пример — синтез тяжелых углеводородов в процессе синтеза Фише-
ра – Тропша [1]. Синтез искусственной нефти позволяет решить эколо-
гические проблемы, связанные с утилизацией попутного жирного газа
на нефтяных месторождениях, вовлечь в экономическую деятельность
труднодоступные месторождения природного газа, обеспечить эконо-
мическую независимость стран от импорта углеводородного сырья.
В Технологическом институте сверхтвердых и новых углеродных
материалов (ФГБНУ ТИСНУМ, Троицк) разрабатывается промыш-
ленный реактор на
5 000
м
3
/
ч синтез-газа с проектной мощностью
до 500 кг/ч стабилизированных жидких углеводородов. В реакторе с
неподвижным слоем гранулированного катализатора синтез происхо-
дит внутри пористых гранул и сопровождается выделением большого
количества теплоты. Теплота экзотермической реакции отводится из
объема гранулы к границе, с которой отводится за счет теплоотдачи
в жидкие продукты синтеза. Превышение мощности тепловыделения
над мощностью теплоотвода с поверхности приводит к неконтролиру-
емому увеличению температуры — тепловому взрыву. Потеря тепло-
вой стабильности гранул катализатора может вызвать тепловой взрыв
всего реактора. В связи с этим исследование границ и условий нача-
ла теплового взрыва — актуальная задача, определяющая стабильные
технологические режимы работы установок синтеза.
Условия, приводящие к потере тепловой стабильности в детерми-
нированных условиях, достаточно хорошо изучены [1–6]. Существует
критическая температура, превышение которой вызывает существен-
ное увеличение температуры гранулы. Ситуация качественно меняет-
ся, когда температура среды является случайной величиной. В этом
случае всегда с ненулевой вероятностью существует флуктуация тем-
пературы, значение которой превысит критическое значение, что мо-
жет вызвать потерю тепловой стабильности. Исследованию влияния
случайного шума на поведение систем с резким изменением состо-
яний посвящены, например, работы [7–11]. Результаты настоящего
исследования также могут быть использованы при расчетах условий
воспламенения дисперсного топлива в авиационных и ракетных дви-
гателях, в энергетике, для оценок вероятности возникновения взрыва
при хранении и транспортировке дисперсных горючих материалов.
Влияние шума на взрывное поведение систем рассмотрено в ра-
ботах [9–16] в рамках аппарата функции плотности вероятности. Это
требует использования современных методов случайных процессов и
функционального анализа и позволяет получить результаты, имеющие
практическое значение. Однако метод функции плотности вероятности
абстрагируется от некоторых важных деталей химической кинетики,
4
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 2
