[发明专利]一种熔分赤泥成纤的成纤直径确定方法及系统

说明书

本发明涉及了一种熔分赤泥成纤的成纤直径确定方法及系统，该方法基于确定熔分赤泥成纤体系的化学成分含量，建立熔分赤泥成纤体系的立方盒子；然后对立方盒子进行高温几何优化，优化后的盒子进行降温分子动力学模拟，利用体系内所有原子总的均方位移分布，确定扩散系数D和黏度系数η；测量熔分赤泥成纤的半径r，并通过线性回归的方法建立黏度与半径的关系模型，基于该关系模型进行成纤直径的确定，无需成纤直径的机械的测量，实现了快速的确定熔分赤泥成纤的成纤直径。

技术领域

本发明涉及熔分赤泥成纤技术领域，特别是涉及一种熔分赤泥成纤的成纤直径确定方法及系统。

背景技术

熔分赤泥是生产铝过程中产生的固体废弃物(赤泥)经转体炉提铁后形成的熔渣，含有大量的碱性氧化物和氧化铝，如大量堆积会对环境产生污染。目前，利用赤泥、调质剂钠盐和生石灰为原料制备矿棉；赤泥、粉煤为主料，生石灰与工业废渣(含高钙)制备纤维等取得了一定的进展。在利用赤泥制备纤维的过程中，如何保证生产的纤维质量好并符合国家标准显得尤为重要。其中纤维的直径就是评价其产品质量的一个重要标准，如何快速的确定熔分赤泥成纤的成纤直径成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔分赤泥成纤的成纤直径确定方法及系统，以快速的确定熔分赤泥成纤的成纤直径。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种熔分赤泥成纤的成纤直径确定方法，所述方法包括如下步骤：

采用计算机建模的方式，确定熔分赤泥成纤的粘度系数的理论值和成纤半径的理论值；

根据粘度系数的理论值和成纤半径的理论值，采用线性回归的方法确定粘度系数和成纤半径的关系模型；

计算熔分赤泥成纤过程中的粘度系数的实际值；

根据所述关系模型和粘度系数的实际值，确定熔分赤泥成纤的成纤直径的实际值。

可选的，所述采用计算机建模的方式，确定熔分赤泥成纤的粘度系数的理论值和成纤半径的理论值，具体包括：

基于熔分赤泥成纤体系中不同化学成分的含量，构建无定形熔分赤泥立方体盒子模型；

对所述无定形熔分赤泥立方体盒子模型进行几何优化，获得优化后的几何模型；

对优化后的几何模型进行降温分子动力学模拟，并获得熔分赤泥成纤体系所有原子的总均方位移；

基于所述总均方位移计算熔分赤泥成纤的粘度系数的理论值；

待降温完成后测量熔分赤泥成纤后的成纤半径的理论值。

可选的，所述基于所述总均方位移计算熔分赤泥成纤的粘度系数的理论值，具体包括：

基于所述总均方位移，利用公式计算熔分赤泥成纤的扩散系数；

基于所述扩散系数，利用公式计算熔分赤泥成纤的粘度系数的理论值；

其中，D表示熔分赤泥成纤的扩散系数，η表示熔分赤泥成纤的粘度系数，K_b表示波尔斯曼常数，T表示温度，λ表示扩散离子的平均扩散距离，λ＝2R，R表示扩散离子的平均半径，t表示时间，表示总均方位移，r_i(t)表示离子i在t时刻的位置矢量，r_i(0)表示离子i在0时刻的位置矢量，N表示离子的数量。

可选的，所述关系模型为：η＝a+br；

其中，η和r分别为熔分赤泥成纤的粘度系数和成纤半径，a和b分别表示关系模型的常数项系数和一次项系数。

一种熔分赤泥成纤的成纤直径确定系统，所述系统包括如下步骤：