- PII
- 10.31857/S0040357123050044-1
- DOI
- 10.31857/S0040357123050044
- Publication type
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 57 / Issue number 5
- Pages
- 581-588
- Abstract
- The possibility of emergence of oscillatory conditions during a chemical process in a flow reactor with spatial inhomogeneity is analyzed. The mathematical dynamic model of the reactor takes into account molecular and convective heat- and mass-transfer processes. The problem is solved in a one-dimensional approximation under single-step chemical-reaction conditions. An analytical expression for the stability criterion of the steady-state conditions is obtained provided that the diffusion and temperature conductivity coefficients are equal. The sequence of actions upon determining the critical conditions for the stability of the system is shown. A series of numerical experiments is performed to verify the emergence of oscillatory regimes at different parameter values corresponding to real conditions in the reactor.
- Keywords
- проточный реактор пространственно распределенная система сосредоточенная система устойчивость системы колебательный режим
- Date of publication
- 01.09.2023
- Year of publication
- 2023
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 56
References
- 1. Франк-Каменецкий Д.А. Диффузия и теплопередача в химической кинетике. М.: Наука, 1987.
- 2. Yarlagadda P.S., Morton L.A., Hunter N.R., Gesser H.D. Temperature oscillations during the high-pressure partial oxidation of methane in a tubular flow reactor // Combustion and Flame. 1990. V. 79. № 2. P. 216.
- 3. Arutyunov V. Direct methane to methanol: Foundations and prospects of the process. Amsterdam: Elsevier B.V., 2014.
- 4. Вольтер Б.В., Сальников И.Е. Устойчивость режимов работы химических реакторов. М.: Химия, 1981.
- 5. Быков В.И., Цыбенова С.Б. Нелинейные модели химической кинетики. М.: КРАССАНД, 2011.
- 6. de Joannon M., Sabia P., Tregrossi A., Cavaliere A. Dynamic behavior of methane oxidation in premixed flow reactor // Combust. Sci. and Tech. 2004. V. 176. № 5–6. P. 769.
- 7. Arutyunov A.V., Belyaev A.A., Lidskii B.V., Nikitin A.V., Posvyanskii V.S., Arutyunov V.S. Thermokinetic oscillations in the partial oxidation of methane // Russian J. Phys. Chem. В. 2017. V. 11. № 3. P. 403. [Арутюнов А.В., Беляев А.А., Лидский Б.В., Никитин А.В., Посвянский В.С., Арутюнов В.С. Термокинетические колебания при парциальном окислении метана // Химическая физика. 2017. Т. 36. № 6. С. 3.]
- 8. Перлмуттер Д. Устойчивость химических реакторов (Перевод с англ.). Л.: Химия, 1976.
- 9. Aleksandrova L.Yu., Moshinskii A.I. Description of the operation of a biochemical reactor by a diffusion model // Theor. Found. Chem. Eng. 2022. V. 56. № 3. P. 265. [Александрова Л.Ю., Мошинский А.И. Описание работы биохимического реактора диффузионной моделью // Теор. основы хим. технологии. 2022. Т. 56. № 3. С. 273.]
- 10. Воробьев А.Х., Богданов А.В. Кинетика нелинейных химических систем. М.: хим. фак. МГУ им. Ломоносова, 2019.
- 11. Bykov V.I., Tsybenova S.B., Slin’ko M.G. The dynamics of a continuous tank of incomplete stirring // The Proc. the Russ. Acad. of Sci. 2001. V. 380. № 5. P. 649 [Быков В.И., Цыбенова С.Б., Слинько М.Г. Динамика проточного реактора неполного перемешивания // Докл. АН. 2001. Т. 380. № 5. С. 649.]
- 12. Романовский Ю.М., Васильев В.А., Яхно В.Г. Автоволновые процессы в распределенных кинетических системах // Успехи физ. Наук. 1979. Т. 128. № 4. С. 625.
- 13. Холодниок М., Клич А., Кубичек М., Марек М. Методы анализа нелинейных динамических моделей (Перевод с чешского). М.: Мир, 1991.
- 14. Арнольд В.И. Дополнительные главы теории обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1978.
- 15. Колебания и бегущие волны в химических системах / Под ред. Филда Р., Бургер М. (пер. с англ.). М.: Мир, 1988.
- 16. Гельфанд И.М. Лекции по линейной алгебре. М.: Наука, 1971.
- 17. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука, 1977.
