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积分在若干学科的应用(3)

时间:2023-10-05 22:01来源:毕业论文
2。1。1 等温法 在对热分析实验过程中的数据进行动力学分析时,在一些情况下使用了等温法,给出的动力学方程为: 。 其中 。 其中 :积分形式的动力

2。1。1  等温法

在对热分析实验过程中的数据进行动力学分析时,在一些情况下使用了“等温法”,给出的动力学方程为:

 。 其中  。

其中  :积分形式的动力学模型函数, :反应速率,在一些较为简单的反应中, 是常数, :时间。

2。1。2  单个扫描速率的非等温法

单个扫描速率法是通过在同一扫描速率下,对反应测得的一条 曲线上的数据点进行动力学分析的方法[5]。在热分析中,非等温法比等温法要复杂难懂很多,给出的相关公式有:

其中  为温度积分, 此积分的求解将会在2。3节详细介绍。

2。1。3  多重扫描速率法论文网

多重扫描速率法是指不同加热速率下所测得地多条 曲线来进行动力学分析的方法[5]。而在此研究方向中, 法与 法运用到了积分,而其他在此方向的研究者以及成果不作过多介绍。 提出的新的多重扫描法,给出的积分公式为:

 。

其中  。在 值时是个常数,取一组不同的 值,测得曲线上相同的 值处的数据,作图 得出一条直线,从此直线的斜率可计算得活化能 。

在上述的三种方法中,研究者给出的公式用积分来表示,积分公式的广泛应用,使计算简洁有效,由此说明积分在热分析动力学方法的重要性。

2。2  热分析动力学方程

热分析动力学方程有两类,此节就具体研究了积分在这两类方程得出的过程中,所起到的的作用。

2。2。1  第Ⅰ类动力学方程

描述动力学问题的积分形式方程 , :为 时反应中物质已反应的分数,对下图DSC曲线来说,  是指反应中物质在某时刻时的反应热,等若DSC曲线下的面积的一部分, 是指反应完成时物质的总放热,等若DSC曲线下的总面积;

假设在非等温情况下,上述方程亦适用, ,其中  :DSC曲线中偏离基线的起始温度; :恒定升温速率( ),由上述方程可得

称上式 方程为热分析的第Ⅰ类动力学方程。

2。2。2  第Ⅱ类动力学方程

第Ⅱ类动力学方程应有3种导出途径,在此只介绍其中两种积分形式的。

导出途径1:在某 条件下的物质热解反应中, 与 互为彼此的函数,表示为 ,而 通常情况时,反应在等温条件下是 和 的函数,有 ,即  。将方程  对 进行积分,记 ,

则有 。

假设 是 的反函数,有 。原函数 与反函数 的导数关系 。综合来讲 。将上述方程代入方程 ,得

称上式方程为热分析的第Ⅱ类动力学方程。

导出途径2:如若应用不同于上述中的速率行数表达式,应用柯奇(Kooij)公式 。

有 

等温时, ;非等温时 。  。

将上式代入方程 有

           

                 

知 为欧拉积分,有 。将上式用于方程 ,得 

         

当 时,得热力分析的第Ⅱ类动力学方程 。文献综述

在热分析动力学方程的应用中,积分用于表示、求解“积分形式的动力学模型函数”,在此研究过程中,起到了不可忽视的作用,积分的应用在此方面发挥着巨大的作用。由方程形式上,我们可以看出这两种方程的区别:第Ⅰ类热分析动力学方程中的温度积分没有数值解,而第Ⅱ类方程中的温度积分有数值解,下节将讨论如何求温度积分的数值解。

2。3  用数值积分的方法求温度积分的解

积分在若干学科的应用(3):http://www.youerw.com/shuxue/lunwen_197064.html
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