В книге излагаются теоретические основы кинетики гомогенных химических реакций. Во второе издание включено значительное количество нового материала, например, раздел о кинетике реакций в открытых системах, представляющий собой научную основу непрерывных технологических процессов. Введено детальное описание метода ЭПР и его применения для исследования свободных радикалов, метода изучения кинетического изотопного эффекта по изменению изотопного состава исходных веществ или продуктов реакции и др.
Книга может быть использована не только студентами, но и научными работниками, занимающимися вопросами химической кинетики.
Учебное пособие состоит из двух частей: первая часть содержит изложение математического аппарата, применяемого для построения кинетических моделей биологических процессов, вторая — описание кинетических моделей в экологии, ферментативном катализе, фотосинтезе.Главы, посвященные математическим моделям в экологии и ферментативном катализе, существенно переработаны по сравнению с 1-м изданием, вышедшим в 1977 г. , в соответствии с достижениями в этих областях биологической кинетики. Приводятся сведения об основных свойствах организации и регулирования белковых катализаторов. Дано изложение современной теории ферментативных реакций в гомогенных растворах. Описаны математические модели первичных процессов фотосинтеза.
Проведено исследование процесса нестационарной адсорбции нефтепродуктов в движущемся слое адсорбента. В ходе исследования были определены массообменные характеристики нестационарной адсорбционной очистки нефтепродуктов:
1. Зависимость величины адсорбции от диаметра частиц адсорбента (dэ, м) и продолжительности процесса (t, час);
2. Влияние скорости (υ, м/с) водного потока и времени (τ, мин) процесса очистки на поглощаемость нефтепродуктов вспененным графитом.
Исследования показали, что значения фундаментальных характеристик процесса нестационарной адсорбции, определенные на примере вспененного графита, превосходят такие же характеристики у применяемых сегодня природных адсорбентов (коагулянты, глины). Применение коагулянтов для очистки сточных вод от нефтепродуктов целесообразно только при небольшой массовой концентрации загрязнений (0,02 – 0,03) кг/м3, при этом необходимо поддержание оптимальной величины рН и соответствующее аппаратурное оформление процесса.
Решена задача выбора оптимальной модели динамики реакторной установки по критерию минимального отклонения расчетных значений параметров реактора от экспериментально полученных данных. При необходимости валидации моделей на группе режимов по нескольким параметрам задача приобретает многокритериальный характер. Для решения применены методы поддержки принятия решений SAW, TOPSIS и ELECTRE. Методом SAW проведен анализ чувствительности результатов к экспериментальным погрешностям измерений и к варьируемой значимости валидируемых параметров реакторной установки. Результаты позволяют ограничить исходный набор моделей для последующего уточнения рассматриваемых физических предпосылок.
Проведен аналитический обзор современного состояния использования методов теории подобия и
физико-химического моделирования в нефтяной геологии и геохимии. На основе сравнительного анализа
методологии бассейнового моделирования (блок кинетика-термодинамика-массоперенос) показана низ-
кая эффективность его применения при решении практических задач нефтяной геологии и органической
геохимии. Приводятся основные причины низкой эффективности применяемых подходов – это во многих
случаях игнорирование методов и критериев теории подобия и моделирование по реакциям и их системам.
Если для технических и химико-технологических систем многие процессы можно провести на установках,
когда известны: составы веществ (реагенты и продукты), Р-Т условия, режимы проведения работ, рабочий
объем системы и др., то для природных систем характерна полная неопределенность во всех выше при-
веденных параметрах. Поэтому в 50-60х годах Д.С.Коржинским были разработаны основы теории термо-
динамики природных процессов, которые развиты в работах его учеников и последователей В.А.Жарикова,
И.К.Карпова, К.В.Чудненко и др. и нашли применение во всем мире.
Новые методы моделирования с применением современной прикладной математики, термодинамики
и теории подобия получили практическое внедрение в различные отрасли народного хозяйства в России и
за рубежом, и в меньшей мере в органической и нефтяной геологии и геохимии