專利名稱：一種宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的表征和機(jī)理分析。
背景技術(shù)：
宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是研究傳遞過程在內(nèi)的宏觀綜合反應(yīng)速度，涉及到諸如高溫氧化還原反應(yīng)、氣體滲氮及滲碳過程、氫化及脫氫反應(yīng)和礦石的焙燒等領(lǐng)域。但是，氣固反應(yīng)大多比較復(fù)雜，比如:(1)固體物料本身是反應(yīng)的參與者，反應(yīng)過程中固體反應(yīng)物被消耗并發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，因此反應(yīng)具有明顯的暫態(tài)性；(2)反應(yīng)性能往往是固體結(jié)構(gòu)的反映，而它不僅與固體物料的微觀結(jié)構(gòu)因素有關(guān)，也與固體的宏觀結(jié)構(gòu)因素有關(guān)；(3)固相轉(zhuǎn)化反應(yīng)類型多且復(fù)雜，包括有固體生成物的氣固反應(yīng)、固體分解反應(yīng)等，有時(shí)還常常伴隨發(fā)生；(4)反應(yīng)常常伴隨大量的熱效應(yīng)，而體系的熱力學(xué)性質(zhì)會(huì)對(duì)反應(yīng)過程產(chǎn)生重要影響等等。鑒于此，人們對(duì)宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能及其模型的研究結(jié)果差異很大，建立的宏觀動(dòng)力學(xué)模型有的比較繁瑣，牽涉大量微分和積分；有的僅能給出方程的特征解，同時(shí)大量對(duì)數(shù)的引入也進(jìn)一步放大了模型擬合誤差；有的適用范圍小，條件稍有改變就會(huì)帶來很大誤差。因此，目前亟待建立一種可將固體反應(yīng)物結(jié)構(gòu)參數(shù)、宏觀反應(yīng)條件、熱力學(xué)性能和體系宏觀動(dòng)力學(xué)聯(lián)系起來的具有普適性的宏觀動(dòng)力學(xué)模型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是:提供一種宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，它能快速的找到各種控速機(jī)理下對(duì)應(yīng)的最佳反應(yīng)溫度并求出相應(yīng)的最短反應(yīng)時(shí)間，能為工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗(yàn)提供理論指導(dǎo)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，通過Van’t Hoff公式擬合或通過數(shù)據(jù)庫查到具體反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)，并找到I組以上實(shí)際反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，將熱力學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)代入模型公式
權(quán)利要求
1.一種宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，其特征在于:通過Van’t Hoff公式擬合或通過數(shù)據(jù)庫查到具體反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)，并找到I組以上實(shí)際反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，將熱力學(xué)參數(shù)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)代入模型公式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，其特征在于:通過Van’tHoff公式擬合或通過數(shù)據(jù)庫查到具體反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)是指焓變△//和及熵變NS。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，其特征在于:所述的實(shí)際反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)包括反應(yīng)溫度、初始反應(yīng)氣體壓力、對(duì)應(yīng)的反應(yīng)分?jǐn)?shù)及反應(yīng)時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，其特征在于:計(jì)算放熱型的氣固反應(yīng)時(shí),可通過公式
全文摘要
本發(fā)明公開了一種宏觀氣固反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，動(dòng)力學(xué)模型包含以表面滲透及內(nèi)擴(kuò)散作為控速環(huán)節(jié)的顯函數(shù)表達(dá)式；通過將1組以上實(shí)際反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)及反應(yīng)熱力學(xué)參數(shù)代入到模型公式中，利用非線性擬合可求得氣固反應(yīng)或其逆反應(yīng)的特征時(shí)間tc、表觀活化能Δε、最佳反應(yīng)溫度及對(duì)應(yīng)的最短反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)可分析反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理。本發(fā)明中建立的動(dòng)力學(xué)模型考慮了反應(yīng)體系的熱力學(xué)性質(zhì)、固體結(jié)構(gòu)參數(shù)及宏觀反應(yīng)條件，具有普適性，適用于氧化還原反應(yīng)、氣體滲氮及滲碳過程、儲(chǔ)氫合金氫化及脫氫反應(yīng)和礦石的焙燒等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G06F19/00GK103150480SQ20131008704
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者劉靜 申請(qǐng)人:貴州師范大學(xué)