Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

06.20 Химические процессы и фазовые переходы при воздействии ультразвука

 

Барышев Н.В., Горовой Ю.М. «Анализ воздействия акустического поля на химическое равновесие в растворах. Термодинамический подход» КОНСОНАНС-2003. Акустический симпозиум (1–3 октября 2003 г.), с. 13-17 (2003)

С позиций термодинамики рассматривается акустическое воздействие на физико-химические процессы в растворах. Последовательный термодинамический подход позволяет получить соотношения между упругими свойствами раствора и химическим потенциалом его компонента. Полученные соотношения могут стать теоретической основой новых химических технологий, основанных на интенсификации физико-химических процессов под воздействием акустического поля. Мысль об этой статье возникла в ходе работы над интенсификацией химических процессов, связанных с переработкой рапы Сиваша. Анализ существующих технологий показал, что в них, как правило, используют традиционные химико-технологические приемы. В условиях постоянно растущей стоимости энергетических ресурсов традиционные технологии утрачивают свои преимущества, и весьма актуальной становится проблема интенсификации физико-химических процессов. Интенсификация позволяет существенно уменьшить потребление энергии и, как следствие, повысить рентабельность производства. Идея интенсифицировать физико-химические процессы в растворах, воздействуя на эти растворы акустическим полем, представляется настолько перспективной, что авторы создали Феодосийский инновационный центр, основное направление деятельности которого – применение акустического воздействия в химических технологиях. Труд о термодинамическом подходе к анализу акустического воздействия – побочный результат деятельности этого центра. Основной результат деятельности инновационного центра – продажа технологий, поэтому инженерные методики расчетов и некоторые результаты, имеющие практическую ценность, не были включены в эту статью. Эти результаты – «ноу-хау» авторов. Воздействие акустического (ультразвукового) поля на растворы начали изучать и применять достаточно давно: в двадцатые годы двадцатого века. Существенные научные результаты были получены и продолжают получать в Одесском государственном политехническом университете под руководством профессора А.В. Кортнева (в настоящее время – под руководством профессора А.Ф. Назаренко). Практическое применение получила разработанная этим коллективом технология воздействия ультразвука для ускорения процесса выпадения винного камня. Весьма успешные теоретические и экспериментальные исследования проводятся в Московском институте химического машиностроения под руководством профессора А.Г. Кардашева. Практическое применение получила созданная им технология управления ростом и формой кристалла путем воздействия на кристаллизующийся раствор акустического поля. Однако очень важные в теоретическом и практическом отношении вопросы термодинамического анализа акустического воздействия не получили должного внимания. В этой работе предпринята попытка ликвидации обозначившегося пробела. Выводы, которые можно сформулировать на основе результатов, полученных в этой работе, сводятся к следующему: равновесная термодинамика поливариантных систем позволяет установить существование зависимости химического потенциала компоненты раствора от интенсивности (амплитуды волны) акустического поля. Правило фаз для поливариантной системы подтверждает возможность существования такой зависимости.

КОНСОНАНС-2003. Акустический симпозиум (1–3 октября 2003 г.), с. 13-17 (2003) | Рубрика: 06.20