SCI Библиотека

Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций — законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теории процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях.

Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики.

Метод моментов используется для уточнения ранее найденного замыкания уравнения для корреляционной функции скаляра (КФС). Скалар предполагается пассивным, то есть не влияющим на параметры турбулентности.

Найдены условия применимости ранее найденного метода замыкания. Тензорная форма записи соотношений для потока и третьих моментов позволяет получать неизотропное распределение скалярной диссипации. В отличие от предыдущего предлагаемый подход позволяет определить пространственное распределение коэффициента турбулентной диффузии.

Параметры турбулентного поля, необходимые для расчета распределения скаляра в плоском канале, на границах которого заданы значения величины скаляра, определяются по экспериментальным данным Ж. Конт-Белло.

Распределения средних, интенсивностей пульсаций, скалярной диссипации и турбулентного числа Шмидта. Получена также зависимость числа Шервуда от величины молекулярного коэффициента диффузии (числа Шмидта).

В книге впервые рассмотрены теоретические вопросы переноса количества движения вещества и энергии в двухфазных системах с неизвестной свободной границей (пленочное и струйное течения) применительно к химической технологии.

Приведены оригинальные результаты теоретических расчетов массообмена в волновой пленке жидкости и показаны причины высокой интенсивности процессов в наиболее перспективных высокопроизводительных массообменных аппаратах.

Предложен ряд оригинальных методов решения уравнений Навье—Стокса, энергетики, конвективной диффузии и теплопередачи.

Книга рассчитана на широкий круг специалистов: математиков, теплофизиков, аэромехаников, физико-химиков и инженеров химиков-технологов.

«Термодинамика» Энрико Ферми — одного из величайших физиков современности — представляет собой исключительно интересно построенный и глубоко оригинальный курс этой науки.

Отличающаяся высокими методическими достоинствами книга хорошо передает творческую индивидуальность Ферми — теоретика, экспериментатора, лектора. Она несомненно привлечет внимание не только специалистов, но и широкого круга лиц, интересующихся физикой.

Рассматриваются актуальные проблемы компьютерной радиационной аэротермодинамики спускаемых космических аппаратов, предназначенных для исследования планет Солнечной системы и возвращения на Землю.

Изложены вычислительные модели радиационной газовой динамики, положенные в основу двухмерного и трехмерного компьютерных кодов NERAT (Non-Equilibrium Radiation Aero Thermodynamics), разработанных в ИПМех РАН.

Обсуждаются особенности применения многотемпературных моделей термически неравновесных гиперзвуковых потоков к решению пространственных задач аэротермодинамики и моделирования аэродинамики.

Особое внимание уделено проблемам расчета распределения тепловых потоков в сжатых слоях газа, опроменяющих поверхность аппарата, и влияния химических реакций на теплообмен.

Представлена вычислительная модель газодинамических и электрогазовых процессов в гиперзвуковых потоках разреженного газа с давлением порядка нескольких Тор, основанная на двумерных уравнениях Навье-Стокса и на диффузионно-дрейфовой модели электрического разряда в приближении квазинейтральной плазмы с учетом внешнего магнитного поля с индукцией ~ 0.1 Т.

Обсуждаются результаты численного моделирования ряда задач, представляющих практический интерес для решения вопросов управления гиперзвуковыми потоками наложением электрического разряда.

Рассмотрена задача о вязкой взаимодействии газового потока с плоской поверхностью, на которой стационарно горит поверхностный разряд постоянного тока между двумя электродами, расположенными поперек газового потока. Изучаются условия нагрева в электродных секциях влиянием поперечного магнитного поля.

Даны результаты исследования структуры гиперзвукового потока в результате взаимодействия поверхностного тлеющего разряда с газом. Рассмотрен разреженный газовый разряд между секционированными электродами.

Представлены результаты расчетно-теоретического анализа двух серий экспериментальных данных по гиперзвуковому обтеканию затупленных тел.

В первой главе рассмотрено обтекание затупленного по сфере цилиндра химически и термически неравновесным потоком воздуха в диапазоне скоростей М=6-18 с параметрами набегающего потока, соответствующего высотам в диапазоне 22-37 км. Радиус затупления цилиндра изменяется в диапазоне R=0.66 - 5.08 см. Выбор исходных данных обусловлен наличием серии экспериментальных данных по конвективному и радиационному теплообмену в точках обтекания цилиндра и по распределению тепловых потоков вдоль боковых поверхностей, с которым получено хорошее совпадение результатов численного моделирования.

Во второй части выполнен расчетно-теоретический анализ процесса экспериментальных данных в условиях экспериментальных исследований поперечного обтекания цилиндрических моделей молекулярным азотом со скоростью 11.3 км/с.

Книга знакомит читателя с некоторыми разделами физической кинетики. Основное внимание уделено применению теории случайных процессов к задачам физической химии.

Подробно рассмотрено применение уравнения Фоккера—Планка к описанию кинетики различных физико-химических процессов. Изложены теоретические подходы, которые могут быть использованы при описании химических реакций, протекающих в сильно неравновесных условиях.

Книга предназначена для физико-химиков — научных сотрудников, аспирантов и студентов старших курсов, желающих ознакомиться с методами физико-химической кинетики.

Изложены физико-химические основы процессов транспорта ионов и молекул в мембранах биологических и синтетических (газоразделительных, обратноосмотических и ультрафильтрационных, ионообменных). Рассмотрены особенности мембранных процессов при переходе к интенсивным, сильно неравновесным режимам масса- и электромассопереноса. Выявлены зависимости функциональных свойств полимерных мембран от их субмикроструктуры, намечены пути создания мембран с требуемыми параметрами.

В монографии изложены оригинальные результаты, полученные при исследовании тепловых и кинетических свойств реальных систем в рамках непрерывно-решеточной модели.

Модель позволяет получить не только ранее известные результаты теории молекулярных растворов и эволюционной кинетики в диффузионной зоне, но и получить новые результаты. Она позволила объединить в единую теоретическую постановку континуальный (непрерывный) и решеточный подходы к получению выражений для избыточных термодинамических функций, исследованию границ абсолютной неустойчивости, расчету диаграмм фазовых равновесий, кинетических процессов и другим явлениям.

Практическая значимость модели продемонстрирована ее применением к разработке новых технологических приемов получения чистых металлов и сплавов и подтверждена получением 9 авторских свидетельств.