимостей свидетельствует о сохранении электронного строения БОН.

  • ВЗРЫВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕКСАФТОРБУТАДИЕНА

    БОРИСОВ А.А., ТРОШИН К.Я. — 2014 г.

    Экспериментально определены предел распространения пламени разложения гексафторбутадиена (ГФБ) по давлению и минимальная энергия зажигания. Исследована возможность перехода пламени разложения ГФБ из газовой фазы в жидкую. Показано, что жидкая фаза ГФБ недетонационноспособна.

  • ВЗРЫВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

    БИРЮЛИН Ю.С., БОРИСОВ А.А., МАИЛКОВ А.Е., ТРОШИН К.Я., ХОМИК С.В. — 2014 г.

    Определены минимальные энергии инициирования горения газообразного тетрафторэтилена (ТФЭ) при различных начальных давлениях и температурах, а также его смесей с азотом, аргоном и гелием. Исследован переход горения из газовой фазы ТФЭ в жидкую. Показано, что детонацию в жидком ТФЭ возбудить практически невозможно. Бедные пределы детонации и горения смесей ТФЭ–воздух при нормальных условиях составляют 12.2 об. %. Измерены скорости детонации воздушных смесей ТФЭ.

  • ВЗРЫВОПОДОБНЫЕ РЕАКЦИИ В ГАЛОИДВИНИЛОВЫХ ПОЛИМЕРАХ ПРИ УДАРЕ

    ДУБОВИК А.В., МАТВЕЕВ А.А. — 2014 г.

    В работе рассматриваются внешние признаки и механизм протекания неизвестного ранее явления взрывоподобных реакций в тонкослойных образцах галоидвиниловых полимеров при ударе на копре. Определены критические параметры инициирования и указаны физико-химические ограничения на их проявление. Подчеркивается неспособность таких реакций к самораспространению на большие массы материалов.