[發明專利]一種熔分赤泥成纖的成纖直徑確定方法及系統

在審

• 申請號: 202111473814.3
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114141315A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 徐博;任倩倩;李智慧;龍躍;杜培培;田鐵磊;邢磊;趙鵬越;曹亞然
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: G16C20/20
• 分類號: G16C20/20;G16C10/00;G06F17/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙興華

本發明涉及了一種熔分赤泥成纖的成纖直徑確定方法及系統，該方法基于確定熔分赤泥成纖體系的化學成分含量，建立熔分赤泥成纖體系的立方盒子；然后對立方盒子進行高溫幾何優化，優化后的盒子進行降溫分子動力學模擬，利用體系內所有原子總的均方位移分布，確定擴散系數D和黏度系數η；測量熔分赤泥成纖的半徑r，并通過線性回歸的方法建立黏度與半徑的關系模型，基于該關系模型進行成纖直徑的確定，無需成纖直徑的機械的測量，實現了快速的確定熔分赤泥成纖的成纖直徑。

技術領域

本發明涉及熔分赤泥成纖技術領域，特別是涉及一種熔分赤泥成纖的成纖直徑確定方法及系統。

背景技術

熔分赤泥是生產鋁過程中產生的固體廢棄物(赤泥)經轉體爐提鐵后形成的熔渣，含有大量的堿性氧化物和氧化鋁，如大量堆積會對環境產生污染。目前，利用赤泥、調質劑鈉鹽和生石灰為原料制備礦棉；赤泥、粉煤為主料，生石灰與工業廢渣(含高鈣)制備纖維等取得了一定的進展。在利用赤泥制備纖維的過程中，如何保證生產的纖維質量好并符合國家標準顯得尤為重要。其中纖維的直徑就是評價其產品質量的一個重要標準，如何快速的確定熔分赤泥成纖的成纖直徑成為一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種熔分赤泥成纖的成纖直徑確定方法及系統，以快速的確定熔分赤泥成纖的成纖直徑。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供一種熔分赤泥成纖的成纖直徑確定方法，所述方法包括如下步驟：

采用計算機建模的方式，確定熔分赤泥成纖的粘度系數的理論值和成纖半徑的理論值；

根據粘度系數的理論值和成纖半徑的理論值，采用線性回歸的方法確定粘度系數和成纖半徑的關系模型；

計算熔分赤泥成纖過程中的粘度系數的實際值；

根據所述關系模型和粘度系數的實際值，確定熔分赤泥成纖的成纖直徑的實際值。

可選的，所述采用計算機建模的方式，確定熔分赤泥成纖的粘度系數的理論值和成纖半徑的理論值，具體包括：

基于熔分赤泥成纖體系中不同化學成分的含量，構建無定形熔分赤泥立方體盒子模型；

對所述無定形熔分赤泥立方體盒子模型進行幾何優化，獲得優化后的幾何模型；

對優化后的幾何模型進行降溫分子動力學模擬，并獲得熔分赤泥成纖體系所有原子的總均方位移；

基于所述總均方位移計算熔分赤泥成纖的粘度系數的理論值；

待降溫完成后測量熔分赤泥成纖后的成纖半徑的理論值。

可選的，所述基于所述總均方位移計算熔分赤泥成纖的粘度系數的理論值，具體包括：

基于所述總均方位移，利用公式計算熔分赤泥成纖的擴散系數；

基于所述擴散系數，利用公式計算熔分赤泥成纖的粘度系數的理論值；

其中，D表示熔分赤泥成纖的擴散系數，η表示熔分赤泥成纖的粘度系數，K_b表示波爾斯曼常數，T表示溫度，λ表示擴散離子的平均擴散距離，λ＝2R，R表示擴散離子的平均半徑，t表示時間，表示總均方位移，r_i(t)表示離子i在t時刻的位置矢量，r_i(0)表示離子i在0時刻的位置矢量，N表示離子的數量。

可選的，所述關系模型為：η＝a+br；

其中，η和r分別為熔分赤泥成纖的粘度系數和成纖半徑，a和b分別表示關系模型的常數項系數和一次項系數。

一種熔分赤泥成纖的成纖直徑確定系統，所述系統包括如下步驟：