ОГЛАВЛЕНИЕ
Главная книга Д.А. Франк-Каменецкого и ее автор................ I
Предисловие к третьему изданию........................... VIII
Предисловие редактора к первому изданию............ 3
Предисловие.......................... 5
Глава I. Введение....................... 7
Сведения из химической кинетики............... 9
Скорость реакции...................... 9
Простые и сложные реакции................ 9
Порядок реакции и энергия активации........... 9
Автокатализ и промежуточные продукты.......... 10
Цепные реакции...................... 11
Стационарное и нестационарное протекание реакции .... 12
Гетерогенные реакции.................... 14
Активированная адсорбция и гетерогенный катализ .... 14
Лангмюровская кинетика................. 15
Торможение продуктами реакции............. 18
Кинетика на неоднородной поверхности и реакции дробного порядка........................ 19
Сведения из теории диффузии и теплопередачи......... 21
Подобие процессов диффузии и теплопередачи........ 21
Теплопроводность и диффузия в неподвижной среде..... 22
Свободная и вынужденная конвекция............ 23
Ламинарный и турбулентный режим............ 26
Коэффициенты переноса................... 26
Коэффициент турбулентного обмена............ 27
Коэффициент теплоотдачи................. 29
Коэффициент массоотдачи (константа скорости диффузии) . 29
Теория подобия...................... 30
Приведенная пленка.................... 34
Внешняя и внутренняя задачи................ 35
Коэффициент сопротивления и аналогия Рейнольдса..... 36
Уравнения связи между критериями ............ 38
Продольное обтекание пластины............... 43
Конвекция в слое...................... 44
Псевдоожиженный (кипящий) слой............. 45
Дифференциальные уравнения теплопроводности и диффузии 46
Анализ дифференциальных уравнений методом теории подобия 47
Молекулярные потоки................... 49
Литература.......................... 50
Глава II. Диффузионная кинетика............... 51
Метод равнодоступной поверхности.............. 52
Реакция первого порядка и сложение сопротивлений..... 53
Молекулярно-кинетическая интерпретация сложения сопротивлений ........................... 54
Диффузионная и кинетическая области........... 57
Примеры протекания химических реакций в диффузионной области 59
Горение угля........................ 60
Реакции дробного порядка.................. 64
Кинетика растворения .................. 67
Гетерогенный обрыв в цепных реакциях........... 70
Реакция на стенках замкнутого сосуда.......... 71
Диффузионная кинетика сложных реакций........... 78
Случай нескольких диффундирующих веществ........ 78
Обратимые реакции..................... 82
Диффузионная теория фотографического проявления .... 84
Параллельные и последовательные реакции.......... 86
Автокаталитические реакции................ 89
Равнодоступная поверхность.................. 90
Пористая поверхность.................... 91
Реакции в несмешивающихся жидких фазах.......... 101
Диффузия через мембраны................... 102
Диффузия через поры..................... 105
Образование твердых пленок................. 105
Микрогетерогенные процессы.................. 107
Внутренняя диффузионная область при произвольной кинетике 112
Нестационарная диффузионная кинетика и ее применение в радиационной химии...................115
Операторный метод в нестационарной диффузионной кинетике 120
Сводка формул операторного метода............ 123
Бесконечное полупространство с нулевым начальным условием 128
Постоянное граничное условие (диффузионная область) .... 129
Экспоненциальное граничное условие............ 129
Интегрирование диффузионного потока по времени...... 131
Граничное условие первого порядка (переходная область) 132
Операторные формулы для тел конечного размера..... 135
Применения операторного метода............. 138
Литература........................... 140
Глава III. Стефановский поток................ 142
Общая скорость течения смеси............... 143
Стехиометрия потоков................... 144
Скорость стефановского потока................ 145
Стефановский поток при одномерной диффузии........ 146
Стефановский поток в сферическом случае.......... 149
Бинарная смесь...................... 150
Перенос тепла стефановским потоком.............. 151
Автотермические процессы.................. 154
Реакции с участием конденсированных фаз.......... 158
Конденсация паров в присутствии неконденсирующихся газов .. 159
Интегрирование формулы Стефана по длине трубы..... 160
Роль теплоотдачи при конденсации............. 162
Испарение в присутствии инертного газа........... 163
Испарение капель жидкости в газовом потоке........ 164
Диффузионные процессы химической технологии........ 166
Литература........................... 168
Глава IV. Неизотермическая и многокомпонентная диффузия .. 169
Термодинамическая теория................... 170
Перенос тепла диффузией.................. 173
Фиксация системы отсчета................. 174
Идеальные смеси...................... 175
Применение к бинарной смеси................. 176
Кинетическая теория..................... 179
Функция распределения................... 179
Элементарная модель термодиффузии в лоренцовом газе ... 180
Связь с молекулярными силами............... 182
Зависимость сечения от скорости............. 183
Гидродинамическая теория диффузии (многокомпонентная гидродинамика) ......................... 185
Связь с физической кинетикой............... 187
Приведенные коэффициенты диффузии............ 188
Многокомпонентная диффузия............... 189
Простейшие случаи.................... 193
Массовые концентрации и потоки............. 196
Выбор системы отсчета.................. 197
Уравнения многокомпонентной диффузии в форме Фика .. 198
Приближенная теория стефановского потока при многокомпонентной диффузии.................200
Точная теория стефановского потока при многокомпонентной диффузии....................... 202
Дифференциальные уравнения для переменных потоков при многокомпонентной диффузии.206
Гидродинамическое представление с силами инерции .... 207
Неизотермическая диффузия в гидродинамическом представлении ........................... 209
Термодиффузия в бинарной смеси.............. 213
Приближенные формулы для разбавленной смеси...... 215
Формулы кинетической теория................ 217
Коэффициенты диффузии газов при высоких температурах..... 219
Литература........................... 223
Глава V. Химическая гидродинамика.............. 225
Турбулентная диффузия в жидкостях и структура вязкого подслоя ............................ 226
Сведения из теории турбулентного переноса......... 227
Модель ламинарного подслоя............... 231
Ламинарный подслой с зоной сопряжения......... 232
Вязкий подслой.................... 234
Теория Ландау и Левина................. 235
Химическое зондирование вязкого подслоя.......... 238
Диффузия в ламинарном пограничном слое и проверка метода
равнодоступной поверхности................ 240
Ламинарный диффузионный слой в вязкой жидкости .... 241
Ламинарный пограничный слой с химической реакцией на поверхности в предельном случае вязкой среды...... 243
Математическая интерпретация метода равнодоступной поверхности ........................... 248
Продольное усреднение.................. 250
Перенос вещества в установившемся ламинарном потоке 250
Ламинарное обтекание пластины с химической реакцией на поверхности..................... 252
Решение интегрального уравнения диффузионной кинетики 253
Решение в виде ряда................... 254
Численное решение интегрального уравнения....... 255
Химическая газодинамика.................. 256
Литература........................... 257
Глава VI. Основные представления теории горения...... 258
Основные явления горения.................. 260
Основные процессы горения................. 263
Горение в движущемся газе................. 267
Турбулентное горение.................... 269
Взрывчатые вещества и пороха................. 271
Испарение и горение конденсированных фаз......... 272
Очаговое воспламенение................... 273
Химическая кинетика реакций горения............ 274
Модельные реакции и модельные схемы........... 274
Реакция водорода с кислородом.............. 275
Разложение озона.................... 277
Реакция окиси углерода с кислородом........... 278
Пламя распада ацетилена................. 279
Двухстадийное воспламенение и модельная схема окисления высших углеводородов.......280
Кинетика реакций в углеводородных пламенах и догорание окиси углерода..................... 283
Методы математической теории горения ............ 284
Квазилинейные уравнения ................ 284
Подобие полей концентраций и поля температуры...... 287
Пренебрежение начальной скоростью реакции и метод разложения экспонента...................... 289
Задачи и результаты математической теории горения..... 292
Воспламенение и зажигание................. 293
Стационарная теория теплового взрыва.......... 293
Условия теплоотдачи................... 297
Нестационарная теория теплового взрыва......... 299
Нестационарная теория для автокаталитических реакций 305
Тепловое распространение пламени............. 307
Пределы распространения пламени............. 312
Обратная задача теории горения и значение приближенных методов 316
Литература.......................... 317
Глава VII. Теория теплового взрыва.............. 320
Стационарная теория..................... 320
Сопоставление с нестационарной теорией........... 328
Аналитическое решение задачи о тепловом взрыве для цилиндрического случая.............332
Внешняя теплоизоляция................... 335
Проверка метода разложения экспонента........... 337
Несимметричное воспламенение.............. 338
Локальное поджигание .................. 340
Очаговое воспламенение.................. 344
Период индукции вблизи предела и поправка на выгорание ... 346
Тепловой взрыв в случае автокаталитических реакций. 351
Экспериментальная проверка теории теплового взрыва..... 352
Литература........................... 358
Глава VIII. Распространение пламени............. 359
Уравнение и граничные условия.............. 359
Единственность решения................... 361
Тепловое распространение пламени.............. 362
Метод теплового потока................... 365
Диффузионное (цепное) распространение пламени при автокатализе второго порядка........ 367
Горение в движущемся газе.................. 368
Турбулентное горение.................... 369
Поправка на термическое расширение............. 371
Численная проверка приближенной теории........... 372
Метод оптимума....................... 373
Неравенство коэффициентов переноса............ 375
Нестехиометрические реакции................ 376
Метод баланса ....................... 379
Диффузионная теория горячих пламен............ 385
Сопоставление с опытом................... 386
Литература............................ 388
Глава IX. Тепловой режим гетерогенных экзотермических реакций............................... 390
Качественная теория явлений воспламенения и потухания при
произвольной кинетике реакции.............. 393
Математическая теория явлений воспламенения и потухания для
реакции первого порядка.................. 396
Стационарный разогрев поверхности для автотермических процессов ........................... 403
Поправка на термодиффузию и диффузионную теплопроводность 407
Поправка на стефановский поток.............. 411
Общий критерий неустойчивости теплового режима в допущении
квазистационарной концентрации.............. 412
Экспериментальные данные.................. 416
Применения......................... 419
Тепловой режим контактных аппаратов........... 420
Горение угля........................ 422
Каталитическое окисление изопропилового спирта....... 424
Каталитические газоанализаторы.............. 426
Тепловой режим слоя или канала................ 427
Тепловой режим поверхности в химической газодинамике ... 428
Литература............................ 428
Глава X. Химические колебания, устойчивость и регулирование химических процессов....430
Положительная и отрицательная обратная связь......... 431
Затухание, раскачка и автоколебания............ 431
Свойства и классификация особых точек ........... 432
Предельные циклы и автоколебания.............. 435
Колебательное и термодинамическое равновесие......... 436
Релаксационные и томсоновские системы........... 437
Тривиально-релаксационные и кинетические колебания...... 438
Изотермические кинетические колебания........... 439
Квазикаталитические реакции в жидкой фазе........ 443
Кинетические колебания при фотосинтезе.......... 445
Термокинетические колебания в замкнутой системе..... 446
Термокинетические колебания в проточных системах..... 449
Устойчивость и колебания в химическом реакторе идеального смешения...................450
Автоколебания в гомогенном реакторе............ 458
Устойчивость гетерогенного катализа............ 465
Тепловой режим и неустойчивость в случае параллельных реакций 466
Химическая кибернетика................... 470
Литература............................ 473
Принятые обозначения...................... 474
Именной указатель......................... 478
Предметный указатель....................... 483
(“Диффузия и теплопередача в химической кинетике” Д.А. Франк-Каменецкий 1987)
Эту книгу Вы можете скачать на www.librus.ru