[發明專利]一種鋅電解過程中電解工況的測量方法與系統

在審

• 申請號: 201710188935.0
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN107423461A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 李勇剛;李璽;陽春華;朱紅求;黃毅;鄧仕鈞
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 湯財寶

1.一種鋅電解過程中電解工況的測量方法，其特征在于，包括：

根據鋅電解過程中電解液在電解槽內的流動狀態特征及所述電解槽內的電解反應體系對應的電解特性，建立所述鋅電解過程的數學模型；

等比例建立所述電解槽對應的物理模型；

根據所述數學模型和所述物理模型對所述電解槽內的所述鋅電解過程進行仿真，獲取表征所述鋅電解過程的電解工況的工況參數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述等比例建立所述電解槽對應的物理模型之后，還包括：

對所述數學模型和所述物理模型進行離散化處理，獲得離散數學模型和離散物理模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述等比例建立所述電解槽對應的物理模型之后，還包括：

確定所述鋅電解過程的初始條件和所述鋅電解過程的邊界條件。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述數學模型和所述物理模型對所述電解槽內的所述鋅電解過程進行仿真進一步包括：

基于有限體積法，根據所述離散數學模型、所述離散物理模型、所述初始條件和所述邊界條件對所述電解槽內的所述鋅電解過程進行仿真。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據鋅電解過程中電解液在電解槽內的流動狀態特征及電解反應體系對應的電解特性，建立所述鋅電解過程的數學模型包括：

根據所述電解液在所述電解槽內的流動狀態特征，確定所述流動狀態特征對應的流動狀態特征參數和流動狀態約束條件；

根據所述電解槽內的電解反應體系對應的電解特性，確定所述電解特性對應的電解反應參數和電解反應約束條件；

根據所述流動狀態特征參數和所述流動狀態約束條件，確定所述流動狀態特征對應的流動狀態特征方程；

根據所述電解反應參數和所述電解反應約束條件，確定所述電解特性對應的Butler-Volmer方程和氣體析出反應電流密度計算方程；

根據所述流動狀態特征參數、所述流動狀態約束條件、所述電解反應參數和所述電解反應約束條件確定UDF函數；

根據所述流動狀態特征方程、所述Butler-Volmer方程、所述氣體析出反應電流密度計算方程和所述UDF函數，建立所述鋅電解過程的數學模型。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述數學模型和所述物理模型進行離散化處理，獲得離散數學模型和離散物理模型包括：

對所述物理模型進行網格劃分，得到空間網格區域，所述空間網格區域組成離散物理模型；

通過控制方程離散技術將所述數學模型在所述空間網格區域上進行離散，獲得離散數學模型。

7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述確定所述鋅電解過程的初始條件和所述鋅電解過程的邊界條件包括：

根據所述鋅電解過程的所述流動狀態特征，通過所述UDF函數設置所述流動狀態特征對應的所述初始條件和所述邊界條件；

根據所述鋅電解過程的所述電解反應體系對應的電解特性，通過所述UDF函數設置所述電解特性對應的所述初始狀態參數。

8.一種鋅電解過程中電解工況的測量系統，其特征在于，包括：

第一建模模塊，用于根據鋅電解過程中電解液在電解槽內的流動狀態特征及所述電解槽內的電解反應體系對應的電解特性，建立所述鋅電解過程的數學模型；

第二建模模塊，用于等比例建立所述電解槽對應的物理模型；

仿真處理模塊，用于根據所述數學模型和所述物理模型對所述電解槽內的所述鋅電解過程進行仿真，獲取表征所述鋅電解過程的電解工況的工況參數。

9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：

離散處理模塊，用于對所述數學模型和所述物理模型進行離散化處理，獲得離散數學模型和離散物理模型。

10.根據權利要求9所述的系統，其特征在于，所述系統還包括：

條件確定模塊，用于確定所述鋅電解過程的初始條件和所述鋅電解過程的邊界條件。