RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 11, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2004

 / 

Октябрь

←  →

Обзоры актуальных проблем


Неравновесная термодинамика автоволновых процессов в слое катализатора


Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, пр. акад. Лаврентьева 5, Новосибирск, 630090, Российская Федерация

Обзор посвящен новому описанию природы автоволновых процессов, возникающих в неподвижном слое катализатора. Проанализированы два вида автоволн: быстрые и медленные тепловые волны. Рассмотрено термодинамическое описание физико-химических процессов, построено и проанализировано уравнение баланса энтропии в приближении базовой (квазигомогенной) модели неподвижного слоя катализатора. Для медленных тепловых волн установлен функционал автоволнового решения, обладающий экстремальными свойствами (полное производство энтропии в системе) и дана вариационная формулировка задачи. Показано существование пространственно-временнóй диссипативной структуры (быстрой тепловой волны) вблизи состояния термодинамического равновесия.

Текст pdf (508 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.1070/PU2004v047n10ABEH001770
PACS: 05.45.−a, 05.70.Ln, 82.40.−g (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0174.200410b.1061
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2004/10/b/
000226730200002
2004PhyU...47..991G
Цитата: Герасев А П "Неравновесная термодинамика автоволновых процессов в слое катализатора" УФН 174 1061–1087 (2004)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Gerasev A P “Nonequilibrium thermodynamics of autowave processes in a catalyst bed” Phys. Usp. 47 991–1016 (2004); DOI: 10.1070/PU2004v047n10ABEH001770

Список литературы (194) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (12) Похожие статьи (20)

  1. Васильев В А, Романовский Ю М, Яхно В Г УФН 128 625 (1979); Vasil'ev V A, Romanovskii Yu M, Yakhno V G Sov. Phys. Usp. 22 615 (1979)
  2. Васильев В А, Романовский Ю М, Яхно В Г Автоволновые процессы (Под ред. Д С Чернавского) (М.: Наука, 1987)
  3. Грехова М Т (Ред.) Автоволновые процессы в системах с диффузией (Горький: Изд-во ИПФ АН СССР, 1981)
  4. Иваницкий Г Р, Кринский В И, Сельков Е Е Математическая биофизика клетки (М.: Наука, 1978)
  5. Романовский Ю М, Степанова Н В, Чернавский Д С Математическая биофизика (М.: Наука, 1984)
  6. Кринский В И, Михайлов А С Автоволны (М.: Знание, 1984)
  7. Быков В И (Ред.) Динамика химических и биологических систем (Новосибирск: Наука, 1989)
  8. Кернер Б С, Осипов В В Автосолитоны: локализованные сильно-неравновесные области в однородных диссипативных системах (М.: Наука, 1991); Кернер Б С, Осипов В В ДАН СССР 264 1366 (1982)
  9. Лоскутов А Ю, Михайлов А С Введение в синергетику (М.: Наука, 1990)
  10. Зыков В С Моделирование волновых процессов в возбудимых средах (М.: Наука, 1984)
  11. Гуревич А Вл, Минц Р Г УФН 142 61 (1984); Gurevich A Vl, Mints R G Sov. Phys. Usp. 27 19 (1984)
  12. Мержанов А Г, Руманов Э Н УФН 151 553 (1987); MerzhanovA G, Rumanov E N Sov. Phys. Usp. 30 293 (1987)
  13. Иваницкий Г Р, Медвинский А Б, Цыганов М А УФН 161 (4) 13 (1991); Ivanitskii G R, Medvinskii A B, Tsyganov M A Sov. Phys. Usp. 34 289 (1991); Иваницкий Г Р, Медвинский А Б, Цыганов М А УФН 164 1041 (1994); Ivanitskii G R, Medvinskii A B, Tsyganov M A Phys. Usp. 37 961 (1994)
  14. Давыдов В А, Зыков В С, Михайлов А С УФН 161 (8) 45 (1991); Davydov V A, Zykov V S, Mikhailov A S Sov. Phys. Usp. 34 665 (1991)
  15. Давыдов В А, Морозов В Г УФН 166 327 (1996); Davydov V A, Morozov V G Phys. Usp. 39 305 (1996)
  16. Малыгин Г А УФН 169 979 (1999); Malygin G A Phys. Usp. 42 887 (1999)
  17. Антонюк Б П, Антонюк В Б УФН 171 61 (2001); Antonyuk B P, Antonyuk V B Phys. Usp. 44 53 (2001)
  18. Березовская Ф С, Карев Г П УФН 169 1011 (1999); Berezovskaya F S, Karev G P Phys. Usp. 42 917 (1999); Березовская Ф С, Карев Г П Докл. РАН 368 318 (1999)
  19. Атауллаханов Ф И и др. УФН 172 671 (2002); Ataullakhanov F I et al. Phys. Usp. 45 619 (2002)
  20. Slin'ko M M, Jaeger N I Oscillating Heterogeneous Catalytic Systems (Amsterdam: Elsevier, 1994)
  21. Merzhanov A G, Rumanov E N Rev. Mod. Phys. 71 1173 (1999)
  22. Zhdanov V P Surf. Sci. Rep. 45 231 (2002)
  23. Zhdanov V P Surf. Sci. 500 966 (2002)
  24. Елохин В И и др. Кинетика и катализ 44 755 (2003)
  25. Рабинович М И, Трубецков Д И Введение в теорию колебаний и волн (М.: Наука, 1984)
  26. Кадомцев Б Б Коллективные явления в плазме (М.: Наука, 1982)
  27. Zhabotinsky A M, Zaikin A N J. Theor. Biol. 40 45 (1973)
  28. Жаботинский А М Концентрационные автоколебания (М.: Наука, 1974)
  29. Field R J, Burger M (Eds) Oscillations and Traveling Waves in Chemical Systems (New York: Wiley, 1985)
  30. de Wit A Adv. Chem. Phys. 109 435 (1999)
  31. Николис Г, Пригожин И Самоорганизация в неравновесных системах (М.: Мир, 1979)
  32. Колмогоров А Н, Петровский И Г, Пискунов Н С Бюлл. МГУ. Матем. и мех. 1 (6) 1 (1937)
  33. Fisher R A Ann. Eugenics 7 335 (1937)
  34. Turing A M Philos. Trans. R. Soc. London B 237 37 (1952)
  35. Hodgkin A L, Huxley A F J. Physiol. 116 449 (1952)
  36. FitzHugh R A Biophys. J. 1 445 (1961)
  37. Nagumo J, Arimoto S, Yoshizawa S Proc. IRE 50 2061 (1962)
  38. Зотин А И (Отв. ред.) Термодинамика и кинетика биологических процессов (М.: Наука, 1980)
  39. Свирежев Ю М Нелинейные волны, диссипативные структуры и катастрофы в экологии (М.: Наука, 1987)
  40. Зельдович Я Б, Франк-Каменецкий Д А ДАН СССР 19 693 (1938)
  41. Зельдович Я Б, Франк-Каменецкий Д А Журн. физ. хим. 12 100 (1938)
  42. Зельдович Я Б Журн. физ. хим. 22 27 (1948)
  43. Зельдович Я Б и др. Математическая теория горения и взрыва (М.: Наука, 1980)
  44. Алдушин А П и др. ДАН СССР 243 1434 (1978)
  45. Мержанов А Г, Хайкин Б И Теория волн горения в гомогенных средах (Черноголовка: Институт структурной макрокинетики РАН, 1992)
  46. Довженко А Ю, Маклаков С В, Руманов Э Н Докл. РАН 374 321 (2000)
  47. Довженко А Ю и др. Докл. РАН 378 466 (2001)
  48. Мержанов А Г Успехи химии 72 323 (2003)
  49. Руманов Э Н Докл. РАН 393 188 (2003)
  50. Wicke E, Vortmeyer D Z. Elektrochem. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 63 145 (1959)
  51. Vortmeyer D Z. Elektrochem. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 65 282 (1961)
  52. Padberg G, Wicke E Chem. Eng. Sci. 22 1035 (1967)
  53. Wicke E, Padberg G Chem. Ing. Tech. 40 1033 (1968)
  54. Fieguth P, Wicke E Chem. Ing. Tech. 43 604 (1971)
  55. Vortmeyer D, Jahnel W Chem. Ing. Tech. 43 461 (1971)
  56. Vortmeyer D, Jahnel W Chem. Eng. Sci. 27 1485 (1972)
  57. Eigeberger G Chem. Eng. Sci. 27 1909 (1972)
  58. Rhee H-K, Lewis R P, Amundson N R Ind. Eng. Chem. Fundam. 13 317 (1974)
  59. Rhee H-K, Foley D, Amundson N R Chem. Eng. Sci. 28 607 (1973)
  60. Simon B, Vortmeyer D Chem. Eng. Sci. 33 109 (1978)
  61. Боресков Г К, Киселев О В, Матрос Ю Ш ДАН СССР 248 406 (1979)
  62. Киселев О В, Матрос Ю Ш Физ. горения и взрыва 16 (2) 25 (1980)
  63. Puszyński J, Hlavacek V Chem. Eng. Sci. 39 681 (1984)
  64. Киселев О В, Матрос Ю Ш Физ. горения и взрыва 23 (5) 167 (1987)
  65. Киселев О В, Матрос Ю Ш, Чумакова Н А в сб. Распространение тепловых волн в гетерогенных средах (Отв. ред. Ю Ш Матрос) (Новосибирск: Наука, 1988) с. 145
  66. Киселев О В и др. в сб. Распространение тепловых волн в гетерогенных средах (Отв. ред. Ю Ш Матрос) (Новосибирск: Наука, 1988) с. 203
  67. Киселев О В, Матрос Ю Ш ДАН СССР 308 667 (1989)
  68. Киселев О В Теоретическое исследование явления распространения тепловых волн в слое катализатора (Новосибирск: Параллель, 1993)
  69. Герасев А П и др. Теор. основы хим. технол. 27 165 (1993)
  70. Gerasev A P, Chumakova N A, Matros Yu Sh Chem. Eng. Sci. 52 693 (1997)
  71. Герасев А П, Чумакова Н А Физ. горения и взрыва 33 (5) 52 (1997)
  72. Франк-Каменецкий Д А Диффузия и теплопередача в химической кинетике 3-е изд. (М.: Наука, 1987)
  73. Алдушин А П и др. Процессы горения в химической технологии и металлургии (Под ред. А Г Мержанова) (Черноголовка: Изд-во ИХФ АН СССР, 1975)
  74. Takeno T, Sato K Prog. Astronautics Aeronautics 76 596 (1981)
  75. Бабкин В С и др. ДАН СССР 265 1157 (1982)
  76. Бабкин В С и др. Физ. горения и взрыва 19 (2) 17 (1983)
  77. Лаевский Ю М и др. Физ. горения и взрыва 20 (6) 3 (1984)
  78. Бабкин В С, Лаевский Ю М Физ. горения и взрыва 23 (5) 49 (1987)
  79. Алдушин А П, Мержанов А Г в сб. Распространение тепловых волн в гетерогенных средах (Отв. ред. Ю Ш Матрос) (Новосибирск: Наука, 1988) с. 9
  80. Лаевский Ю М, Бабкин В С в сб. Распространение тепловых волн в гетерогенных средах (Отв. ред. Ю Ш Матрос) (Новосибирск: Наука, 1988) с. 108
  81. Yoshizawa Y, Sasaki K, Echigo R Int. J. Heat Mass Transfer 31 311 (1988)
  82. Babkin V S Pure Appl. Chem. 65 (2) 335 (1993)
  83. Алдушин А П, Руманов И Э Докл. РАН 361 775 (1998)
  84. Буркина Р С Физ. горения и взрыва 36 (4) 3 (2000)
  85. Laevsky Yu M, Babkin V S Combust. Sci. Technol. 164 129 (2001)
  86. Бабкин В С, Вежба И, Карим Г А Физ. горения и взрыва 38 (1) 3 (2002)
  87. Футько С И Физ. горения и взрыва 39 (2) 15 (2003)
  88. Бабкин В С, Баранник Г Б, Исмагилов З Р ДАН СССР 304 630 (1989)
  89. Беляев А Ф Журн. физ. хим. 12 93 (1938)
  90. Новожилов Б В ДАН СССР 141 151 (1961)
  91. Новожилов Б В Докл. РАН 378 359 (2001)
  92. Алдушин А П, Мержанов А Г, Хайкин Б И ДАН СССР 204 1139 (1972)
  93. Алдушин А П и др. Физ. горения и взрыва 8 (2) 202 (1972)
  94. Мержанов А Г Твердопламенное горение (Черноголовка: Изд-во ИСМАН, 2000)
  95. Берман В С, Рязанцев Ю С Физ. горения и взрыва 11 (2) 179 (1975)
  96. Галкина В И, Любченко В И, Марченко Г Н ДАН СССР 286 373 (1986)
  97. Мержанов А Г, Боровинская И П ДАН СССР 204 366 (1972)
  98. Мержанов А Г Докл. РАН 353 504 (1997)
  99. Мержанов А Г, Перегудов А Н, Гонтковская В Т Докл. РАН 360 217 (1998)
  100. Рогачев А С, Мержанов А Г Докл. РАН 365 788 (1999)
  101. Рогачев А С Физ. горения и взрыва 39 (2) 38 (2003)
  102. Мержанов А Г и др. ДАН СССР 221 1114 (1975)
  103. Барелко В В, Володин Ю Е ДАН СССР 223 112 (1975)
  104. Барелко В В, Курочка И И, Мержанов А Г ДАН СССР 229 898 (1976)
  105. Володин Ю Е, Барелко В В, Мержанов А Г Хим. физика 1 670 (1982)
  106. Barelko V V et al. Chem. Eng. Sci. 38 1775 (1983)
  107. Иванова А Н, Андрианова З С, Барелко В В Докл. РАН 386 789 (2002)
  108. Зельдович Я Б, Рачинский В В Введение в общую теорию динамики сорбции и хроматографии (М.: Наука, 1964)
  109. Кельцев Н В Основы адсорбционной техники 2-е изд. (М.: Химия, 1984)
  110. Бабенко Ю И, Мошинский А И Физ. горения и взрыва 33 (5) 62 (1997)
  111. Zhukov S A, Barelko V V, Merzhanov A G Int. J. Heat Mass Transfer 24 47 (1981)
  112. Барелко В В и др. ДАН СССР 257 339 (1981)
  113. Гленсдорф П, Пригожин И Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций (М.: Мир, 1973)
  114. Пригожин И УФН 131 185 (1980); Prigogine I Science 201 777 (1978)
  115. Гапонов-Грехов А В, Рабинович М И УФН 128 579 (1979); Gaponov-Grekhov A V, Rabinovich M I Sov. Phys. Usp. 22 590 (1979)
  116. Андронов А А и др. Качественная теория динамических систем второго порядка (М.: Наука, 1966)
  117. Баутин Н Н, Леонтович Е А Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости (М.: Наука, 1976)
  118. Быков В И, Шмидт А В Докл. РАН 375 188 (2000)
  119. Пригожин И, Николис Г УФН 109 517 (1973)
  120. Николис Г, Пригожин И Познание сложного. Введение (М.: Мир, 1990)
  121. Пригожин И От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках (Под ред. Ю Л Климонтовича) (М.: Едиториал УРСС, 2002)
  122. Эбелинг В Образование структур при необратимых процессах: Введение в теорию диссипативных структур (М.: Мир, 1979)
  123. Эйген М Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул (М.: Мир, 1973); Эйген М УФН 109 545 (1973)
  124. Гапонов-Грехов А В, Рабинович М И (Отв. ред.) Нелинейные волны: Самоорганизация (М.: Наука, 1983)
  125. Полак Л С, Михайлов А С Самоорганизация в неравновесных физико-химических системах (М.: Наука, 1983)
  126. Хакен Г Синергетика (М.: Мир, 1980)
  127. Хакен Г Синергетика: Иерархии неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах (М.: Мир, 1985)
  128. Маслов В П, Данилов В Г, Волосов К А Математическое моделирование процессов тепломассопереноса. Эволюция диссипативных структур (М.: Наука, 1987)
  129. Басин М А (Отв. ред.) Синергетика и методы науки (СПб.: Наука, 1998)
  130. Пригожин И, Кондепуди Д Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур (М.: Мир, 2002)
  131. Benard H Rev. Gen. Sci. Pures Appl. 12 1261 (1900)
  132. Климонтович Ю Л УФН 158 59 (1989); Klimontovich Yu L Sov. Phys. Usp. 32 416 (1989)
  133. Onsager L Phys. Rev. 37 405 (1931); Onsager L Phys. Rev. 38 2265 (1931)
  134. Пригожин И Введение в термодинамику необратимых процессов (М.: ИЛ, 1960)
  135. Стратонович Р Л Нелинейная неравновесная термодинамика (М.: Наука, 1985)
  136. Machlup S, Onsager L Phys. Rev. 91 1512 (1953)
  137. Циглер Г Экстремальные принципы термодинамики необратимых процессов и механика сплошной среды (М.: Мир, 1966)
  138. Мюнстер А Химическая термодинамика (М.: Мир, 1971)
  139. Biot M A Phys. Rev. 97 1463 (1955)
  140. Дьярмати И Неравновесная термодинамика (М.: Мир, 1974)
  141. Gyarmati I J. Non-Equilib. Thermodyn. 2 233 (1977)
  142. Бахарева И Ф Журн. физ. хим. 41 1717 (1967)
  143. Бахарева И Ф Инж.-физ. журн. 20 1105 (1971)
  144. Бахарева И Ф Журн. физ. хим. 42 2394 (1968)
  145. Бахарева И Ф Нелинейная неравновесная термодинамика (Саратов: Изд-во СГУ, 1976)
  146. Гуров К П Феноменологическая термодинамика необратимых процессов: Физические основы (М.: Наука, 1978)
  147. Шахпаронов М И Журн. физ. хим. 53 3043 (1979)
  148. Выродов И П Журн. физ. хим. 54 1601 (1980)
  149. Хаазе Р Термодинамика необратимых процессов (М.: Мир, 1967)
  150. Булатов Н К, Лундин А Б Термодинамика необратимых физико-химических процессов (М.: Химия, 1984)
  151. Климонтович Ю Л Статистическая теория открытых систем Т. 1 (М.: Янус, 1995)
  152. Горбань А Н, Каганович Б М, Филиппов С П Термодинамические равновесия и экстремумы: Анализ областей достижимости и частичных равновесий в физико-химических и технических системах (Новосибирск: Наука, 2001)
  153. Лопушанская А И (Отв. ред.) Термодинамика необратимых процессов (М.: Наука, 1987)
  154. Гладышев Г П Термодинамика и макрокинетика природных иерархических процессов (М.: Наука, 1988)
  155. Фекете Д Журн. физ. хим. 57 2700 (1983)
  156. Магомедов К М Докл. РАН 361 768 (1998)
  157. Мартюшев Л М, Селезнев В Д Докл. РАН 371 466 (2000)
  158. Плешанов А С Докл. РАН 378 38 (2001)
  159. Выродов И П Журн. физ. хим. 56 1329 (1982)
  160. Выродов И П Журн. физ. хим. 62 865 (1988)
  161. Выродов И П Журн. физ. хим. 72 225 (1998)
  162. Parmon V N Russ. J. Phys. Chem. 77 (Suppl. 1) S128 (2003)
  163. Плешанов А С Докл. РАН 371 175 (2000)
  164. Барашев П П Хим. физика 21 (4) 110 (2002)
  165. Жданов В М, Ролдугин В И УФН 168 407 (1998); Zhdanov V M, Roldugin V I Phys. Usp. 41 349 (1998)
  166. Кафаров В В, Дорохов И Н, Кольцова Э М Системный анализ химической технологии. Энтропийный и вариационный методы неравновесной термодинамики в задачах химической технологии (М.: Наука, 1988)
  167. Кольцова Э М, Гордеев Л С Методы синергетики в химии и химической технологии (М.: Химия, 1999)
  168. Миронова В А, Амелькин С А, Цирлин А М Математические методы термодинамики при конечном времени (М.: Химия, 2000)
  169. Karpov A I J. Non-Equilib. Thermodyn. 17 (1) 1 (1992)
  170. Герасев А П Физ. горения и взрыва 37 (6) 13 (2001)
  171. Герасев А П Физ. горения и взрыва 39 (4) 67 (2003)
  172. Герасев А П Физ. горения и взрыва 40 (1) 64 (2004)
  173. Герасев А П Докл. РАН 359 495 (1998)
  174. Герасев А П Физ. горения и взрыва 36 (3) 51 (2000)
  175. Герасев А П Журн. физ. хим. 74 1203 (2000)
  176. Герасев А П Журн. физ. хим. 76 221 (2002)
  177. Морнев О А Журн. физ. хим. 72 124 (1998)
  178. Морнев О А, Алиев Р Журн. физ. хим. 69 1466 (1995)
  179. Морнев О А Журн. физ. хим. 71 2293 (1997)
  180. Matros Yu Sh, Bunimovich G A Catal. Rev. Sci. Eng. 38 (1) 1 (1996)
  181. Акрамов Т А и др. Теор. основы хим. технол. 34 295 (2000)
  182. Пригожин И, Дефэй Р Химическая термодинамика (Новосибирск: Наука, 1966)
  183. Де Донде Т, ван Риссельберг П Термодинамическая теория сродства (М.: Металлургия, 1984)
  184. Боресков Г К Гетерогенный катализ (М.: Наука, 1986)
  185. Horiuti J J. Res. Inst. Catal. Hokkaido Univ. 5 1 (1957)
  186. Хориути Д Проблемы физической химии Вып. 2 (Под ред. Я М Колотыркина) (М.: Госхимиздат, 1959) с. 39
  187. Герасев А П Кинетика и катализ 30 803 (1989)
  188. Баренблатт Г И Подобие, автомодельность и промежуточная асимптотика (Л.: Гидрометеоиздат, 1978)
  189. Де Гроот С, Мазур П Неравновесная термодинамика (М.: Мир, 1964)
  190. Van Resselberghe P J. Chem. Phys. 36 1327 (1962); Van Resselberghe P J. Chem. Phys. 36 1329 (1962)
  191. Casimir H B G Rev. Mod. Phys. 17 343 (1945)
  192. Ross J, Mazur P J. Chem. Phys. 35 19 (1961)
  193. Малин К М (Ред.) Справочник сернокислотчика 2-е изд. (М.: Химия, 1971)
  194. Малоземов Ю В и др. Теор. основы хим. технол. 28 34 (1994)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение