RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическое моделирование // Архив

Матем. моделирование, 1996, том 8, номер 12, страницы 62–76 (Mi mm1649)

Математические модели и вычислительный эксперимент

Затухание автоколебаний в гетерогенной каталитической реакции $\mathrm{NO}+\mathrm{CO}$ на платиновом катализаторе, вызванное дефектами поверхности

Г. Г. Еленин, А. Г. Макеев

Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова

Аннотация: Работа посвящена математическому моделированию автоколебательных и автоволновых режимов в гетерогенной каталитической реакции $\mathrm{NO}+\mathrm{CO}$ на грани (100) монокристалла платины при относительно низких парциальных давлениях реагентов в газовой фазе ($P_{\mathrm{NO}},P_{\mathrm{CO}}\cong10^{-6}$ mbar). В основе математической модели неидеальной реакционной системы лежат квазилинейные уравнения в частных производных типа реакция-диффузия. Показано, что причиной затухания автоколебаний средней по поверхности скорости реакции, наблюдаемого в лабораторном эксперименте, могут служить локальные дефекты поверхности катализатора. Повышенная скорость диссоциации молекул $\mathrm{NO}$ на дефектах приводит к возникновению автоволн, распространяющихся от дефектов по колеблющемуся фону. Вытеснение пространственно-однородного автоколебательного состояния новым автоволновым состоянием является причиной затухания средней скорости реакции. В то же время скорость реакции, усредненная по пространственной области с размерами меньше длины волны, периодически изменяется во времени. Установлено, что зависимость времени затухания автоколебаний является немонотонной функцией энергии активации диссоциации $\mathrm{NO}$ на дефектах. Изученный в работе неравновесный переход "автоколебания $\Rightarrow$ автоволны" отличается от ранее обнаруженного и исследованного неравновесного перехода "автоколебания $\Rightarrow$ диссипативные структуры Тьюринга", также приводящего к эффекту затухания автоколебаний скорости реакции.

Поступила в редакцию: 14.11.1994



© МИАН, 2024