Настоящее учебное пособие основано на материалах специального курса
"Методы синергетики в химии и химической технологии",
читаемого студентам факультета кибернетики химико-технологических процессов Российского химико-технологического
университета им. Д.И. Менделеева. Этот спецкурс отражает современный подход к изучению неравновесных процессов.
Большинство реальных процессов являются фактически неравновесными с кооперативными (синергетическими), диссипативными и нелинейными эффектами.
Примерами таких процессов могут служить химические осцилляторы (колебательные реакции Белоусова-Жаботинского, Бриггса-Раушера, Брея-Либавского и др.),
реакции в проточных реакторах с рециклами, концентрационные колебания в процессах с фазовыми превращениями.
Колебательные явления могут возникать не только вследствие физических и химических особенностей процессов,
но и из-за гидродинамики, в частности конвекции, как, например, в реакторах со взвешенным слоем, где наблюдаются
колебания скорости движения частиц. Синергетика как наука для описания таких процессов пользуется аппаратами
нелинейной динамики и неравновесной термодинамики, позволяющими успешно изучать динамику и механизм этих процессов.
В рассматриваемых неравновесных системах очень часто из хаотических состояний
возникают высокоупорядоченные пространственно-временные структуры (в частности, концентрационные колебания).
Большое число таких систем проявляет поразительное сходство в поведении при переходе от неупорядоченного состояния
к упорядоченному, что позволяет различные физико-химические процессы описать универсальными математическими
соотношениями.
Цель настоящего пособия - помочь читателю вывить причины возникновения таких
структур, овладеть методами их исследования, понять природу и механизм протекания.
|