Исследование потоков жидкостей, газов, сыпучих тел и процессов массопереноса методом ЯМР томографии в катализе тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.15 ВАК РФ

На правахрукописи

Матвеев Анатолий Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТОКОВ ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗОВ, СЫПУЧИХ ТЕЛ И ПРОЦЕССОВ МАССОПЕРЕНОСА МЕТОДОМ ЯМР ТОМОГРАФИИ В

КАТАЛИЗЕ

02.00.15- Катализ 05.17.08-Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Новосибирск - 2004

Работа выполнена в Международном томографическом центре Сибирского отделения Российской академии наук

Научные руководители

доктор химических наук, И.В. Коптюг

доктор технических наук, профессор А.С. Носков

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор В.С. Бесков

кандидат технических наук, В.А. Чумаченко

Ведущая организация

Институт Теплофизики им.С.С. Кутателадзе СО РАН

Защита состоится " _ 1 _ " _декабря_2004 г. в _14°°_ часов на заседании диссертационного совета К 003.012.01

в Институте катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук по адресу: 630090, Новосибирск 90, просп. акад. Лаврентьева 5

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеках

Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН и Международного томографического центра СО РАН

Автореферат разослан _октхбря_ 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор химических наук

А.И. Воронин

200Ы 92И&Ч

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ. Актуальность проблемы. Исследование потоков и процессов массопереноса

представляет огромный интерес для катализа и химической технологии, так как

подавляющее число процессов основано на течении жидкофазной или газофазной смеси

реагентов через различные среды. Целый ряд химико-технологических процессов основан на

течении аэрозолей твердое тело/газ через зернистые слои. К многочисленным примерам

относятся осаждение пыли, дожигание пыли и газа, очистка газов и т.д. Аэродинамические

параметры химико-технологических аппаратов являются важнейшими факторами,

определяющими эффективность прохождения всего процесса. Важным фундаментальным

вопросом для гетерогенного катализа является влияние формы используемых гранул,

формирующих зернистый слой и способа их упаковки на конверсию, селективность процесса

и т.п. Для оптимизации этих важнейших параметров в настоящее время используется в

основном эмпирический подход, поскольку получение прямой информации о детальном

характере процессов представляет достаточно сложную экспериментальную задачу.

Большинство стандартных методов исследования жидкостных или газовых потоков

основано на использовании специальных электродиффузионных, термоанемометрических

или пневмометрических датчиков скорости. В случае применения датчиков всегда остро

стоит вопрос о корректности эксперимента. Применение оптических методов, в частности

такого мощного метода для исследований потоков, как лазерная доплеровская анемометрия

(ЛДА), требует прозрачности объектов и тщательного подбора материалов с одинаковыми

коэффициентами преломления, что фактически позволяет исследовать только модельные

объекты. Метод ЯМР томографии уникален тем, что накладывает минимальные требования

на свойства исследуемых объектов и при этом позволяет исследовать различные аспекты

проблемы, например количество жидкой и газовой фазы, структуру и свойства порового

пространства, распределение жидкости в пористом теле, скорости течения, коэффициенты

диффузии и гидродинамической дисперсии, распределение температур и т.п.

Основными целями работы являются:

• Получение пространственных карт скоростей течения жидкостей и газов и на их основе исследование движения потоков в блочных сотовых носителях

• Исследование фильтрационных процессов в модельных и реальных зернистых слоях и получение скоростей течения и коэффициентов эффективной продольной и поперечной диффузии. Оценка процентного соотношения застойной и проточной зоны, а также характерных времен обмена между ними, методом ЯМР томографии.

ЮС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

з библиотека

Сравнение полученных результатов с литературными данными и расчетами по модели нестационарного массопереноса в зернистом слое

• Разработка методики и исследование фильтрации сыпучих материалов в неподвижных зернистых слоях. Наблюдение распределения частиц по скоростям и получение средних скоростей фильтрации при систематическом варьировании свойств зернистого слоя

• Исследование процессов массопереноса при испарении жидкостей из образцов стекловолоконных тканей и экспериментальное определение коэффициентов массопереноса

Научная новизна работы. В работе получены карты пространственного распределения скоростей потоков жидкостей и газов в блочных сотовых носителях различных геометрических форм неразрушающим методом ЯМР томографии. Экспериментально установлены и охарактеризованы участки возникновения рециркуляционных течений, а также возвратные потоки вдоль центрального участка блочного сотового носителя, которые до сих пор не описаны в литературе. Исследование фильтрации жидкости и газа в модельных и реальных зернистых слоях методом ЯМР томографии показывает хорошее соответствие полученных данных с известными литературными источниками. Всё это позволяет использовать метод ЯМР томографии для анализа гидродинамической обстановки в зернистых слоях в качестве рутинного метода.

Разработана методика и исследовано движение мелкодисперсных материалов в зернистых слоях методом ЯМР томографии Получены распределения частиц по скоростям, а также зависимости средних скоростей фильтрации мелкодисперсного материала от его массового расхода. Впервые установлено, что зернистый слой имеет быстрый режим фильтрации при определённом значении массового расхода мелкодисперсного материала. Экспериментально получены коэффициенты массообмена для стекловолоконных тканей на основе измерения методом ЯМР томографии испарения жидкостей.

Практическая ценность. Научно-практическая значимость результатов диссертационной работы состоит в получении параметров массопереноса для носителей сложных геометрических форм (сотовые блоки, стеклотканные носители, зернистые слои) Полученные результаты могут быть использованы в расчётах массообменных процессов в катализаторах сложных геометрических форм методами математического моделирования.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих российских и международных конференциях: XIII, XV Всероссийский

Симпозиум "Современная химическая физика", (Туапсе, 2001, 2003); 2-я международная школа по катализу (Тихани, Венгрия, 2002); Конференция «Механизмы каталитических реакций», (Москва, 2002); 6 Международной конференции по магнитному резонансу в пористых средах (Ульи, Германия, 2002), Международная конференция «Дизайн катализаторов» (Новосибирск, 2002); 6 Европейский конгресс по катализу «ЕиЯОРЛСЛТ VI» (Инсбрук, Австрия, 2003); 7 международная научно-техническая конференция «Оптические методы исследования потоков» (Москва, 2003); XVI Всероссийская конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР - 16 (Казань, 2003); 6 Международной конференции по химическим реакторам «Химреактор-16» (Берлин, Германия, 2003); Всероссийской молодёжной конференции «Под знаком Сигма» (Омск, 2003), 13-й Международный конгресс по катализу (Париж, Франция, 2004); 16 Международный конгресс по химической технологии (Прага, Чехия, 2004).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в виде 6 научных статей в рецензируемых журналах и 18 тезисов докладов международных и всероссийских конференций.

Структура и объём работы Диссертация состоит из введения, обзора литературы (гл.1), постановки задачи, экспериментальной части (гл.2), обсуждения результатов (гл.З), выводов, списка работ опубликованных по теме диссертации (24 наименования), списка цитируемой литературы (224 наименования). Работа изложена на 146 страницах, содержит 7 таблиц, 69 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении аргументирована актуальность проблемы, решению которой посвящена диссертация, сформулирована основная цель работы и дано описание структуры и содержания диссертации.

В первой главе представляемой работы проведён обзор литературы. В первом разделе представлены основы метода ЯМР томографии, его возможности и ограничения, а также требования, предъявляемые к объектам исследований.

Во втором разделе первой главы представлен обзор литературы по исследованиям потоков и процессов массопереноса методом ЯМР томографии. На сегодняшний день известно большое количество работ по исследованию как ламинарных, так и турбулентных потоков жидкостей в самых разнообразных объектах и разработано значительное количество методик. Метод ЯМР томографии также широко используется для исследований фильтрационных процессов, процессов массопереноса при сушке пористых тел и адсорбции. Значительно более скромное число работ представлено по исследованию движения сыпучих

материалов. Данная область является сравнительно новой и тематика работ в основном касается процессов перераспределения сыпучего тела в разнообразных ёмкостях под влиянием внешних воздействий.

Третий раздел первой главы посвящен обзору работ по исследованиям потоков и процессов массопереноса традиционными методами. Проведён обзор тематик, наиболее интересньк с точки зрения представляемой работы, а именно: исследование гидродинамики реакторов со стационарным зернистым слоем, исследование потоков в блочных сотовых носителях, исследование потоков сыпучих материалов, исследование массопереноса в волокнистых материалах. Материалы, изложенные в данном разделе, позволяют провести сравнение результатов, полученных методом ЯМР томографии, с результатами и теоретическими моделями, хорошо известными из литературных источников.

Завешает главу постановка задачи, где обосновывается необходимость выполненных исследований на основе представленного обзора литературы.

Во второй главе описаны материалы, реактивы, образцы, измерительные приборы, используемые в экспериментах, а также методики проведения ЯМР экспериментов.

В третьей главе, состоящей из четырёх разделов, представлены результаты экспериментальных исследований и их обсуждение.

В первом разделе третьей главы описаны результаты экспериментов по исследованию потоков жидкостей и газов в крупных транспортных каналах (~ нескольких миллиметров в диаметре). В данном случае возможно использование метода ЯМР с фазовым кодированием скоростей, который позволяет получать карты пространственного распределения скоростей среды, протекающей в объекте.

Сначала были проведены эксперименты по исследованию потока воды и газа в простейшей модельной системе, в качестве которой использовалась трубка круглого сечения. Полученные результаты полностью соответствуют классической модели движения ламинарного потока в трубах круглого сечения с параболическим профилем распределения скоростей, как в случае водного, так и газового потоков.

Затем были проведены исследования струйного втекания воды и газа в блочные сотовые носители (БСН) различных геометрических форм. В каждом эксперименте получены карты пространственного распределения для каждой компоненты вектора скорости, как перед входным торцом БСН, так и в самом БСН. Полученные изображения позволяют детально охарактеризовать развитие потока в «разгонном участке» образца вплоть до полного установления течения. Так, перед входным торцом БСН наблюдаются рециркуляционные потоки на расстоянии 0,6*г (где г-радиус блока) от центра образца,

которые в значительной степени определяют дальнейшее движение струи по каналам БСН. Места расположения возвратных потоков в представленных экспериментах хорошо согласуются с литературными данными. Установлено, что рециркуляционные зоны приводят к сильно заниженным скоростям движения газа или жидкости в смежных с ними каналах на всём протяжении «разгонного» участка. Также установлено наличие возвратного течения вдоль центральной части блока, которое, по всей видимости, обусловлено действием рециркуляционных потоков. Данный эффект наблюдается впервые и в литературе не описан. Оценка «разгонного участка» БСН может быть выполнена по формуле:

где го -диаметр трубы, Re - число Рейнольдса; и составляет 18 мм, что хорошо согласуется с экспериментальными результатами.

В случае использования блока с каналами меньших размеров в качестве распределительного устройства перед БСН с большими каналами, наглядно продемонстрирована эффективность его использования для получения более однородного течения потока по всему сечению образца. Хотя результат и не является принципиально новым, важным в данном случае является то, что получена количественная картина потока с значениями скоростей в каждой точке изображения для каждой компоненты вектора скорости.

Во втором разделе третьей главы описано исследование фильтрационных процессов методом ЯМР томографии. Методики визуализации в ЯМР томографии имеют ограниченное применение в случае исследований объектов с небольшими транспортными каналами. Поэтому для исследований фильтрационных процессов использовался метод ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля, который позволяет получать средние

Х=0.0575 го Re

(1),

А

X 1

х

о

п. з

О

0 12 3

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0

смещение, см

смещение, см

Рис.]. Пропагаторы для аксиального перемещения газа пропана, текущего через насыпной слой стеклянных шариков с d=3,2 мм, лрн различных временах потококодирования: 40 мс, SO мс, 150 мс, 300 мс, 600 мс.

Рис.2. Пропагаторы дая аксиального перемещения газа пропана, текуииго через насыпной слой гранул а-А1г0т с 6-2 ми, при различных временах потококодирования: 50 мс, 100 мс, 200 мс, 300 мс, 600 мс.

характеристики движения, такие как распределения (пропагаторы) молекул по скоростям движения за фиксированный промежуток времени (время наблюдения), который задаётся экспериментатором. Из распределений молекул по скоростям возможно вычисление коэффициентов гидродинамической дисперсии, которые являются одним из ключевых параметров процесса фильтрации. Этим методом в работе исследованы процессы фильтрации воды и газа (бытовой пропан) через модельные и реальные стационарные зернистые слои. В качестве модельных зернистых слоев использовалась насадка стеклянных гранул сферической формы с диаметром частиц 0,5 мм или 3,2 мм; реальный зернистый слой представлял собой насадку из гранул а-А^Оз диаметром ~2 мм.

Результаты экспериментов по исследованию фильтрации газа в модельном и реальном зернистом слое представлены на рис.1,2. Пропагаторы при увеличении времени наблюдения имеют вид расширяющегося гауссообразного распределения со смещающимся центром, что объясняется увеличением аксиального перемещения молекул газа с ростом времени наблюдения. Основное отличие течения газа в модельном зернистом слое (рис.1) от реального (рис.2) заключается в наличии газа в тупиковых порах во втором случае, о чём свидетельствует присутствие пика в области малых смещений.

Из наблюдаемых распределений молекул по смещениям (рис. 1,2) легко могут быть получены коэффициенты гидродинамической дисперсии для различных времён наблюдения (рис.3). Быстрый рост коэффициента дисперсии для аксиального перемещения газа при малых временах наблюдения связан с процессами взаимодействия газовых молекул с пористым пространством, образуемым гранулами слоя. Так, оценка смещения молекул за

время ~80 мс, что соответствует точке изменения наклона полученной зависимости (рис.3), очень близка к значению диаметра поры в модели простой кубической упаковки шаров. При больших временах наблюдения устанавливаются стационарные значения, как для аксиального, так и для радиального коэффициента дисперсии. Эти значения соответствует истинным коэффициентам гидродинамической дисперсии, которые могут быть использованы при построении физической модели фильтрации. Проведено сравнение

экспериментально полученных коэффициентов дисперсии с расчетными значениями из эмпирических соотношений [1]. Во всех случаях расчётные значения оказываются

0,20 | 0,15 о 0,10 О 0,05

0,00

Рис.3.

0 100 200 300 400 500 600 Д, мс

Зависимость коэффициента дисперсии ОТ времени наблюдения для течения газа в модельном зернистом слое а - в аксиальном направлении, б - в радиальном направлении, в - поперечном нал авлеини для покоящегося газа.

завышенными, что объясняется особенностями строения используемого реактора с зернистым слоем (а именно малым диаметром входного патрубка, так что В

частности, это может приводить к занижению вклада конвекционной составляющей в коэффициент дисперсии.

Также получены пропагаторы для течения воды в модельных зернистых слоях при различных временах наблюдения. В данном случае методом ЯМР томографии возможна регистрация застойных зон в стационарном зернистом слое, что отражается в присутствии пика в области нулевых смещений на пропагаторах. По величине площади пика проведена оценка количества жидкости в застойных зонах, а по временам наблюдения получены значения периодов пульсации непроточных зон. Экспериментально наблюдаемые величины находятся в хорошем соответствии с расчётными, полученными в рамках модели нестационарного массопереноса в зернистых слоях [2]. При этом следует заметить, что в экспериментах по исследованию фильтрации газа в модельных зернистых слоях, застойных зон методом ЯМР томографии обнаружено не было (рис. 1). Расчётные значения характерных времён пульсаций показали, что их значения существенно меньше (~8 мс) исследованных в эксперименте времён.

Третий раздел третьей главы посвящен обсуждению результатов по исследованию потоков сыпучих тел. В качестве сыпучего тела использовался мелкодисперсный (с

диаметром частиц ~150 мкм), пропитанный вазелиновым маслом (8% по массе), что не

повлияло на его сыпучесть. В данном случае также использовался метод ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля с регистрацией распределений частиц мелкодисперсного материала по смещениям.

Сначала было проведено исследование потока сыпучего тела в простой модельной системе: трубе круглого сечения Установлено, что при росте массового расхода сыпучего тела наблюдается увеличение максимальной скорости

движения частиц, а при максимальном его значении происходит фокусировка скоростей частиц в очень узком диапазоне. Наблюдаемые эффекты объясняются различием плотности потоков при различных массовых расходах и коллективным движением плотных струй без обтекания внутренних частиц при больших массовых расходах, что приводит к сужению распределения частиц по скоростям. .

Затем было проведено исследование потоков мелкодисперсных частиц при течении через стационарный зернистый слой, состоящий из гранул у-А^Оз при систематическом варьировании его свойств. Использовались два различных реактора, основное отличие которых заключается в наличии пустого распределительного пространства перед слоем во втором случае (~ длины слоя). Также в обоих реакторах была реализована возможность свободного сообщения надслоевого пространства с атмосферой. Эксперименты, проведённые в таком варианте, отмечены в результатах словами «разомкнутая установка» (рис.5). Результаты одного из экспериментов представлены на рис.4. Видно, что распределение по скоростям бимодально. Такой вид распределения связан с разрывом контакта между частицами сыпучего материала при движении внутри зернистого слоя, т.е. гравитационный движущийся плотный слой переходит в состояние падающего слоя [3]. При этом первый пик связан с наличием плотного движущегося гравитационного слоя, а второй-с падающим слоем.

Представленные исследования проводят тесную параллель с процессами фильтрации жидкостей и газов в зернистых слоях. Легко увидеть, что в случае движения дисперсного материала в зернистом слое также наблюдается проточная и непроточная зоны и

Рис.5. Зависимость величины средней скорости от массового расхода для различных зернистых слоев а) первый реактор (—■—й,„-5.67мм;—X—¿,„-5.19мм с вкраплениями корунда,—¿1к|-5Л9мм,-¿,„=5.19мм, разомкнутая установка), 6) второй реактор —<1,„""5.67мм,—X—,67 мм разомкнутая установка;—•—1^-5.19 мм;-*-<1,„»5.19мм разомкнутая установка.

2

2

01--------------

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 О, г/см с

0-1----------

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 О, г/см с

присутствует обмен частиц межцу этими зонами, который может успешно регистрироваться с помощью метода ЯМР томографии. Зависимости средней скорости фильтрации от массового расхода для обоих реакторов приведены на рис.5. При небольших значениях массового расхода наблюдается большое количество застойных зон и небольшие скорости фильтрации. При увеличении массового расхода происходит рост проточной зоны и соответственно уменьшение непроточной зоны. В этой области наблюдается максимальная скорость фильтрации мелкодисперсного материала в зернистом слое, что связано с эффективным разрушением непроточных зон быстродвижущимися падающими частицами. При дальнейшем увеличении массового расхода наблюдается затопление слоя и понижение средних скоростей фильтрации. В случае реактора с распределительным пространством перед слоем установлено, что диапазон изменения средних скоростей фильтрации значительно меньше по сравнению с реактором первого типа, а также ниже интенсивность обмена между проточной и непроточной зонами Наблюдаемые явления связаны с эффективным влиянием распределительного участка на гидродинамику движения мелкодисперсного материала, хотя большая максимальная средняя скорость фильтрации достижима в случае первого реактора.

Свободное сообщение надслоевого пространства с атмосферой приводит к изменению вида зависимостей средней скорости фильтрации от массового расхода (рис.5). Так, в случае использования второго реактора, с увеличением массового расхода происходит рост средней скорости фильтрации вплоть до максимальных значений расхода. Затопление слоя мелкодисперсным материалом не происходит во всём диапазоне исследованных массовых расходов (рис.5 б).

В четвёртом разделе третьей главы проведено обсуждение результатов по исследованию массообменных процессов методом ЯМР томографии. В работе было проведено исследование сушки блочных сотовых носителей различной пористой структуры в рамках задачи исследования перераспределения активного компонента. Использовались три образца БСН с различной температурой прокалки - • 600°С, 900°С, 1200°С, охарактеризованные методом ртутной порометрии.

Хорошо известно, что перераспределение жидкости в процессе сушки образца фактически является причиной перераспределения растворенного активного компонента, поэтому в качестве первого этапа бьшо проведено исследование сушки различных образцов блочных сотовых носителей, пропитанных жидкостью. Для проведения экспериментов использовались два типа кювет, основное отличие которых заключалось в возможности доступа струи сушащего воздуха к внешним стенкам блока во втором случае. В

экспериментах получена эволюция проекций влагосодержания по длине блоков, а также эволюция карт пространственного распределения жидкости в БСН в радиальном и аксиальном направлении, что позволило наблюдать распространение фронта сушки в образце

Результаты экспериментов по сушке блоков в кювете первого типа показывают, что процесс испарения жидкости происходит неравномерно, как по длине, так и по радиусу образца. Наблюдаемая неравномерность связана с особенностями строения кюветы и высокой скоростью потока сушащего воздуха Так, ранее было достоверно установлено, что при низких скоростях потока [4] происходит быстрое перераспределение жидкости в образце благодаря капиллярному перетоку, что приводит к его равномерной сушке При исключении влияния капиллярного перетока [4] путем разделения образца на 10 изолированных частей наблюдается картина, идентичная полученным нами результатам Недоступность внешних стенок образца потоку сушащего воздуха приводит к первичной сушке внутренней его части и в последнюю очередь - внешних стенок Также, несмотря на наличие керамического рассекателя перед образцом для получения однородной структуры потока по сечению блочных сотовых носителей, наблюдается классический параболический фронт сушки, который точно соответствует ламинарному потоку сушащего воздуха Наибольшая однородность сушки наблюдается в случае образца с который имеет самые

крупные поры (-6000 А) и наименьший объём пористого пространства

Существенно иная ситуация наблюдается в случае использования второй кюветы Сушка образцов происходит равномерно и по диаметру и по длине блока, начиная с его нижнего торца Параболический профиль сушки наблюдается только в сл\чае сушки образца с Тпр=900оС Данный эффект объясняется высокой связностью порового пространства образца, что приводит к перетеканию жидкости из его центральной части к периферии При

увеличении скорости потока сушащего воздуха наблюдается лишь незначительное изменение фронта распространения сушки Также исследован процесс испарения воды из образца с на который нанесено вторичное пористое покрытие с развитой поверхностью Сушка начинается с внешних стенок блока, затем происходит сушка внутренних стенок

Рис 6 Двумерные карты влагосодержания при сушке образца с Т^-^СХТС с вторичным пористым покрытием Время регистрации изображения составило 4 мин. Полное время эксперимента 120 мин Скорость продувки 30,8 см/сек под картами время регистрации изображения

образца, которые расположены близко к внешним стенкам, но следует заметить, что жидкость остаётся во вторичном пористом покрытии. На рис.6 очень чётко просматривается ячеистая структура вторичного пористого покрытия (6 в), которое сохнет в последнюю очередь, несмотря на то, что вначале там было меньше жидкости, чем в соприкасающихся с ним стенках. Наблюдаемый эффект связан с меньшим размером пор вторичного пористого покрытия по сравнению с блоком, что включает очень быстрый механизм капиллярной подпитки при испарении влаги с поверхности вторичного пористого покрытия. При этом количество жидкости во вторичном покрытии изменяется в процессе сушки незначительно в результате капиллярной подпитки жидкостью из стенок образца. Капиллярная подпитка жидкостью происходит вплоть до полного высыхания внутренних стенок образца, после чего наблюдается сушка вторичного пористого покрытия.

Вторая часть четвёртого раздела третьей главы посвящена обсуждению результатов по сушке образцов стекловолоконных тканей, пропитанных различными протонсодержащими жидкостями. Основной целью проведённых экспериментов было получение массообменных коэффициентов при испарении протонсодержащих агентов с поверхности образца. В качестве пропитывающих агентов использовались жидкости с различными физико-химическими характеристиками, так как хорошо известно, что коэффициент массообмена должен зависеть от вязкости обменивающегося вещества, а также давления его насыщенных паров.

Во время сушки образца регистрировался его ЯМР спектр, так как интенсивность ЯМР сигнала количественно пропорциональна содержанию жидкости в образце. Таким образом, при наблюдении эволюции ЯМР спектра возможно получение кинетики сушки образца и определение скорости сушки. Коэффициенты массообмена рассчитывались по математической модели сушки, разработанной в ИК СО РАН (Борисова Е.С., Клёнов О.П.,

Рис.7. Зависимость коэффициентов массообмена от скорости продуваемого воздуха через образец, пропитанный а-водой, б-бутанолом, в-изопропанолом.

Чуб О.В.), входными параметрами, для которой служат значения скорости сушки образца. Предварительные результаты представлены на рис.7. Коэффициенты массообмена для всех веществ возрастают с увеличением скорости потока воздуха, причём зависимости коэффициентов массообмена от скорости потока воздуха нелинейные. Коэффициенты массообмена для воды и бутанола сравнимы по величинам. Так для бутанола коэффициент массообмена выше по сравнению с водой для скорости потока воздуха 1 м/сек, а при скорости потока воздуха 0,5 м/сек коэффициент массообмена выше для воды. Бутанол при этом имеет большую вязкость и меньшее давление насыщенных паров, чем вода. Самые высокие коэффициенты массообмена (приблизительно в 1,5-2 раза выше, чем для бутанола при соответственных значениях скорости воздушного потока) наблюдаются для изопропанола, что хорошо согласуется с высоким давлением насыщенных паров этого вещества по сравнению с водой и буганолом. Также хорошо заметно, что для изопропанола наблюдается более сильный разброс значений коэффициентов массообмена по сравнению с водой и бутанолом, что связано с быстрым его испарением, которое происходит ещё до начала эксперимента

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Аэров М.Э., Тодес О.М., Наринский Д.А., "Аппараты со стационарным зернистым слоем", «Химия», 1979.

2. Матрос Ю.Ш., ''Нестационарные процессы в каталитических реакторах", «Наука», Новосибирск, 1982 г.

3. Дрябин ВА., Галерштейн Д.М., Забродский С.С., "Свободное истечение сыпучих сред через одно- многодырчатые днища и шаровые неподвижные насадки", ИФЖ, ХЦ6) (1981) 997-1007.

4. Коптюг И.В., Ильина Л.Ю., Матвеев А.В., Пармон В.Н., Сагдеев Р.З., "Применение ЯМР-микротомографии для решения актуальных задач катализа", Хим. физика, 21 (2002) 6878.

ВЫВОДЫ

1. Получены карты пространственного распределения скоростей потоков жидкостей и газов в блочных сотовых носителях различных геометрических форм неразрушающим методом ЯМР томографии. Установлены места возникновения рециркуляционных течений. Впервые обнаружено возвратное течение вдоль центральной части блока, как для жидкости, так и для газа. Исследованы процессы испарения воды из блочных носителей сотовой структуры. Визуализован аксиальный фронт сушки образцов при различных скоростях

потока воздуха. Показано, что наиболее равномерный процесс испарения наблюдается в случае образца с максимальным размером пор и наименьшим их объёмом.

2. Исследована фильтрация жидкости и газа в модельных и реальных зернистых слоях методом ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля. Определены характерные времена существования застойных зон. Для всех случаев получены оценки эффективных коэффициентов продольной и поперечной диффузии. Проведено их сравнение с расчётными значениями, полученными по модели нестационарного массопереноса, которое показало хорошее соответствие расчётных и экспериментальных результатов.

3. Разработана методика и исследовано движение мелкодисперсных материалов в зернистых слоях методом ЯМР томографии. Получены распределения частиц по скоростям, а также зависимости средних скоростей фильтрации мелкодисперсного материала от его массового расхода. Впервые установлено, что зернистый слой имеет максимальную скорость фильтрации при массовых расходах, близких к затоплению слоя.

4. Экспериментально получены коэффициенты массообмена для стекловолоконных тканей на основе измерения методом ЯМР томографии испарения жидкостей, которые могут быть использованы в расчётах массообменных процессов в катализаторах сложных геометрических форм методами математического моделирования.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. I.V. Koptyug, S.A. Altobelli, E. Fukushima, A.V. Matveev, R.Z. Sagdeev, "Thermally polarized 1H NMR micro imaging studies of liquid and gas flow in monolithic catalysts", J. Magn. Reson., 147(2000)36-42.

2. I.V. Koptyug, L.Yu. Ilyina, A.V. Matveev, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, S.A. Altobelli, "Liquid and gas flow and related phenomena in monolithic catalysts studied by 1H micro imaging", Catal. Today, 69 (2001) 385-392.

3. И.В. Коптюг, Л.Ю. Ильина, А.В. Матвеев, В.Н. Пармон, Р.З. Сагдеев, «Применение ЯМР-микротомографии для решения актуальных задач катализа», Хим. физика, 21 (2002) 6878.

4. IV. Koptyug, A.V. Matveev and S.A. Altobelli, "NMR Studies of Hydrocarbon Gas Flow and Dispersion", Appl. Magn. Reson., 22 (2002) 187-200.

5. I.V. Koptyug, A.A. Lysova, A.V. Matveev, L.Yu. Ilyina, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, "The NMR micro imaging studies of the interplay of mass transport and chemical reaction in porous media, Magnetic Resonance Imaging", 21 (2003) 337-343.

6. I.V. Koptyug, A.A. Lysova, A.V. Matveev, L.Yu. Ilyina, R.Z. Sagdeev. V.N. Parmon, NMR imaging as a toolfor studying mass transport inporous materials, NATO Science Series, Kluwer'

Academic Publishers. 2003.

7. И.В. Коптюг, АА. Лысова, А.В. Матвеев, Р.З. Сагдеев, В.Н. Пармон, Применение методаЯМРтомографии для исследования процессов транспорта вещества ихимических превращений, Катализ в промышленности, спец. выпуск, 2004, стр. 60-67.

8. А.В. Матвеев, И.В. Коптюг, А. С. Носков, «Исследование потоков жидкостей и газов методом ЯМР томографии», XIII Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика", 2001.

9. A.V. Matveev, I.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", 2nd EFCATS School on Catalysis Tihany (Hungary), September 25-29,2002, p.24.

10. A.B. Матвеев, И.В. Kom^, B.M. Ханаев, Л.В. Барышева, А.С. Носков, "Исследование потоков жидкостей, газов и сыпучих тел методом ЯМР томографии", Конференция «Механизмы каталитических реакций», Москва, 1-5 октября 2002г.

11. И.В. Коптюг, А.А. Лысова, А В. Матвеев, Р.З. Сагдеев, В.Н. Пармон, "Применение ЯМР томографии в катализе для исследования взаимодействия массопереноса и химической реакции", Тезисы Международной конференции "Механизмы каталитических реакций", Москва, Россия, 30 сентября-6 октября 2002, т. 1, с. 202-203.

12. I.V. Koptyug, AA. Lysova, A.V. Matveev, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, "The MR micro imaging studies of the interplay of mass transport and chemical reaction in porous media", Book of Abstracts of the 6th International Conference on magnetic resonance in porous media, Ulm, Germany, 8-12 September 2002,0-18.

13. A.V. Matveev, I.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", Catalyst design, December 2-6, 2002, Novosibirsk Russia, p. 113-115.

14. A.V. Matveev, I.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", EuropaCat - VI, The European Catalysis Forum, Innsbruck, Austria, 31 August - 4 September 2003, 1428.

15. A.B. Матвеев, И.В. Коптюг, Л.В. Барышева, B.M. Ханаев, А.С. Носков, "Исследование потоков жидкостей, газов, сыпучих тел методом ЯМР томографии", Оптические методы исследования потоков 2003,24-27 июня, 2003 года, г. Москва, МЭИ ТУ, стр. 196-199.

16. А.В. Матвеев, И.В. Коптюг, Л.В. Барышева, В.М. Ханаев, А.С. Носков, "Исследование потоков жидкостей, газов, сыпучих тел методом ЯМР томографии", Современная химическая физика XXV симпозиум, 18-29 сентября 2003 года, г. Туапсе, пансионат МГУ «Буревестник», стр.43-44.

17 Л В Барышева, ВМ Ханаев, А В Матвеев, ИВ Коптюг, АС Носков, "Методы исследования движения потока твердых частиц в неподвижном каталитическом слое", Современная химическая физика XV симпозиум, 18-29 сентября 2003 года, г Туапсе, пансионат МГУ «Буревестник», стр 133-134

18 ЕС Борисова, О В Чуб, А В Матвеев, О П Кленов, АС Носков, "Исследование массообменных процессов в волокнистых сорбционно-активных материалах", Современная химическая физика XXV симпозиум, 18-29 сентября 2003 года, г Туапсе, пансионат МГУ «Буревестник», стр 177-178

19 Л В Барышева, ВМ Ханаев, А В Матвеев, ИВ Коптюг, АС Носков, "Методы исследования движения потока твердых частиц в неподвижном каталитическом слое", Материалы Всероссийская научной молодежной конференции «Под знаком «Сигма», Омск, 2003, стр 52-53

20 А В Матвеев, И В Коптюг, Л В Барышева, В М Ханаев, А С Носков, "Исследование течения мелкозернистой окиси алюминия в реакторе с неподвижным слоем гранул и исспедования потоков жидкостей и газов в катализе методом ЯМР томографии", XXVI Всероссийская конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР - 16, Казань, 17-20 июня 2003, стр 127-130

21 Л В Барышева, В М Ханаев, А В Матвеев, ИВ Коптюг, Р В Сметанин, "Методы исследования движения потока твердых частиц в неподвижном каталитическом слое", XVI Всероссийская конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР - 16, Казань, 17-20 июня 2003, стр 133-136

22 ЕС Борисова, О В Чуб, А В Матвеев, О П Кленов, А С Носков, "Исследование массообменных процессов в волокнистых сорбционно-активных материалах", XVI Всероссийская конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР - 16, Казань, 17-20 июня 2003, стр 140-143

23 А V Matveev, I V Koptyug, V М Khanaev, L V Barysheva, A S Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", 13th International Congress on Catalysis, Pans (France), 11-16 July, 2004, Book ofabstracts 2, p 187

24 AV Matveev, IV Koptyug, VM Khanaev, LV Barysheva, ES Bonsova, OV Chub, О P Klenov, A S Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow m catalysis", 16th International Congress of Chemical and Process Engineering, Praha (Czech Republic), 22-26 august, Summaries 3,2004, p 937

Подписано в печать 25.10.2004 Формат 60x84 1/16 Заказ № 10 6 Бумага офсетная, 80 гр/м2

Печл. 1 Тираж 100

Отпечатано на полиграфическом участке издательского отдела Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН 630090, Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, 5

»20263

РНБ Русский фонд

2005-4 21682

Введение

Глава I. Обзор литературы.

1. Введение в метод ЯМР томографии

1.1. Основы метода ЯМР томографии

1.2. Пространственное разрешение метода

1.3. Требования, предъявляемые к объектам

2. Исследование потоков и процессов массопереноса методом ЯМР томографии

2.1. Развитие методов исследования потоков

2.2. Ламинарные потоки жидкостей

2.3. Турбулентные потоки жидкостей ф 2.4. Фильтрация

2.5. Процессы массопереноса при сушке пористых тел

2.6. Движение сыпучих тел

3. Исследование потоков и процессов массопереноса традиционными методами

3.1. Гидродинамика реакторов со стационарным зернистым слоем

3.2. Потоки в блочных сотовых носителях

3.3. Потоки сыпучих тел

3.4. Процессы массопереноса в волокнистых материалах

Постановка задачи

Глава И. Экспериментальная часть ^ 4. Материалы и реактивы

5. Методики экспериментов

5.1. Потоки жидкостей и газов

5.2. Фильтрация

5.3. Потоки сыпучих тел

5.4. Сушка стекловолоконных тканей

5.5. Сушка блочных сотовых носителей

Глава III. Результаты и обсуждение

6. Изучение потоков жидкостей и газов

6.1. Течение в цилиндрической трубе

Щ 6.2. Течение в блочных сотовых носителях

6.3. Поток пропана в образце стекловолоконной ткани

7. Фильтрация жидкостей и газов

8. Исследование движения сыпучих тел

8.1. Использование метода ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля

8.1.1. Движение сыпучих тел в трубе

8.1.2. Движение сыпучих тел в стационарном зернистом слое

8.1.2.1. Фильтрация сыпучего материала в стационарном зернистом слое в первой экспериментальной установке

8.1.2.2. Фильтрация сыпучего материала в стационарном зернистом слое во второй экспериментальной установке

8.1.3. Движение сыпучего материала в трубе после фильтрации через слой

8.2. Использование метода фазового кодирования по скоростям для исследований движения сыпучих материалов

9. Исследование массообменных процессов

9.1. Сушка блочных сотовых носителей

9.1.1. Сушка блочных сотовых носителей в первом реакторе

9.1.2. Сушка блочных сотовых носителей во втором реакторе

9.2. Сушка стекловолоконных тканей

10. Выводы

Исследование потоков и процессов массопереноса представляет огромный интерес для катализа и химической технологии, так как подавляющее число процессов основано на течении жидкофазной или газофазной смеси реагентов через различные среды. Аэродинамические параметры химико-технологических аппаратов являются важнейшими факторами, определяющими эффективность прохождения всего процесса. Важным фундаментальным вопросом для гетерогенного катализа является влияние формы используемых гранул, формирующих зернистый слой и способа их упаковки, на конверсию, селективность процесса и т.п. Для оптимизации этих важнейших параметров в настоящее время используется в основном эмпирический подход, поскольку получение прямой информации о детальном характере процессов часто представляет достаточно сложную экспериментальную задачу. Например, на данный момент не существует прямых и надежных способов достоверного количественного определения жидкости, находящейся в непроточной зоне, характеризующейся нестационарными процессами массообмена, а также исследования процессов массообмена между проточной и непроточной зонами. Целый ряд химико-технологических процессов основан на течении аэрозолей твердое тело/газ через зернистые слои. К многочисленным примерам относятся осаждение пыли, дожигание пыли и газа, очистка газов, дополнительный ввод тепла в зону реакции и т.д. Эффективность проведения этих процессов, часто определяется не массо-, а теплопереносом. Одним из эффективных способов интенсификации теплообмена со слоем является подача мелких твердых частиц с потоком газофазных реагентов. Возникает необходимость исследовать картину течения потока твердых частиц через зернистый слой. В настоящее время исследования таких процессов проводятся достаточно примитивными методами, не позволяющими получить полное аэродинамическое описание движения твёрдых гранулированных материалов. Например, метод отсечки, который позволяет определять массу дисперсного материала, находящегося в определённый момент времени в зернистом слое или наблюдение за частицами через прозрачные участки колонны с зернистым слоем и т.п. Стандартные методы позволяют получать информацию о «втекании» частиц в зернистый слой и о их «вытекании» из слоя. И уже, исходя из этой информации, строится модель поведения частиц в зернистом слое, что ненадёжно. Метод наблюдения через «окна» даёт очень ограниченный набор данных, по которым невозможно предсказать особенности движения внутри колонны.

Большинство стандартных методов исследования жидкостных или газовых потоков основано на использовании специальных электродиффузионных, термоанемометрических или пневмометрических датчиков скорости. В случае применения датчиков всегда остро стоит вопрос о корректности эксперимента. При этом часто возможно исследование лишь отдельных аспектов проблемы, например визуализация распределения жидкости в пористой среде либо исследование скоростей ее течения. Применение оптических методов, в частности такого мощного метода для исследований потоков, как лазерная доплеровская анемометрия (ЛДА), требует прозрачности объектов и тщательного подбора материалов с одинаковыми коэффициентами преломления. Метод ЯМР томографии уникален тем, что накладывает минимальные требования на свойства исследуемых объектов и при этом позволяет исследовать различные аспекты проблемы, например количество жидкой и газовой фазы, структуру и свойства порового пространства, распределение жидкости в пористом теле, скорости течения, коэффициенты диффузии и гидродинамической дисперсии, распределение температур и т.п. Как известно, ключевыми параметрами для описания течения жидкостей и газов в пористой среде являются величины скоростей потока и коэффициенты гидродинамической дисперсии. Во многих случаях исследования могут быть выполнены с сохранением химической информации, например, раздельно для углеводородов и воды при фильтрации многокомпонентных жидкостей. Метод ЯМР с импульсным градиентом поля может быть успешно использован для регистрации непроточной зоны в реакторе и исследования процессов диффузионного или иного обмена жидкости в таких зонах с основным потоком. Возможно получение экспериментальной информации о количестве жидкости в непроточной зоне, а также о временах обмена между проточной и непроточной зоной при варьировании различных условий проведения эксперимента.

Важной научной задачей является правильный подбор условий сушки свежеприготовленных носителей и пористых структур, используемых в катализе. Выбор этих условий влияет на прочность изделия, его пористую структуру и фактически на его основные свойства. Известно, что неправильный подбор условий может вызывать растрескивание изделия прямо в процессе сушки, или появление микротрещин, которые скажутся на сроке использования изделия. Не менее важен подбор оптимальных условий для сушки образца после нанесения активного компонента, так как неправильно подобранные условия приводят к нежелательному распределению активного компонента.

1. Получены карты пространственного распределения скоростей потоков жидкостей и газов в блочных сотовых носителях различных геометрических форм неразрушающим методом ЯМР томографии. Установлены места возникновения рециркуляционных течений. Впервые обнаружено возвратное течение вдоль центральной части блока, как для жидкости, так и для газа. Исследованы процессы испарения воды из блочных носителей сотовой структуры.Визуализован аксиальный фронт сушки образцов при различных скоростях потока воздуха. Показано, что наиболее равномерный процесс испарения наблюдается в случае образца с максимальным размером пор и наименьшим их объёмом.2. Исследована фильтрация жидкости и газа в модельных и реальных зернистых слоях методом ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля. Определены характерные времена существования застойных зон. Для всех случаев получены оценки эффективных коэффициентов продольной и поперечной диффузии.Проведено их сравнение с расчётными значениями, полученными по модели нестационарного массопереноса, которое показало хорошее соответствие расчётных и экспериментальных результатов.3. Разработана методика и исследовано движение мелкодисперсных материалов в зернистых слоях методом ЯМР томографии. Получены распределения частиц по скоростям, а также зависимости средних скоростей фильтрации мелкодисперсного материала от его массового расхода. Впервые установлено, что зернистый слой имеет максимальную скорость фильтрации при массовых расходах, близких к затоплению слоя.4. Экспериментально получены коэффициенты массообмена для стекловолоконных тканей на основе измерения методом ЯМР томографии испарения жидкостей, которые могут быть использованы в расчётах массообменных процессов в катализаторах сложных геометрических форм методами математического моделирования.Список работ опубликованных по теме диссертации.1. I.V. Koptyug, S.A. Altobelli, Е. Fukushima, A.V. Matveev, R.Z. Sagdeev, "Thermally polarized IH NMR micro imaging studies of liquid and gas flow in monolithic catalysts", J.Magn. Reson., 147 (2000) 36-42.2. I.V. Koptyug, L.Yu. Ilyina, A.V. Matveev, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, S.A. Altobelli, "Liquid and gas flow and related phenomena in monolithic catalysts studied by IH micro imaging", Catal. Today, 69 (2001) 385-392.3. И.В. Коптюг, Л.Ю. Ильина, A.B. Матвеев, В.Н. Пармон, Р.З. Сагдеев, «Применение ЯМР-микротомографии для решения актуальных задач катализа». Хим.физика, 2\ (2002)6^-7^.4. I.V. Koptyug, A.V. Matveev and S.A. Altobelli, "NMR Studies of Hydrocarbon Gas Flow and Dispersion", Appl. Magn. Reson., 22 (2002) 187-200.5. I.V. Koptyug, A.A. Lysova, A.V. Matveev, L.Yu. Ilyina, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, "The NMR micro imaging studies of the interplay of mass transport and chemical reaction in porous media". Magnetic Resonance Imaging, 21 (2003) 337-343.6. I.V. Koptyug, A.A. Lysova, A.V, Matveev, L.Yu. Ilyina, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, "NMR imaging as a tool for studying mass transport in porous materials", NATO Science Series, Kluwer Academic Publishers. 2003.7. И.В. Коптюг, A.A. Лысова, A.B. Матвеев, Р.З. Сагдеев, В.Н. Пармон, "Применение метода ЯМР томографии для исследования процессов транспорта вещества и химических превращений ", Катализ в промышленности, спец. вьшуск, 2004, стр. 60-67.8. А.В. Матвеев, И.В. Коптюг, А.С. Носков, "Исследование потоков жидкостей и газов методом ЯМР томографии", XIII Всероссийский Симпозиум "Современная химическая физика, 2001.9. A.V. Matveev, I.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", 2nd EFCATS School on Catalysis Tihany (Hungary), September 25-29,2002, p.24.10. A.B. Матвеев, И.В. Коптюг, В.М. Ханаев, Л.В. Барышева, А.С. Носков, "Исследование потоков жидкостей, газов и сыпучих тел методом ЯМР томографии".Конференция «Механизмы каталитических реакций», Москва, 1-5 октября 2002г.11. И.В. Коптюг, А.А. Лысова, А.В. Матвеев, Р.З. Сагдеев, В.Н. Пармон, "Применение ЯМР томографии в катализе для исследования взаимодействия массопереноса и химической реакции". Международная конференции «Механизмы каталитических реакций», Москва, Россия, 30 сентября-6 октября 2002, т. 1, с. 202-203.12. l.V. Koptyug, A.A. Lysova, A.V. Matveev, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, "The MR micro imaging studies of the interplay of mass transport and chemical reaction in porous media", Book of Abstracts of the б"' International Conference on magnetic resonance in porous media, Ulm, Germany, 8-12 September 2002, 0-18.13. A.V. Matveev, l.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", Catalyst design, December 2-6, 2002, Novosibirsk Russia, p. 113-115.14. A.V. Matveev, l.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", EuropaCat - VI, The European Catalysis Forum, Innsbruck, Austria, 31 August - 4 September 2003, 1428.15. A.B. Матвеев, И.В. Коптюг, Л.В. Барышева, Б.М. Ханаев, А.С. Носков, "Исследование потоков жидкостег!, газов, сыпучих тел методом ЯМР томографии".Оптические методы исследования потоков 2003,24-27 июня, 2003 года, г. Москва, МЭИ ТУ, стр. 196-199.16. А.В. Матвеев, И.В. Коптюг, Л.В. Барышева, В.М. Ханаев, А.С. Носков, "Исследование потоков жидкостей, газов, сыпучих тел методом ЯМР томографии".Современная химическая физика XV симпозиум, 18-29 сентября 2003 года, г. Туапсе, пансионат МГУ «Буревестник», стр.43-44.17. Л.В. Барышева, В.М. Ханаев, А.В. Матвеев, И.В. Коптюг, А.С. Носков, "Методы исследования движения потока твердых частиц в неподвижном каталитическом слое".Современная химическая физика XV симпозиум, 18-29 сентября 2003 года, г. Туапсе, пансионат МГУ «Буревестник», стр. 133-134.18. Е.С. Борисова, О.В. Чуб, А.В. Матвеев, О.П. Клёнов, А.С. Носков, "Исследование массообменных процессов в волокнистых сорбционно-активных материалах".Современная химическая физика XV симпозиум, 18-29 сентября 2003 года, г. Туапсе, пансионат МГУ «Буревестник», стр. 177-178.19. Л.В. Барьпыева, В.М. Ханаев, А.В. Матвеев, И.В. Коптюг, А.С. Носков, "Методы исследования движения потока твердых частиц в неподвижном каталитическом слое".Всероссийская научная молодежная конференция «Под знаком «Сигма», Омск, 2003, стр.20. А.В. Матвеев, И.В. Коптюг, Л.В. Барьппева, В.М. Ханаев, А.С. Носков, "Исследование течения мелкозернистой окиси алюминия в реакторе с неподвижньпл слоем гранул АЬОз и исследования потоков жидкостей и газов в катализе методом ЯМР томографии", XVI Всероссийская конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР • 16, Казань, 17-20 июня 2003, стр. 127-130.21. Л.В. Барышева, В.М. Ханаев, А.В. Матвеев, И.О. Коптюг, Р.В. Сметанин, "Методы исследования движения потока твердых частиц в неподвижном каталитическом слое", XVI Всероссийская конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР -16, Казань, 17-20 июня 2003, стр. 133-136.22. Е.С. Борисова, О.В. Чуб, А.В. Матвеев, О.П. Клёнов, А.С. Носков, "Исследование массообменных процессов в волокнистых сорбционно-активных материалах", XVI Всероссийская конференция по химическим реакторам ХИМРЕАКТОР -16, Казань, 17-

20 июня 2003, cip. 140-143.23. A.V. Matveev, I.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles flow in catalysis", 13"' International Congress on Catalysis, Paris (France), 11-16 July, 2004, Book of abstracts 2, p. 187.24. A.V. Matveev, I.V. Koptyug, V.M. Khanaev, L.V. Barysheva, E.S. Borisova, O.V.Chub, O.P. Klenov, A.S. Noskov, "NMR studies of liquid, gas and solid particles How in catalysis", 76'* International Congress of Chemical and Process Engineering, Praha (Czech Republic), 22-26 august. Summaries 3, 2004, p. 937.

1. R. Damadian, "Tumor detection by nuclear magnetic resonance", Science (Washington), 171 (1971) 1151.

2. P.C. Lauterbur, "Image formation by induced local interactions: examples employing Nuclear Magnetic Resonance", Nature (London), 242 (1973) 190.

3. I.V. Koptyug, R.Z. Sagdeev, L.Yu. Khitrina, V.N. Parmon, "A nuclear magnetic resonance microscopy study of mass transport in porous materials", Appl. Magn. Reson., 18 (2000) 13-28.

4. I.V. Koptyug, L.Yu. Khitrina, Yu.I. Aristov, M.M. Tokarev, K.T. Iskakov, V.N. Parmon, R.Z. Sagdeev, "An 'H NMR micro imaging study of water vapor sorption by individual porous pellets", J. Phys. Chem. B, 104(8) (2000) 1695-1700.

5. I.V. Koptyug, S.I. Kabanikhin, K.T. Iskakov, V.B. Fenelonov, L.Yu. Khitrina, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, "A quantitative NMR imaging study of mass transport in porous solids during drying", Chem. Eng. Set, 55 (2000) 1559-1571.

6. I.V. Koptyug, V.B. Fenelonov, L.Yu. Khitrina, R.Z. Sagdeev, V.N. Parmon, "In situ NMR imaging studies of the drying kinetics of porous catalyst support pellets", J. Phys. Chem. B, 102 (1998) 3090-3098.

7. W. Kuhn, "NMR microscopy fundamentals, limits and possible applications", Angew. Chem. Int. Ed., 29 (1990) 1-19.

8. S.-C. Lee, K. Kim, J. Kim, S. Lee, J.H. Yi, S.W. Kim, K.-S. Ha, C. Cheong, "One micrometer resolution NMR microscopy", J. Magn. Reson., 150(2001)207-213.

9. P.A. Osment, K.J. Packer, M.J. Taylor, J.J. Attard, T.A. Carpenter, L.D. Hall, N.J. Herrod, S.J. Doran, "NMR imaging of fluids in porous solids", Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, 333 (1990) 441-452.

10. N. Blombergen, E.M. Purcell, R.V. Pound, "Relaxation Effects in Nuclear Magnetic Resonance Absorption", Phys. Rev., 73 (1948) 679.

11. E.L. Hain, "Spin echoes", Phys. Rev., 80 (1950) 580.

12. H.C. Torrey, "Transient nutations in nuclear magnetic resonance", Phys. Rev., 76 (1949) 1059.

13. G. Suryan, Proc. Indian Acad. Sci., Sect. A33 (1951) 107. 14 P. Kusch, Phys. Rev., 101 (1956) 627.

14. J.P. Barrat, J.W. Winter, J. Physique, 17 (1956) 833.

15. A.Z. Hrynkiewicz, T. Waluga, Acta Phys. Pol., 16 (1957) 381.

16. E.O. Steiskal, "Use of Spin Echoes in a Pulsed Magnetic-Field Gradient to Study Anisotropic, Restricted Diffusion and Flow", J. Chem. Phys., 43 (1965) 3597.

17. H.Y. Carr, E.M. Purcell, "Effects of Diffusion on Free Precession in Nuclear Magnetic Resonance Experiments", Phys. Rev., 94 (1954) 630.

18. E.L. Hahn., "Detection of Sea-Water Motion by Nuclear Precession", Geophys. Res., 65 (1960)776-777.

19. E.O. Stejskal, J.E. Tanner, "Spin Diffusion Measurements: Spin Echoes in the Presence of a Time-Dependent Field Gradient", J. Chem. Phys., 42 (1965) 288-292.

20. D.J. Bryant, J.A. Payne, D.N. Firmin, D.B. Longmore, "Measurement of flow with NMR Imaging Using a Gradient Pulse and Phase Difference Technique", J. Comput. Assist. Tomogr., 8(1984)588-593.

21. T. Grover, J.R. Singer, "NMR spin-echo flow measurements", J. Appl. Phys., 42(3) (1971) 938-940.

22. A.N. Garroway, "Velocity measurements in flowing fluids by NMR", J. Phys. D: Appl. Phys., 7 (1974) 159-163.

23. D.P. Madio, H.M. Gach, I.J. Lowe, "Ultra fast velocity imaging in stenotically produced turbulent jets using RUFIS", MRM, 39 (1998) 574-580.

24. T.W. Redpath, D.G. Norris, R.A. Jones, J.M.S. Hitchison, "A new method of NMR flow imaging", Phys. Med. Biol., 29(7) (1984) 891-895.

25. H.M. Gach, I.J. Lowe, "Characterization of flow emerging from a stenosis using MRI", MRM, 40 (1998) 559-570.

26. S.J. Weston, N.B. Wood, G. Tabor, A.D. Gosman, D.N. Firmin, "Combined MRI and CFD analysis of fully developed steady and pulsatile laminar flow through a bend", J. Magn. Reson. Imaging, 8 (1998) 1158-1171.

27. D. Bourgeois, M. Decorps, "Qiantitative imaging of slow coherent motion by stimulated echoes with suppression of stationary water signal", J. Magn. Reson., 94 (1991) 20-33.

28. D.F. Arola, G.A. Barrall, R.L. Powell, K.L. McCarthy, M.J. McCarthy, "Use of nuclear magnetic resonance imaging as a viscometer for process monitoring", Chem. Engng Sci., 52 (1997) 2049-2057.

29. S. Laukemper-Ostendorf, H.D. Lemke, P. Blumler, B. Blumich, "NMR imaging of flow in hollow fiber hemodialyzers", J. Membr. Sci., 138 (1998) 287-295.

30. C.A. Heath, G. Belfort, B.E. Hammer, S.D. Mirer, J.M. Pimbley, "Magnetic resonance imaging and modeling of flow in hollow-fiber bioreactors", AIChE J., 36 (1990) 547-558.

31. K.Y. Chung, G. Belfort, W.A. Edelstein, X. Li, "Dean vortices in curved tube flow: 3D MRI and numerical analysis of the velocity fiel d", AIChE J., 39 (1993) 1592-1602.

32. R. Gabilard, Phys. Rev., 85 (1952) 694.

33. A. Kumar, D. Welti, R.R. Ernst, "NMR Fourier zeugmatography", J. Mag. Res., 18 (1975) 69-83.

34. W.A. Edelstein, J.M.S. Hutchinson, G. Johnson, T.W. Redpath. "Spin-warp NMR imaging and applications to human whole- body imaging", Phys. Med. Biol., 25 (1980) 751.

35. A.N. Garroway, P.K. Grannell, P. Mansfield, "Image formation in NMR by a selective irradiative process", J. Phys. C: Solid State Phys., 7 (1974) 457-462

36. A. Caprihan, S.A. Altobelli, E. Benitez-Read, "Flow-velocity Imaging from Linear Regression of Phase Images with Techniques for reducing Eddy-Current Effects", J. Magn. Res., 90 (1990) 71-89.

37. K. Kose, "One-shot velocity mapping using multiple spin echo EPI and Its application to turbulent flow", J. Magn. Res., 92 (1991) 631-635.

38. Song-I Han, O. Marseille, C. Gehlen, B. Blumich, "Rheology of blood by NMR", J. Magn. Res., 152 (2001) 87-94.

39. P.T. Callaghan, W. Kockenberger, J.M. Pope, "Use of difference propagators for imaging of capillary flow in the presence of stationary fluid", J. Magn. Res. series B, 104 (1994) 183-188.

40. M. Nakagawa, S.A. Altobelli, A. Caprihan, E. Fukushima, E.-K. Jeong, "Non-invasive measurements of granular flows by magnetic resonance imaging", Exp. Fluids, 16 (1993) 5460.

41. K. Yamane, M. Nakagawa, S.A. Altobelli, T. Tanaka, Y. Tsuji, "Steady particulate flows in a horizontal rotating cylinder", Exp. Fluids, 10 (1993) 1419-1427.

42. A. Caprihan, S.A. Altobelli, E. Benitez-Read, "Flow-velocity imaging from linear regression of phase images with techniques for reducing eddy-currebt effects", J. Magn. Reson., 90 (1990) 71-89.

43. N.J. Pelc, R.J. Herfkens, A. Shimakawa, D.R. Enzmann, "Phase contrast magnetic resonance imaging", Magn. Reson. Q., 1 (1991) 229-254.

44. P. Moran, "A flow velocity zeugmatographic interlace for NMR imaging in humans", Magn. Reson. Imaging, 1 (1982) 197-203.

45. J. Stepisnik, "Measuring and imaging of flow by NMR", Progr. NMR Spectr., 17 (1985) 187-209.

46. K.W. Moser, L.G. Raguin, A. Harris, H.D. Morris, J. Georgiadis, M. Shannon, M. Philpott, "Visualization of Taylor-Couette and spiral Poiseuille flows using a snapshot FLASH spatial tagging sequence", Magn. Reson. Imaging, 18 (2000) 199-207.

47. A.L. Corbett, R.J. Philips, R.J. Kauten, K.L. McCarthy, "Magnetic resonance imaging of concentration and velocity profiles of pure fluids and solid suspensions in rotating geometries", J. Rheol., 39 (1995) 907-924.

48. M. Tyszka, R.C. Hawkes, L.D. Hall, "Automatic analysis of tagged images of laminar fluid flow", J. Magn. Reson., 97 (1992) 391-397.

49. K. Kose, "Visualization of turbulent motion using echo-planar imaging with a spatial tagging sequence", J. Magn. Reson., 98 (1992) 599-603.

50. U. Gorke, R. Kimmich, J. Weis, "Detection of anisotropic pulsating flow and its velocity-fluctuation rate in fertilized bird eggs by NMR microimaging", J. Magn. Reson. B, 111 (1996) 236-242.

51. M. Nakagawa, S.A. Altobelli, A. Caprihan, E. Fukushima, E.-K. Jeong, "Non-invasive measurements of granular flows by magnetic resonance imaging", Exp. Fluids, 16 (1993) 5460.

52. K. Yamane, M. Nakagawa, S.A. Altobelli, T. Tanaka, Y. Tsuji, "Steady particulate flows in a horizontal rotating cylinder", Exp. Fluids, 10 (1993) 1419-1427.

53. E. Fukushima, "Nuclear magnetic resonance as a tool to study flow", Annu. Rev. Fluid Mech., 31 (1999) 95-123.

54. D.N. Firmin, G.L. Nayler, P.J. Kilner, D.B. Longmore, "The application of phase shifts in NMR for flow measurement", Magn. Reson. Med., 14 (1990) 230-241.

55. H.M. Gach, I.J. Lowe, "Observing curved flow using RUFIS", Magn. Reson. Med., 41 (1999) 1258-1263.

56. K. Kose, "Visualization of turbulent motion using echo-planar imaging with a spatial tagging sequence", J. Magn. Reson., 98 (1992) 599-603.

57. J.C. Gatenby, J.C. Gore, "Echo-planar-imaging studies of turbulent flow", J. Magn. Reson. A, 121 (1996) 193-200.

58. K. Kose, "One-shot velocity mapping using multiple spin-echo EPI and its application to turbulent flow", J. Magn. Reson., 92 (1991) 631-635.

59. J.C. Gatenby, J.C. Gore, "Echo-planar-imaging studies of turbulent flow", J. Magn. Reson. A, 121 (1996) 193-200.

60. K. Kose, "One-shot velocity mapping using multiple spin-echo EPI and its application to turbulent flow", J. Magn. Reson., 92 (1991) 631-635.

61. K.W. Moser, L.G. Raguin, A. Harris, H.D. Morris, J. Georgiadis, M. Shannon, M. Philpott, "Visualization of Taylor-Couette and spiral Poiseuille flows using a snapshot FLASH spatial tagging sequence", Magn. Reson. Imaging, 18 (2000) 199-207.

62. J.A. Hopkins, R.E. Santini, J.B. Grutzner, "NMR velocity mapping of Couette flow using oscillating magnetic field gradients", J. Magn. Resort. A, 117 (1995) 150-163.

63. A.D. Hanlon, S.J. Gibbs, L.D. Hall, D.E. Haycock, W.J. Frith, S. Ablett, "Rapid MRI and velocimetry of cylindrical Couette flow", Magn. Reson. Imaging, 16 (1998) 953-961.

64. S. Rode, N. Midoux, M.A. Latifi, A. Storck, E. Saatdjian, "Hydrodynamics of liquid flow in packed beds an experimental study using electrochemical shear rate sensors", Chem. Eng. Sci., 49 (1994) 889-900,.

65. A. Dybbs, R.V. Edwards, "A new look at porous media fluid mechanics Darcy to turbulent", In: J. Bear Corapicioglu (Eds.), "Fundamentals of transport phenomena in porous media", NATO ASISer., Series E: Appl. Sci., 82 (1984) 201-258.

66. S.K. Gupte, S.G. Advani, "Flow along the interface separating two porous media: An experimental investigation using LDA", Bull. Am. Phys. Soc., 39 (1994) 1870.

67. С. Boyer, B. Fanget, "Measurements of liquid flow distribution in trickle bed reactor of large diameter with a new gamma-ray tomographic system", Chem. Eng. Sci., 57 (2002) 10791089.

68. D.N. Guilfoyle, P. Mansfield, K.J. Packer, "Fluid flow measurement in porous media by echo-planar imaging", J. Magn. Reson., 97 (1992) 342-358.

69. M.R. Merrill, "Local velocity and porosity measurements inside Casper sandstone using MRI", AIChE J., 40(1994) 1262-1267.

70. P. Mansfield, B. Issa, "Fluid transport in porous rocks. I. EPI studies and stochastic model of flow", J. Magn. Reson. A, 122 (1996) 137-148.

71. P. Mansfield, B. Issa, "Fluid transport in porous rocks. II. Hydrodynamic model of flow and intervoxel coupling", J. Magn. Reson. A, 122 (1996) 149-156.

72. R.A. Waggoner, E. Fukushima, "Velocity distribution of slow fluid flows in bentheimer sandstone: an NMRI and propagator study", Magn. Reson. Imaging, 14(9) (1996) 1085-1091.

73. A. Feinauer, S.A. Altobelli, E. Fukushima, "NMR measurements of flow profiles in a coarse bed of packed spheres", Magn. Reson. Imaging, 15 (1997) 479-487.

74. P. Mansfield, M. Bencsik, "Fluid flow in porous systems", Magn. Reson. Imaging, 16 (1998) 451-454.

75. J.D. Seymour, P.T. Callaghan, "Generalized approach to NMR analysis of flow and dispersion in porous media", AIChE J., 43 (1997) 2096-2111.

76. J. Gotz, K. Zick, C. Heinen, T. Konig, "Visualisation of flow processes in packed beds with NMR imaging: determination of the local porosity, velocity vector and local dispersion coefficients", Chem. Engngand Proc., 41 (2002) 611-629.

77. J.C. Park, К. Raghavan, S.J. Gibbs, "Axial development and radial non-uniformity of flow in packed columns", J. of Chromatography A, 945 (2002) 65-81.

78. A.J. Sederman, M.L. Johns, A.S. Bramley, P. Alexander, L.F. Gladden, "Magnetic resonance imaging of fluid flow and pore structure within packed beds", Chem. Engng Sci., 52 (1997) 2239-2250.

79. H. Mickley, K. Smith, E. Korchak, "Fluid flow in packed beds", Chem. Eng. Sci. 20 (1965) 237-246.

80. M. Kubota, H. Ikeda, Y. Nishimura, "Note on flow-profile in packed beds", Chem. Eng. (Japan), 4 (1966) 58-61.

81. J.J. Tessier, K.J. Packer, J.-F. Thovert, P.M. Adler, "NMR measurements and numerical simulation of fluid transport in porous solids", AIChEJ., 43 (1997) 1653-1661.

82. M.D. Mantle, A.J. Sederman, L. Gladden, "Single- and two-phase flow in fixed-bed reactors: MRI flow visualization and lattice-Boltzmann simulations", Chem. Engng Sci., 56 (2001) 523-529.

83. N.C. Irwin, S.A. Altobelli, R.A. Greenkorn, "Concentration and velocity field measurements by magnetic resonance imaging in aperiodic heterogeneous porous media", Magn. Reson. Imaging, 17 (1999) 909-917.

84. S. Oswald, W. Kinzelbach, A. Greiner, G. Brix, "Observation of flow and transport processes in artificial porous media via magnetic resonance imaging in three dimensions", Geoderma, 80 (1997) 417-429.

85. S. Davies, K.J. Packer, "Pore size distributions from nuclear magnetic resonance spin-lattice relaxation measurements of fluid-saturated porous solids. I. Theory and simulation", J. Appl. Phys., 67(1990)3163-3170.

86. L.D. Hall, R. Vasanthan, "Visualization of chromatography columns by NMR imaging", J. Chem. Soc., Chem. Commun., (1985)499-501.

87. E. Bayer, W. Muller, M. Ilg, K. Albert, "Visualization of chromatographic separations by NMR imaging", Angew. Chem. Int. Ed, 28 (1989) 1029-1032.

88. M. Ilg, J. Maier-Rosenkranz, W. Muller, K. Albert, E. Bayer, D. Hopfel, "Imaging of the chromatographic process", J. Magn. Reson., 96 (1992) 335-344.

89. U. Tallarek, Е. Bayer, D. van Dusschoten, T. Scheenen, H. van As, G. Guiochon, U.D. Neue, "Dynamic NMR Microscopy of chromatographic columns", Angew. Chem. Int. Ed., 441998) 1962-1975.

90. U. Tallarek, F. J. Vergeldt, H. van As, "Stagnant mobile phase mass transfer in chromatographic media: intraparticle diffusion and exchange kinetics", J. Phys. Chem. B, 103,1999) 7654-7664.

91. U. Tallarek, E. Rapp, A. Seidel-Morgenstern, H. van As, "Electroosmotic flow phenomena in packed bed capillaries: from the interstitial velocities to intraparticle and boundary layer mass transfer", J. Phys. Chem. B, 106(2002) 12709-12721.

92. И. В. Коптюг, А. А. Лысова, А. В. Матвеев, P. 3. Сагдеев, В. H. Пармон, "Применение метода ЯМР томографии для исследования процессов транспорта вещества и химических превращений", Катализ в промышленности, спецвыпуск (2004) 60-67.

93. Е. Brunner, М. Haake, L. Kaiser, A. Pines, J.A. Reimer, "Gas flow MR1 using circulating laser-polarized l29Xe", J. Magn. Reson., 138 (1999) 155-159.

94. J.R. Olson, S.J. Chang, P.C. Wang, "Nuclear magnetic resonance imaging: a noninvasive analysis of moisture distributions in white oak lumber", Can. J. For. Res., 20 (1990) 586-591.

95. S.J. Chang, J.R. Olson, P.C. Wang, "NMR imaging of internal features in wood", Forest Prod. J., 39(6) (1989)43-49.

96. R. Ruan, S.J. Schmidt, A.R. Schmidt, J.B. Litchfield, "Nondestractive measurement of transient moisture profiles and the moisture diffusion coefficient in a potato during drying and absorption by NMR imaging", J. Food Process. Eng., 14 (1991) 297-313.

97. H. Song, J.B. Litchfield, "Nuclear magnetic resonance imaging of transient three-dimensional moisture distribution in an ear of corn during drying", Cereal Chem., 67 (1990) 580-584.

98. G.W. Schrader, J.B. Litchfield, "Moisture profiles in a model food gel during drying: measurement using magnetic resonance imaging and evaluation of the Fickian model", Drying Technol, 10 (1992) 295-332.

99. G. Guillot, A. Trokiner, L. Darasse, H. Saint-Jalmes, "Drying of a porous rock monitored by NMR imaging", J. Phys. D: Appl. Phys., 22 (1989) 1646-1649.

100. S.D. Beyea, B.J. Balcom, T.W. Bremner, P.J. Prado, D.P. Green, R.L. Armstrong, P.E. Grattan-Bellew, "Magnetic resonance imaging and moisture content profiles of drying concrete", Cem. Concr. Res., 28(3) (1998) 453-463.

101. M. Bogdan, B.J. Balcom, T.W. Bremner, R.L. Armstrong, "Single-point imaging of partially dried, hydrated white portland cement", J. Magn. Reson. A, 116 (1995) 266-269.

102. Т. Nunes, E.W. Randall, A.A. Samoilenko, P. Bodart, G. Feio, "The hardening of portland cement studied by fH NMR stray-field imaging", J. Phys. D: Appl. Phys., 29 (1996) 805-808.

103. G. Guillot, A. Trokiner, L. Darasse, A. Dupas, F. Ferdossi, G. Kassab, J.P. Hulin, P. Rigord, H. Saint-Jalmes, "NMR imaging applied to various studies of porous media", Magn. Reson. Imaging, 9 (1991) 821-825.

104. L. Pel, H. Brocken, K. Kopinga, "Determination of moisture diffusivity in porous media using moisture concentration profiles", Int. J. Heat Mass Transfer, 39(6) (1996) 1273-1280.

105. J.E. Maneval, M.J. McCarthy, S. Whitaker, "Observation of large-scale structures in unsaturated materials", Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 195 (1990) 531-536.

106. B.P. Hills, K.M. Wright, J.J. Wright, T.A. Carpenter, L.D. Hall, "An MRI study of drying in granular beds of nonporous particles", Magn. Reson. Imaging, 12(7) (1994) 1053-1063.

107. L. Pel, K. Kopinga, H. Brocken, "Determination of moisture profiles in porous building materials by NMR", Magn. Reson. Imaging, 14(7/8; (1996) 931-932.

108. L. Pel, K. Hazrati, K. Kopinga, J. Marchand, "Water absorption in mortar determined by NMR", Magn. Reson. Imaging, 16(5/6; (1998) 525-528.

109. T.A. Carpenter, E.S. Davies, C. Hall, L.D. Hall, W.D. Hoff, M.A. Wilson, "Capillary water migration in rock: process and material properties examined by NMR imaging", Mater. Struct., 26 (1993) 286-292.

110. K. Kopinga, L. Pel, "One-dimensional scanning of moisture in porous materials with NMR", Rev. Sci. Instrum., 65(12) (1994) 3673-3681.

111. L. Pel, K. Kopinga, G. Bertram, G. Lang, "Water absorption in a fired-clay brick observed by NMR scanning", J. Phys. D: Appl. Phys., 28 (1995) 675-680.

112. J. Kaufmann, W. Studer, J. Link, K. Schenker, "Study of water suction of concrete with magnetic resonance imaging methods", Mag. Concr. Res., 49 (1997) 157-165.

113. L. Pel, K. Kopinga, E.F. Kaasschieter, "Saline absorption in calcium-silicate brick observed by NMR scanning", J. Phys. D: Appl. Phys., 33 (2000) 1380-1385.

114. P.A. Osment, K.J. Packer, M.J. Taylor, J.J. Attard, T.A. Caipenter, L.D. Hall, NJ. Herrod, S.J. Doran, "NMR imaging of fluids in porous solids", Philos. Trans. R. Soc. London A, 333 (1990)441-452.

115. J.J. Attard, T.A. Carpenter, L.D. Hall, S. Davies, M.J. Taylor, K.J. Packer, "Spatially resolved T\ relaxation measurements in reservoir cores", Magn. Reson. Imaging, 9 (1991) 815819.

116. P.J. Prado, B.J. Balcom, M. Jama, "Single-point magnetic resonance imaging study of water adsorption in pellets of zeolite 4A", J. Magn. Reson., 137 (1999) 59-66.

117. J. Karger, G. Seiffert, F. Stallmach, "Space- and time-resolved PFG NMR self-diffusion measurements in zeolites", J. Magn. Reson. A, 102 (1993) 327-331.

118. J. Karger, H. Pfeifer, "PFG NMR self-diffusion measurements in microporous adsorbents", Magn. Reson. Imaging, 12 (1994) 235-239.

119. L.O. Nilson, L. Tang, "Transport Mechanisms in porous materials", Nat о ASI series E: Applied Sciences, 304 (1996).

120. A.M. Gil, M.H. Lopes, C.P. Neto, P.T. Callaghan, "An NMR microscopy study of water absorption in cork", Journal Of Materials Science, 35 (2000) 1891-1900.

121. W. Heink, J. Karger, H. Pfeifer, "Application of zeugmatography to study kinetics of physical adsorption", Chem. EngngSci., 33 (1978) 1019-1023.

122. J. Karger, G. Seiffert, F. Stallmach, "Space- and time-resolved PFG NMR self-diffusion measurements in zeolites", J. Magn. Reson. A, 102 (1993) 327-331.

123. J. Karger, H. Pfeifer, "PFG NMR self-diffusion measurements in microporous adsorbents", Magn. Reson. Imaging, 12 (1994) 235-239.

124. M.P. Hollewand, L.F. Gladden, "Probing the structure of porous pellets: an NMR study of drying", Magn. Reson. Imaging, 12 (1994) 291-294.

125. S.G. Harding, D. Wessman, S. Stenstrom, L. Kenne, "Water transport during the drying of cardboard studied by NMR imaging and diffusion techniques", Chem. Engng Sci., 56 (2001) 5269-5281.

126. E.E. Ehrichs, H.M. Jaeger, G.S. Karczmar, J.B. Knight, V.Yu. Kuperman, S.R. Nagel, "Granular convection observed by magnetic resonance imaging", Science, 267 (1995) 16321634.

127. G. Metcalfe, M. Shattuck, "Pattern formation during mixing and segregation of flowing granular materials", Physica A, 233 (1996) 709-717.

128. K. Yamane, M. Nakagawa, S.A. Altobelli, T. Tanaka, Y. Tsuji, "Steady particulate flows in a horizontal rotating cylinder", Exp. Fluids, 10 (1993) 1419-1427.

129. M. Nakagawa, S.A. Altobelli, A. Caprihan, E. Fukushima, E.-K. Jeong, "Non-invasive measurements of granular flows by magnetic resonance imaging", Exp. Fluids, 16 (1993) 5460.

130. D. Candela, A. Ding, X. Yang, "Applications of NMR to transport in random systems", Physica B, 279 (2000) 120-124.

131. A. Caprihan, Е. Fukushima, A.D. Rosato, M. Kos, "Magnetic resonance imaging of vibrating granular beds by spatial scanning", Rev. Sci. Instr., 68 (1997) 4217-4220.

132. M. Nakagawa, S.A. Altobelli, A. Caprihan, E. Fukushima, "NMRI study: axial migration of radially segregated core of granular mixtures in a horizontal rotating cylinder", Chem. Engng Sci., 52(1997)4423-4428.

133. H.H. Беляшевский, Н.Г. Бугай, "Гидравлическая структура фильтрационного потока в отдельной поре при нелинейной фильтрации", В сб. "Фильтрация воды в пористых средах", (1978) 15-24.

134. Дж. Бетчелор, "Введение в динамику жидкости", «Мир» (1973).

135. В.А. Кириллов, Ю.Ш. Матрос, В.Н. Сорокин, М.А. Касаманян, М.Г. Слинько, "Гидродинамическая обстановка в свободном объёме слоя катализатора", Доклады АН СССР, 206 (1972) 1409-1411.

136. Ю.Ш. Матрос, "Нестационарные процессы в каталитических реакторах", «Наука», Новосибирск, 1982 г.

137. Л.С. Лейбензон, «Движение природных жидкостей и газов в пористой среде», «ОГИЗ», Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1947г.

138. М.Э. Аэров, О.М. Тодес, Д.А. Наринский, "Аппараты со стационарным зернистым слоем", «Химия», 1979.

139. B.C. Голубев, "Гидродинамическая дисперсия и динамика сорбции в пористой среде с застойными зонами", Доклады АН СССР, 23 (1978) 1161.

140. A. Rutherford, N.R. Amundson, AIChE J., 3 (1957) 280.

141. W.E. Ranz, Chem. Eng. Progr., 48(5) (1952) 247.

142. В.И. Волков, "Исследование гидродинамики и процессов переноса в пористых средах", Канд. дис.- Новосибирск: ИТФ СО АН СССР, 1980 г.

143. Ю.Ш. Матрос, "Аэродинамика химических реакторов с неподвижными слоями катализатора", «Наука», 1985.

144. О.П. Клёнов, Ю.Ш. Матрос, В.И. Луговской, B.C. Лахмостов, "Локальные неоднородности в неподвижном зернистом слое катализатора", Теоретические основы химической технологии, XVII(3) (1983) 337-341.

145. Г.Н. Абаев, Е.К. Попов, И.С. Лукьяненко, А.К. Крестинин, П.Г. Штерн, С.В. Турунтаев, Ю.И. Кузнецов, "О течении в аппаратах с неподвижным зернистым слоем", Доклады АН СССР, 259(3) (1981) 655-659.

146. М.А. Гольдштик, "Процессы переноса в зернистом слое", Новосибирск-1984.

147. L.I. Johnson, W.C. Johnson, D. L. O'Brien, Chem. Eng. Progr. Symp. Ser., 35 (1961) 55.

148. S. Т. Gulatis, in "Structured Catalysts and Reactors" (A. Cybulski and J. Mouljin, Eds.), Marcel Dekker, New York, 1998.

149. D. L. Trimm, Appl. Catal., 7 (1983) 249.

150. J. K. Hochmuth, Appl. Catal. В, 1 (1992) 89.

151. S. Irandoust, B. Andersson, Catal. Rev. Sci. Eng., 30(3) (1988) 341.

152. J.S. Howitt, T.C. Sekella, "Flow effects in monolithic honeycomb automotive catalytic converters", SAEpaper No 740244, (1974).

153. N.S. Will, C.J. Bennett, "Flow maldistributions in automotive converter canisters and their effect on emission control", SAE paper No 922339, (1992).

154. D.W. Wendland, W.R. Matthes, "Visualization of automotive catalytic converter internal flows", SAE Paper No 861554, (1986).

155. E. Karvounis, D.N. Assanis, "The effect of inlet flow distribution on catalytic conversion efficiency", Int. J. Heat Mass Transfer, 36(6) (1993) 1495-1504.

156. E. Jobson, E. Hogberg, K.H. Weber: SAE paper 740244, (1974) 1067.

157. G. Bella, V. Rocco, M. Maggiore, "A study of inlet flow distortion effects on automotive catalytic converters", J. of Engineering for Gas Turbines and Power, 113 (1991) 419-426.

158. C. Schonfelder, "Stromungsoptimierung von metallischen Automobil-Abgaskatalysatoren", VDIBerichte, 613 (1986) 801-818.

159. E. Jobson, Personal communication, 1994.

160. M.-C. Lai, J.-Y. Kim, C.-Y. Cheng, P. Li, G. Chui, J.D. Pakko. "Three-dimensional simulations of automotive catalytic converter internal flow", SAE Paper No 910200, (1991).

161. H. Weltens, H. Bressler, F. Terres, H. Neumaier, D. Rammoser, "Optimisation of catalytic converter gas flow distribution by CFD prediction", SAE paper No 930780, (1993).

162. K. Zygourakis, "Transient operation of monolith catalytic converters: a two-dimensional reactor model and the effects of radially nonuniform flow distributions", Chem. Eng. Sci., 44(9) (1989) 2075-2086.

163. D.K.S. Chen, E.J. Bissett, S.H. Oh, D.L. Van Ostrom, "A three-dimensional model for the analysis of transient thermal and conversion characteristics of monolithic catalytic converters", SAE Paper No 880282 (1988).

164. V.K. Chakravarthy, J.C. Conklin, C.S. Daw, E.F. D'Azevedo, "Multi-dimensional simulations of cold-start transients in a catalytic converter under steady inflow conditions", Applied Catalysis A, 241 (2003) 289-306.

165. A. Holmgren, T. Gronsteldt, B. Anderson, "Improved flow distribution in automotive monolithic converters", React. Kinet. Catal. Lett., 60(2) (1997) 363-371.

166. D.K.S. Chen, S.H. Oh, E.J. Bissert, D.L. Van Ostrom, "A three dimensional model for the analysis of transient thermal and conversion characteristics of monolithic catalytic converters", SAE Paper № 880282 (1988).

167. K. Chakravarthy, C.S. Daw, J.C. Conklin, "Intra-channel mass and heat-transfer modeling in diesel oxidation catalysts", Society of Automotive Engineers, 02FCC-140.

168. U. Tiiztin, R.M. Nedderman, "Gravity flow of granular materials round obstacles-I", Chem. Eng. Sci., 40(3) (1985) 325-336.

169. U. Tuzun, R.M. Nedderman, "Gravity flow of granular materials round obstacles-II", Chem. Eng. Sci., 40(3) (1985) 337-351.

170. V.V.R. Natarajan, M.L. Hunt, E.D. Taylor, "Local measurements of velocity fluctuations and diffusion coefficients for granular material flow", J. FluidMech., 304 (1995) 1-25.

171. S.B. Savage, "Gravity flow of cohesionless granular materials in chutes and channels", J. Fluid Mech., 92 (1979) 53-96.

172. T. Le Pennec, M. Ammi, J.C. Messager, A. Valance, "Dynamics of density waves in a two dimensional funnel on an inclined plane", Eur. Phys. J. B7, (1999) 657-664.

173. И.В. Коптюг, Л.Ю. Ильина, А.В. Матвеев, В.Н. Пармон, Р.З. Сагдеев, "Применение ЯМР-микротомографии для решения актуальных задач катализа", Хим. физика, 21 (2002) 68-78.

174. L.S. Mohan, P.R. Nott and К.К. Rao, "Fully developed flow of coarse granular materials through a vertical channel", Chem. Eng. Sci., 52(6) (1997) 913-933.

175. J. Fan, X. Zhang, L. Cheng, K. Cen, "Numerical Simulation and Experimental Study of Two-Phase Flow in a Vertical Pipe", Aerosol Science and Technology, 27 (1997) 281-292.

176. D.C. Drucker, W. Prager, "Soil mechanics and plastic analysis or limit design", Quart. Appl. Math, 10(1952) 157-165.

177. J.De Jong, G. De Geotech. 21 (1971) 155-163.

178. R. G. James, P. L. Bransby, Geotech., 21 (1971) 61-83.

179. A. J.M. Spencer, "A theory of the kinematics of ideal soils under plane strain conditions", J. Mech. Phys. Solids, 12 (1964) 337-351.

180. H.P. Zhu, A.B. Yu, "The effects of wall and rolling resistance on the couple stress of granular materials in vertical flow", Physica A, 325 (2003) 347-360.

181. A. Valance, T. Le Pennec, "Nonlinear dynamics of density waves in granular flows through narrow vertical channels", Eur. Phys. J. B5, (1998) 223-229.

182. O. Pouliquen, Y. Forterre, "Slow dense granular flows as a self induced process", Advansec in complex systems, 4(4) (2001) 441-450.

183. P.K. Haff, "Grain flow as a fluid-mechanical phenomenon", J. Fluid Mech., 134 (1983) 401-430.

184. L. Conrath, J.M. Salazar, "Decompaction waves in falling granular flows", Granular Matter, 2 (2000) 47-52.

185. C.-H. Wang, Z. Tong, "Transient development of instabilities in bounded shear flow of granular materials", Chem. Eng. Sci., 53(22) (1998) 3803-3819.

186. E.C. Bingham, R.W. Wikoff, "The flow of dry sand through capillary tubes", J. Rheol, 2 (1931)395-400.

187. R.L. Brown, J.C. Richards, "Principles of Powder Mechanics", Pergamon Press 1970, Oxford.

188. K. Takahasi, Geophys. Mag., 11 (1937) 165-175.

189. K. Ridgway, R. Rupp, Chem. Process Eng., 51 (1970) 82-85.

190. B.A. Дрябин, Д.М. Галерштейн, C.C. Забродский, "Свободное истечение сыпучих сред через одно- многодырчатые днища и шаровые неподвижные насадки", ИФЖ, XL(6) (1981)997-1007.

191. М.Э. Аэров, О.М. Тодес, "Гидравлические и тепловые основы работы аапаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем", Химия (1968) 510 стр.

192. K.R. Westerterp, М. Kuczynski, "A model for a countercurrent gas-solid-solid trickle flow reactor for equilibrium reactions. The methanol synthesis", Chem. Eng. Sci., 42(8) (1987) 18711885.

193. Rose and van Swaaij, 1979.197. Large, 1981.

194. K.R. Westerterp, M. Kuczynski, 1987.

195. B.A. Дрябин, Д.М. Галерштейн, "Теплообмен между неподвижной зернистой насадкой и нисходящим пылегазовым потоком", ИФЖ, 34(4) (1988) 619-627.

196. L.V. Barysheva, E.S. Borisova, V.M. Khanaev, V.A. Kuzmin, I.A. Zolotarsky, N.A. Pakhomov, A.S. Noskov, "Motion of particles through the fixed bed in a gas-solid-solid downflow reactor", Chem. Eng. J., 91 (2003) 219-225.

197. C.Y. Chen, "Filtration of aerosols by fibrous media", Chem. Rev., 55 (1955) 595-623.

198. E. Lord, "Air flow through plugs of textile fibres. Part-I-General flow relations", J. Text. Inst., 46(1955) 191-213.

199. A.C. Goodings, "Air flow through textile fabrics", Textile Res. J., (1964) 713 724.

200. C.P. Kyan, D.T. Wasan, R.C. Kinter, "Flow of single-phase fluids through fibrous beds", Ind. Eng. Chem. Fundam., 9(4) (1970).

201. С. Brasquet, P.Le Cloirec, "Pressure drop through textile fabrics-experimental data modeling using classical models and neural networks", Chem. Eng. Sci., 55 (2000) 2767 -2778.

202. E. Mauret, M. Renaud, "Transport phenomena in multi-particle systems-I. Limits of applicability of capillary model in high voidage beds-application to fixed beds of fibers and fluidized beds of spheres", Chem. Eng. Sci., 52(11) (1997) 1807-1817.

203. P. Le Cloirec, C. Brasquet, E. Subrenat, "Adsorption onto fibrous activated carbon : applications to water treatment", Energy and Fuels, 11 (1997) 331-336.

204. M. Suzuki, "Application of fiber adsorbents in water treatment", Water Sci. Technol., 23 (1991) 1649-1658.

205. Jl. Апельбаум, M. Тёмкин, "Окисление аммиака на сетках из платины и платинородиевого сплава", Ж Хим. Физ., 22(2) (1948) 195-207.

206. B.S. Bal'zhinimaev, L.G. Simonova, V.V. Barelko, A.V. Toktarev, V.I. Zaikovskii, V.A. Chumachenko, Chem. Eng. J., 91 (2003) 175-179.

207. G.I. Efremov, "Generalized kinetics of drying of fibre materials", Fibre chemistry, 32(6) (2000) 431-436.

208. G.I. Efremov, "Kinetics of drying of fibre materials", Fibre chemistry, 33(4) (2001) 275281.

209. H.S. Lee, W.W. Carr, H.W. Beckham, J. Leisen, "A model of through-air drying of tufted textile materials", Int. J. Heat Mass Transfer, 45(2) (2002) 357-366.

210. C.V. Le, N.G. Ly, "Heat and mass transfer in the condensing flow of steam through an absorbing fibrous medium", Int. J. Heat Mass Transfer, 38(1) (1995) 81-89.

211. D.M. Amirakov, A.A. Kotenko, M.N. Tul'skii, M.M. Chelyak, "Hollow fibres for removal and concentration of hydrogen sulfide from gas mixtures by the membrane method", Fibre Chemistry, 33(1) (2001) 67-72.

212. M.V. Goryachev, Yu.S. Shustov, "Air permeability of silk mesh as a function of the structure and pressure difference", Fibre Chemistry, 33(4) (2001) 291-293.

213. N.I. Zagoruiko, I.S. Rodzivilova, S.E. Artemenko, L.G. Glukhova, "Sorption studies of the pore structure of carbon fibres", Fibre Chemistry, 33(6) (2001) 499-501.

214. S.F. Grebennikov, A.T. Kynin, "Water vapor sorption mechanism and hygroscopicity of textile materials", Fibre Chemistry, 35(5) (2003) 360-365.

215. Н.Я. Фабрикант, «Аэродинамика», Издательство «Наука», 1964г.

216. Р. Бусройд, «Течение газа со взвешенными частицами» «Мир», 1975.

217. Г.К. Боресков, «Гетерогенный катализ», Москва «Наука», 1986г.