научный журнал по химической технологии, химической промышленности Теоретические основы химической технологии ISSN: 0040-3571

АРИСТОВ С.Н., КНЯЗЕВ Д.В., ПОЛЯНИН А.Д. — 2009 г.

Рассматривается широкий класс двумерных и трехмерных стационарных и нестационарных течений вязкой несжимаемой жидкости. Считается, что компоненты скорости жидкости линейно зависят от двух пространственных координат. Трехмерные уравнения Навье–Стокса в данном случае сводятся к замкнутой определяющей системе, состоящей из шести уравнений с частными производными третьего и второго порядков. Дан краткий обзор известных точных решений этой системы и соответствующих течений жидкости (течения Куэтта–Пуазейля, Экмана, Стокса, Кармана и др.). Описаны случаи сведения определяющей системы к одному или двум уравнениям. Получено много новых точных решений двумерных и трехмерных нестационарных уравнений Навье–Стокса, содержащих произвольные функции и произвольные параметры. Описаны периодические (как по пространственной координате, так и по времени) и некоторые другие решения, которые выражаются в терминах элементарных функций. Исследуются вопросы о нелинейной устойчивости решений. Рассмотрен ряд новых гидродинамических задач. Дана общая физическая интерпретация и классификация решений.

ПИСАРЕНКО Ю.А., СЕРАФИМОВ Л.А., ТОЙККА А.М., ТОЙККА М.А. — 2009 г.

В статье представлен обзор данных о фазовых равновесиях в системах из четырех веществ с реакциями синтеза–гидролиза сложного эфира (системы кислота–спирт–сложный эфир–вода). Дана краткая характеристика рассматриваемых экспериментальных и расчетных результатов.

БОЧКАРЕВ А.А., ГЕШЕВ П.И., ПОЛЯКОВА В.И., ЯВОРСКИЙ Н.И. — 2009 г.

Создана реологическая модель, которая на фоне влияния вязкой части реологических свойств красок выявила роль упругости в процессах ориентации частиц пигмента при окрашивании поверхности пневматическим распылением краски и осаждением аэрозоля на окрашиваемую поверхность. Реологическая модель аддитивно учитывает упругую и вязкую части напряжений.

АБИЕВ Р.Ш. — 2009 г.

На основе построенной ранее математической модели гидродинамики снарядного газожидкостного потока в капиллярах теоретически обоснованы границы существования байпасного и циркуляционного режимов обтекания пузырей в снарядном режиме. Объяснено влияние направления газожидкостного потока на скорость пузырей. Показано, что при одинаковом диаметре капилляра и поверхностном натяжении вязкость жидкости не влияет на условия перехода от циркуляционного к байпасному режиму обтекания пузыря. Обнаружено, что верхняя граница вырождения бифуркации скорости пузырей с увеличением диаметра капилляра смещается в область более высоких значений капиллярных чисел. Теоретически подтверждено предсказанное Тейлором значение критического капиллярного числа для горизонтального капилляра (0.707).

ДИЛЬМАН В.В., КАШИРСКАЯ О.А., ЛОТХОВ В.А. — 2009 г.

Проведен анализ работы Карти и Шродта и показано, что экспериментальные данные авторов удовлетворительно согласуются с рассчитанными по уравнениям Стефана–Максвелла на основе реальной длины диффузионного канала. Выведены уравнения для профилей концентраций компонентов в диффузионном канале. Проведено экспериментальное изучение динамики стационарного испарения ацетона и метанола в воздух при температуре 35°С и установлено также удовлетворительное соответствие между значениями потоков, измеренных в опытах и вычисленных по уравнениям Джиллиленда, являющимися решением уравнений Стефана–Максвелла для трехкомпонентной газовой смеси.

ЖУКОВ В.Е., ПАВЛЕНКО А.Н., ПЕЧЕРКИН Н.И., САНДЕР С., ХОУПТОН П., ЧЕХОВИЧ В.Ю. — 2009 г.

Представлены результаты экспериментального исследования влияния начальной неравномерности орошения структурированной насадки на эффективность разделения бинарной смеси фреонов. Исследование проводилось в дистилляционной колонне диаметром 0.9 м на смеси фреонов R114 и R21. Приведены результаты по эффективности разделения смеси фреонов, по перепаду давления на насадке, распределению локального расхода жидкости под насадкой. Результаты экспериментов показали, что угол вращения слоев структурированной насадки оказывает значительное влияние на эффективность разделения смеси при неравномерном орошении насадки.

БАБЕНКО Ю.И., ИВАНОВ Е.В. — 2009 г.

Предложена математическая модель процесса экстрагирования из полубесконечного тела, содержащего поры двух видов – крупные, выходящие на поверхность, и мелкие, соединяющиеся с крупными. Эффективные коэффициенты переноса в двух видах пор предполагаются различными. С использованием метода дробного дифференцирования найдена зависимость потока экстрагента через поверхность тела от времени. Проведено сопоставление теоретических результатов с экспериментальными данными по кинетике экстрагирования целевых компонентов из растительного сырья в аппаратах с интенсивным гидродинамическим режимом.

БАБЕНКО Ю.И., ИВАНОВ Е.В. — 2009 г.

Рассматривается математическая модель процесса экстрагирования из полубесконечного пористого тела, содержащего поры n видов, ветвящиеся масштабно-подобным образом, в том числе случай, когда n . С помощью метода дробного дифференцирования получены зависимости выхода целевого продукта от времени, пригодные для практических расчетов при t 0 и t . Обсуждается соответствие теоретических результатов экспериментальным данным.

В АЛЕКСЕЕВА О., В МЕЛИХОВ И., Е БОЖЕВОЛЬНОВ В. — 2008 г.

ГЛУШАЧЕНКОВА Е.А., ПИСАРЕНКО Ю.А., ТОЙККА А.М., ШАЛУНОВА С.Ю. — 2008 г.

Посредством термодинамико-топологического метода проведен анализ известных форм правила азеотропии для двумерных диаграмм равновесной дистилляции (в том числе реакционной дистилляции) и фрагментов указанных диаграмм той же размерности. Предложен общий подход к выводу правила азеотропии. В результате данное правило получено в общем виде, из которого следуют все возможные его формы.

МЕНЬШУТИНА Н.В., СОФИЕВ А.Э., ТАРУТИНА Н.В. — 2008 г.

Рассмотрена задача исследования устойчивости биохимического процесса, протекающего в мембранном биореакторе на примере синтеза лимонной кислоты. С учетом имеющихся экспериментальных данных, разработана математическая модель биореактора, с использованием которой получены оценки параметров, влияющих на устойчивость работы установки. При разработке модели учтено явление стресса микроорганизмов. В результате работы был создан программный продукт, позволяющий определять области устойчивой работы в зависимости от технологических показателей.

КОСТАНЯН А.Е. — 2008 г.

Рассматривается новый способ хроматографического разделения смесей, отличающийся дискретной (циклической) подачей подвижной фазы в колонку. Проведен анализ линейной модели циклической идеальной (равновесной) хроматографии. Дано теоретическое описание хроматограмм для бинарной смеси компонентов. Проведен сравнительный анализ процесса хроматографии при циклическом и стационарном режимах. Показано, что в рамках принятых допущений (колонка состоит из одинаковых участков, на каждом из которых достигается равновесное распределение компонентов между фазами; подвижная фаза подается порциями, равными ее объему на одном участке колонки; подача каждой порции происходит мгновенно) в циклическом режиме достигается более высокая степень разделения. Установлена связь между параметрами процесса в циклическом и стационарном режимах.

АМОСОВ Ю.И., БЕЛЯЕВ В.Д., БОБРИН А.С., КИРИЛЛОВ В.А., КУЗИН Н.А., МЕЩЕРЯКОВ В.Д., СОБЯНИН В.А. — 2008 г.

Проведено изучение каталитической реакции паровой конверсии биоэтанола в диапазоне температур 300–700°С с целью переработки в водородсодержащий газ. Испытаны медь-, никель-, кобальт-, платино- и родийсодержащие катализаторы на различных носителях, в том числе, и металлосетчатом. Проведен сравнительный анализ способов переработки биоэтанола в обогащенный водородом газ для питания высокотемпературных топливных элементов на основе полимерных протон-обменных мембран.

2008

РУБЦОВ Н.М., СЕПЛЯРСКИЙ Б.С., ЦВЕТКОВ Г.И., ЧЕРНЫШ В.И. — 2008 г.

Предложен приближенный аналитический метод оценки эффективности воздействия ингибитора на скорость и пределы распространения пламени для богатых водородовоздушных смесей в присутствии малых добавок пропилена и изобутилена. Метод основан на модели узкой реакционной зоны и учитывает особенности разветвленно-цепного механизма реакции окисления водорода. Метод показывает, что возникновение пределов распространения пламени при увеличении содержания активной добавки связано с наличием положительной обратной связи между скоростью фронта и количеством активных центров горения, гибнущих в реакции с ингибитором. В соответствии с данной обратной связью влияние ингибирующей добавки приводит к понижению температуры горения и уменьшению скорости пламени.

РАБИНОВИЧ А.Б., ТОВБИН Ю.К., ТУГАЗАКОВ Р.Я. — 2008 г.

Для теоретического описания течения плотного газа и жидкости в узких порах использован микрогидродинамический подход, позволяющий исследовать влияние потенциала стенки на характеристики молекулярных потоков. Расчеты выполнены на базе уравнений типа Навье–Стокса, в которых коэффициенты переноса и уравнение состояния вещества рассчитываются в рамках простейшей молекулярной модели – модели решеточного газа, учитывающей собственный объем молекул и их взаимодействие между собой. Для применения подхода необходимо знание только потенциала взаимодействия между молекулами и их потенциала взаимодействия со стенками поры. Коэффициенты переноса и уравнение состояния зависят от локальных значений плотности пара и жидкости и от температуры. Подход позволяет рассматривать каналы в нанометровом диапазоне. Исследованы динамические режимы течения одноатомного газа (аргона) в щелевидных порах разной ширины при заданном перепаде давления на концах поры. Показано, что при сильном притяжении атомов аргона малой плотности к стенкам поры наблюдается сильная анизотропия потока. Уменьшение притяжения молекул к стенкам приводит к реализации режима проскальзывания пара или жидкости вдоль стенки канала.

АМИНОВА Г.А., БАШКИРОВ Д.В., БРОНСКАЯ В.В., ДЕМИДОВА Э.В., ДЬЯКОНОВ Г.С., ИГНАШИНА Т.В., ЛИТВИНЕНКО Г.И., МАНУЙКО Г.В. — 2008 г.

Проведено математическое моделирование процесса синтеза диенового каучука на неодимсодержащей каталитической системе (СКДН) для каскада реакторов непрерывного действия с учетом разветвленности полимера. На основе предложенной модели исследованы основные характеристики разветвленности СКДН. Найдены соотношения для расчета среднего числа разветвлений на макромолекулу, средней длины основной цепи, средней длины боковых ветвей, массовой доли полимера в боковых ветвях и G-фактора.

ПАТАНИНА В.В., ТАРАСОВ В.В., ЧЖАН ДУНСЯН — 2008 г.

Изучена кинетика растекания полимолекулярных слоев. Показано, что они движутся медленнее, чем мономолекулярные, причем особенно медленно движется полярная жидкость “Мидель 7131”. Объяснена причина значительно более медленного движения поверхностно-активного вещества.

ЗИЯТДИНОВ Н.Н., ЛАПТЕВА Т.В., ОСТРОВСКИЙ Г.М., РЫЖОВ Д.А. — 2008 г.

Приводится описание нового подхода к решению задачи дискретно-непрерывной оптимизации системы ректификационных колонн, в которой, наряду с непрерывными режимными поисковыми переменными, используются дискретные переменные – номера тарелок ввода питания в колонны. Подход основан на совместном использовании метода ветвей и границ и метода структурных параметров. Эффективность применения предлагаемого метода продемонстрирована на примере решения задачи дискретно-непрерывной оптимизации узла разделения этилен-пропановой фракции производства этилена.

ВАЙНШТЕЙН И.И., ЛИТВИНОВ П.С. — 2008 г.

Рассматривается модель межтарелочного потока в сепараторе, состоящего из двух несмешивающихся однородных жидкостей с различными постоянными плотностями и вязкостями. В линейном приближении (с учетом малости межтарелочного зазора) получена система уравнений для нахождения скоростей, давления и поверхности раздела сред. Для осесимметрического случая доказано существование решения, приведены графики линии раздела сред для различных значений параметров, получено обобщение формулы Бремера для диаметра осаждаемой критической частицы в случае равенства плотностей сред.