В монографии изложены методологические вопросы построения интеллектуальных систем (ИС) на примере промышленных процессов переработки нефтяных фракций на Pt-катализаторах с применением их для компьютерного прогнозирования и управления производством. Показана объективная необходимость использования ИС при подготовке инженеров-технологов на принципах непрерывности и энциклопедичности образования. Обобщены методы построения математических моделей гетерогенно-каталитических процессов с учетом дезактивации и старения катализаторов. Приведены примеры практического использования ИС для моделирования, расчета, оптимизации и прогнозирования промышленных процессов. Книга предназначена для специалистов в области химической технологии, а также для студентов и инженерно-технического персонала нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводов.

В монографии проанализированы кинетика и динамика нефтехимических процессов превращения углеводородов, на основе которых представлены пути математического моделирования, оптимизации процессов и конструирования реакторов. Представлены научные взгляды на катализ с точки зрения общей эволюции и самоорганизации системы. С позиции глобальных проблем энергетики и экологии авторами детально рассмотрены процессы каталитического превращения низших спиртов - альтернативного источника биотоплива и мономеров синтетического каучука. Все формулировки и выводы основаны на длительном опыте работы в указанной области обоих авторов и являются теоретическим и практическим обобщением. Работа вносит вклад в фундаментальное развитие науки о катализе, содержит важные полезные сведения о научных основах и проектировании гетерогенных каталитических процессов и реакторов. Книга предназначена для студентов химических высших учебных заведений, для аспирантов, инженеров производства.

Можно ли создать формализованный аппарат термодинамики, в том числе и для самоорганизующихся систем, как раздала теоретической физики, соответствующий сегодняшнему пониманию протекающих неравновесных и нелинейных процессов в открытых системах с хаотической динамикой? В монографии излагаются проблемы математического и численного моделирования нелинейных процессов в открытых физико-химических локально-неравновесных системах с фазовыми переходами и самоорганизацией, которые ранее методами классической термодинамики не могли быть решены. Эти задачи на основе принципа локального неравновесия позволяют на феноменологическом уровне в рамках хаотической динамики описать возникновение и эволюцию гомо- и гетерофазных флуктуаций, ответственных за возникновение новых структур. Учитываются трудно формализуемые потери энергии, последействие и релаксация, которые приводят к бифуркационным явлениям, забыванию начальных условий и, как следствие, - необратимости. эффективность разработанного термодинамического подхода проверена на задачах в системах с процессами переноса энергии, массы, импульса и заряда при наличии источников и стоков, межфазного слоя с испарением и конденсацией, химическими реакциями и некоторых задачах нерегулярной динамики, включающих самоорганизацию, в биофизике и медицине. Книга может быть полезна как специалистам в области термодинамики сплошных сред, гидродинамики, синергетики, так и студенческой аудитории, в частности магистрам, специализирующимся в области термодинамик и реальных процессов.

В пособии рассматривается круг проблем, связанных с построением макрокинетических моделей сложных реакций. Кратко излагается основной формализм макрокинетики, уравнения скорости, расчет констант равновесия обратимых реакций с участием поправки на неидеальность реакционной смеси. Дается характеристика типовых кинетических экспериментальных реакторов и их математические описания. Приводится метод статистической корректировки экспериментальных данных, математические методы и алгоритмические средства, необходимые для идентификации и анализа кинетических моделей. Материал пособия сопровождается учебными программами для ЭВМ, с помощью которых выполняются упражнения и домашние задания. Для студентов, аспирантов и исследователей в области математического моделирования химических процессов и реакторов.

В монографии изложены анализ и расчеты процессов, протекающих в газожидкостных реакторых с суспендированным катализатором (ГЖРСК). Даны условия достижения кинетической области при экспериментальном изучении кинетики химических реакций в таких системах. Рассмотрены физико-химические основы процесса абсорбции с химической реакцией для трехфазных систем. Предложена методика определения концентрации водорода во время реакции гидрирования на суспендированном катализаторе. Описаны процессы гидрирования как жидкостей, так и газов в ГЖРСК. Изложены данные по гидродинамике, продольному перемешиванию и фазовому составу потоков. Проанализированы математические модели для расчета распространенных типов ГЖРСК. Приведены новые результаты по моделированию периодических процессов в ГЖРСК. Книга адресована научным и инженерно-техническим работникам, занимающимся разработкой химических реакторов.

Многофазные жидкостные реакторы, (работающие в системах жидкость - газ, жидкость - жидкость, жидкость - газ - твердое тело и др.) широко применяются в химической, нефтехимической, фармацевтической и ряде смежных отраслей промышленности. В книге всесторонне и полно изложены теоретические основы и методы расчета реакторов этого типа. Рассматриваются механизм и математические модели протекающих в них элементарных процессов, при этом учитываются особенности типовых промышленных конструкций. Книга предназначена для инженеров, проектировщиков и исследователей, работающих в химической, нефтехимической, формацевтической, лесохимической, пищевой промышленности. Она может также служить пособием для преподавателей и студентов технических вузов.

Описан подход к моделированию экзотермических химических реакций, основанный на концепции клеточных автоматов. Для анализа адекватности подхода приведены результаты моделирования процесса распространения фронта реакции при самораспространяющемся высокотемпературном синтезе в системе Ni-Al. Показано хорошее согласие между модельными и экспериментальными зависимостями скорости движения фронта и максимальной температуры горения от температуры начального прогрева порошковой смеси. Сделан вывод о необходимости явного учета кинетики реакции, в частности растекания жидкой фазы, для корректного описания влияния пористости на протекание экзотермической реакции.

В книге рассмотрены вопросы расчета химических реакций, протекающих в типичных для процессов химической технологии реакторах. Изложены основы кинетики гомогенных и гетерогенных процессов, приведены рекомендации по состалению материального и энергетического балансов реакторов, освещены вопросы их гидродинамики. Рассмотрена термодинамика химических реакций. Даны примеры расчетов и задачи для самостоятельного решения. Книга дополнена обзорной статьей о современных направлениях работ в области моделирования химических реакторов и исчерпывающей библиографией. Книга представляет большой интерес для инженерно-технических работников проектных организаций, научно-исследовательских институтов, предприятий химической промышленности и смежных с ней отраслей народного хозяйства. Она будет полезна преподавателям и студентам высших учебных заведений.

Предложена двумерная математическая модель распространения химического превращения в пластине в условиях механического нагружения. Проведено численное исследование задачи для трех вариантов условий для напряжений и перемещений на поверхностях пластины: жесткой заделки, одноосного растяжения, сдвига. Установлено, что вследствие связанности полей температур, концентраций и напряжений режимы превращения в разных условиях нагружения различны. В результате параметрического исследования модели показано, что величина внутренних напряжений может существенно превышать внешнюю нагрузку.

Представлены сведения об основных параметрах математических моделей горения материалов в различных режимах. Впервые показано, что учет термодинамических и кинетических характеристик фазовых переходов, сопровождаемых химическими реакциями, позволяет объяснить и описать особенности горения материалов, а также их отличие от горения газовых смесей и перехода горения в детонацию. Для инженеров и научных работников, специализирующихся в области физики и теории горения и взрыва.

На 3-секционной электрокаротажной модели "глина - песок - глина" получены диаграммы потенциалов самополяризации (ПС) и производной ПС с различными электродами. Установлено, что для модели, насыщенной водным раствором хлорида натрия и находящейся в контакте со щелочным фильтратом бурового раствора, воспроизводимые диаграммы ПС получаются только с электродами второго рода, в частности, с хлоридными ионоселективными или хлорсеребряными электродами.