MATHEMATICS

Mathematical modeling of industrial ammonia synthesis using nonlinear reactiondiffusion equations

[Математическое моделирование промышленного синтеза аммиака с использованием нелинейных уравнений реакции-диффузии]

J. Khasanov^a, S. Yu. Muminov^b, S. B. Iskandarov<sup>c

a</sup> Urgench State Pedagogical Institute, Urgench 220100, Uzbekistan
^b Mamun University, Khiva 220900, Uzbekistan
^c Urgench State University named after Abu Rayhan Biruni, Urgench 220100, Uzbekistan

Аннотация: В данном исследовании предлагается математическая модель синтеза аммиака, основанная на нелинейных уравнениях реакции-диффузии. Модель объединяет вырожденную диффузию газа в реакторе с кинетикой реакции Габера–Боша для исследования эффективности и экологической устойчивости. Проведен теоретический анализ для установления существования и устойчивости глобальных решений для базовой вырожденной параболической системы. Численное моделирование было проверено на основе промышленных данных завода “Навоиазот” в Узбекистане, продемонстрировав 98,2% точность определения профилей концентрации и превосходя модели с постоянной диффузией на 12–15% в областях с низкой концентрацией.

Ключевые слова: нелинейная реакция-диффузия, вырожденная диффузия, синтез аммиака, кинетика Габера–Боша, глобальная устойчивость.

Поступила в редакцию: 04.11.2025
Исправленный вариант: 20.11.2025
Принята в печать: 23.11.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-6-749-754