[发明专利]基于单峰热解曲线的炭化可燃物热解动力学参数计算方法

摘要

本发明公开了一种基于单峰热解曲线的炭化可燃物热解动力学参数计算方法，包括：等转化率法FWO法求取可燃物单峰热解的活化能值E；假设多种反应机理，通过CR法求取活化能值E与FWO法得到的值对比，确定可燃物单峰热解的反应机理函数f(α)，求取指前因子A；确定求解参数的取值范围；粒子群人工智能优化算法(PSO)对指前因子A、活化能值E以及炭生成率v进行寻优，并在最优解时输出计算结果。本发明降低了求可燃物单峰热解高阶偏微分方程的难度；计算精度好；优化效率高；使用范围广，可以同时应用到多组升温速率和多种可燃物的单峰热解求解中，有效预测实验结果。

主权项

1.一种基于单峰热解曲线的炭化可燃物热解动力学参数计算方法，其特征在于，包含如下步骤：/nS1、基于单峰热解曲线的炭化可燃物热解单步反应公式：固体→v炭+(1-v)挥发物，v为炭生成率，采用等转化率法FWO在不同的转化率α下求取炭化可燃物热解的活化能值E，最后求取不同转化率下活化能值E的平均值；/nS2、在多种反应机理下，采用CR法求取在不同机理下炭化可燃物热解的活化能平均值E，与FWO法得到的值进行对比，找到FWO法计算的活化能值最接近CR法计算的活化能值时CR法对应的反应机理函数f(α)，继而求得指前因子A；/nS3、将指前因子A以及活化能值E分别上下浮动一定百分比，分别得到指前因子A和活化能值E的寻优范围，炭生成率v的寻优范围设置为(0,1)；/nS4、在步骤S3确定的寻优范围的基础上，采用粒子群人工智能优化算法PSO程序对指前因子A、活化能值E以及炭生成率v进行寻优，并在最优解时输出转化率α、转化速率dα/dt、质量损失m/m₀以及质量损失速率d(m/m₀)/dt，从而完成炭化可燃物热解动力学参数的计算；寻优过程中，参数的迭代更新公式如下：/nα_i＝α_i-1+(dα/dt)_i-1×(t_i-t_i-1)，/n(m/m₀)_i＝1-α_i×(1-v)，/n(d(m/m₀)/dt)_i＝((m/m₀)_i-(m/m₀)_i-1)/(t_i-t_i-1)，/ndα/dt＝Af(α)exp(-E/RT)；/n其中t表示时间，m、m₀表示炭化可燃物热解瞬时质量和初始质量，R为普适气体常数，T为绝对温度，i表示更新迭代次数。/n