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申请/专利权人：中国计量大学

摘要：本发明公开了一种面向绝热加速量热的复杂动力学求解方法。本发明首先基于微分等转换率方法求解多组不同热惰性因子的绝热量热实验数据；其次结合微分等转换率方法求解结果和动力学补偿效应进行绝热量热反应模型辨识；然后基于辨识出的反应模型进行活化能建模，同时建立目标函数；最后基于改进麻雀搜索算法对目标函数智能寻优，获得复杂热动力学参数。本发明可以有效解决绝热数据处理中模型选择困难和多参数求解易陷入局部最优的问题，可以准确求解复杂动力学参数，对于提高绝热加速量热作为热科学分析仪器在化工安全评估的可靠性和高效性具有积极作用。

主权项：1.一种面向绝热加速量热的复杂动力学求解方法，其特征在于：基于微分等转换率方法求解多组不同热惰性因子的绝热量热实验数据；结合微分等转换率方法求解结果和动力学补偿效应进行绝热量热反应模型辨识；基于辨识出的反应模型进行活化能建模，同时建立目标函数；基于改进麻雀搜索算法对目标函数智能寻优，获得复杂热动力学参数；所述的基于微分等转换率方法求解多组不同热惰性因子的绝热量热实验数据具体是：开展同一样品多组不同热惰性因子的绝热量热实验，对温度数据按固定步长进行筛选，结合微分等转换率方法进行求解： 其中下标代表不同的热惰性因子，代表在某一组热惰性因子下转化率为α时对应的样品温度，Tonset代表起始分解温度，Tfinal代表反应结束温度，R代表普适气体常数，fα代表反应模型，Aα代表指前因子；通过对上述方程线性拟合得到斜率Eα，代表活化能计算值，截距得到ln[Aαfα]的值；所述的绝热量热反应模型辨识具体是：选择不同反应模型fα，计算出在每一个给定α下[dαdtfα]的值；接着，利用之间的线性拟合，得到斜率与截距，斜率代表热惰性因子下活化能的值，截距代表热惰性因子下指前因子的值； 其次，基于不同反应模型fα计算出对应的与对参数组进行线性拟合得到动力学补偿参数a和b的值； 结合微分等转换率方法计算出的Eα，获得Aα；lnAα＝aEα+b然后根据Aαfα的值，计算得到fαcal；fαcal＝[Aαfα]Aα最后，以不同的反应模型为基础对fαcal做最小二乘法拟合，拟合效果最佳的反应模型为所待求物质的反应模型； 其中N为数据总数，fαcal为实际计算值，fαfit为不同反应模型数学表达式，SS为残差平方和；所述的基于辨识出的反应模型进行活化能建模，同时建立目标函数具体是：基于辨识出的反应模型，通过对反应速率方程取对数，然后对温度负倒数取偏导数，获得活化能理论公式Eα,T； 其中A1、A2分别为复杂反应的两个指前因子，E1、E2分别为复杂反应的两个活化能；令γ＝A1A2，然后对活化能理论公式进行整理，得到下式： 整理后的活化能公式里含有待求解参数γ、E1、E2；结合活化能理论公式与活化能计算值Eα，建立目标函数F1；F1＝∑Ea-Ecal2其中Eα表示活化能计算值，Ecal表示活化能理论值；所述的基于改进麻雀搜索算法对目标函数智能寻优，获得复杂热动力学参数具体是：基于改进麻雀搜索算法对目标函数F1优化后获得参数γ、E1、E2，将这些参数作为已知值代入到反应速率方程中；通过对反应速率方程做最小二乘法拟合，建立目标函数F2；F2＝∑[dαdtexp-dαdtcal]2其中dαdtexp为反应速率实测值，dαdtcal为反应速率理论计算值；对目标函数F2进行优化获得剩余动力学参数包括：两个指前因子A1，A2，三个反应级数n1，n2，m。

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百度查询： 中国计量大学 一种面向绝热加速量热的复杂动力学求解方法