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氧化铝生产热力学数据库的优化与完善

作　者: 孟芸
导　师: 李小斌
学　校: 中南大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 热力学数据库性能优化活度系数估算模型
分类号: TF821
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 193次
引　用: 11次
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内容摘要

1.0版《氧化铝生产热力学数据库》在一年多的使用中表现出了强大的生命力，同时也暴露出了诸多问题。论文针对此，进行了全面的软件优化和版本升级工作，同时提出了全新的铝酸钠溶液活度系数估算模型，实现了数据库对NaAl（OH）₄-NaOH-H₂O体系活度系数及其它相关热力学性质的计算。新版本数据库采用时下主流的数据库开发平台Windows 2000、Access 2000以及DAO数据库连接技术。按照数据库软件开发的要求，对用户界面、数据库接入、反应配平程序、主要计算程序等全部代码进行了详细的修改及性能优化，并对架构进行相应调整，彻底消除了1.0版数据库使用中诸如使用不便、配平程序失效、计算失败等问题。着眼于氧化铝生产过程中最为重要的NaAl（OH）₄-NaOH-H₂O体系，探索出了一整套基于Debye-Hückel理论，经由平衡溶解度数据，构建活度系数估算模型的方法，包括：1)Debye-Hückel模型用于NaOH-NaAl（OH）₄-H₂O体系的应用假设及参数取值；2)Debye-Hückel模型NaOH-NaAl（OH）₄-H₂O体系适用性探讨；3)NaOH-NaAl（OH）₄-H₂O体系活度系数估算模型的最终建立。由此，成功解决平衡溶解度数据在苛性比和苛碱浓度范围上的限制，引入“铝酸钠溶液中水的表观介电常数ε′”的概念，针对NaOH-NaAl（OH）₄-H₂O体系给出介电常数ε′关联于α_K、m_NaOHT和T的计算方法，提出了40℃—100℃基于Debye-Hückel模型的NaAl（OH）₄-NaOH-H₂O体系活度系数估算模型，并实现了在数据库中的应用。此次开发工作以计算机技术和化学理论为保障，全面实现了数据库的易用性、准确性、适用性和安全性，确保了新版本数据库合理的生命周期以及良好的应用前景。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章文献综述  9-21
  1.1 热力学数据库  9-13
    1.1.1 热力学数据库简介  9
    1.1.2 国外发展状况  9-11
    1.1.3 国内发展状况  11-13
  1.2 已开发的氧化铝生产热力学数据库  13-16
    1.2.1 数据库组成及功能  13-14
    1.2.2 主要贡献  14-15
    1.2.3 主要问题  15
    1.2.4 再开发空间  15-16
  1.3 数据库软件优化及再开发  16-18
    1.3.1 一般数据库应用软件优化及再开发  16-17
    1.3.2 化学模型优化  17-18
  1.4 电解质溶液活度系数计算  18-20
    1.4.1 基础理论  18-19
    1.4.2 模型选择  19-20
  1.5 本文的研究内容  20-21
第二章优化设计目标  21-26
  2.1 概述  21
  2.2 软件开发环境升级  21-22
    2.2.1 系统平台  21
    2.2.2 数据库应用软件  21-22
    2.2.3 数据库编程工具  22
  2.3 数据库优化目标  22-24
    2.3.1 易用性  23
    2.3.2 准确性  23
    2.3.3 适用性  23
    2.3.4 安全性  23-24
  2.4 其他问题  24
    2.4.1 帮助  24
    2.4.2 打包，安装程序  24
    2.4.3 升级  24
  2.5 本章小结  24-26
第三章数据库优化  26-44
  3.1 用户界面的改善  26-30
    3.1.1 用户界面设计原则  26
    3.1.2 旧版数据库界面印象及缺陷  26-27
    3.1.3 优化设计方案  27
    3.1.4 方案实施  27-30
    3.1.5 其他问题  30
  3.2 数据库接入的更改  30-33
    3.2.1 DAO和ADO技术比较  30-31
    3.2.2 原版数据库连接存在的问题  31
    3.2.3 数据库接入的优化  31-33
  3.3 反应配平程序(peiping.dll)优化  33-37
    3.3.1 化学反应解析模型  33-34
    3.3.2 列主元素消元法解线性方程的一般原理  34-35
    3.3.3 列主元素消元法解线性方程在配平程序中的应用  35
    3.3.4 VB程序对VC程序编写的动态连接库程序(.dll)的调用方式  35-36
    3.3.5 优化配平程序  36-37
    3.3.6 改进方向  37
  3.4 主要计算程序优化  37-39
    3.4.1 热力学计算模型  37-38
    3.4.2 THERMO_CAL_ONE程序计算逻辑  38-39
    3.4.3 程序优化  39
  3.5 优化后数据库应用实例  39-40
    3.5.1 程序逻辑  39-40
    3.5.2 优化计算程序所做的工作  40
    3.5.3 新旧数据库使用对比  40
  3.6 本章小结  40-44
第四章 NaAl(OH)_4-NaOH-H_2O体系活度系数估算模型  44-64
  4.1 概述  44-45
  4.2 Debye-Hückel模型体系应用假设及参数取值  45-47
    4.2.1 Debye-Hückel模型体系应用假设  46
    4.2.2 Debye-Hückel模型参数确定  46-47
  4.3 Debye-Hückel模型体系适用性探讨  47-54
    4.3.1 主体思路  47-48
    4.3.2 平衡溶解度数据拟合模型  48-52
    4.3.3 参数拟合  52
    4.3.4 溶解平衡常数计算  52
    4.3.5 溶解平衡常数比较与模型适用性证明  52-53
    4.3.6 误差堆积分析  53-54
  4.4 活度系数估算模型的建立  54-61
    4.4.1 主体思路  54-56
    4.4.2 NaOH活度系数γ_(NaOH)的计算  56-57
    4.4.3 NaAl(OH)_4活度系数γ_(NaAl(OH)_4)的计算  57
    4.4.4 γ_(NaAl(OH)_4与α_K、m_(NaOHT)、T的函数关系  57-58
    4.4.5 γ_(NaAl(OH)_4)规律外延  58-61
    4.4.6 介电常数ε′与α_K、m_(NaOHT)、T的函数关系  61
  4.5 本章小结  61-64
第五章 NaAl(OH)_4-NaOH-H_2O体系热力学计算模块  64-71
  5.1 活度系数及相关值计算  64-66
    5.1.1 简介  64
    5.1.2 程序实现  64-65
    5.1.3 计算界面  65-66
  5.2 平衡溶解度计算  66-70
    5.2.1 简介  66
    5.2.2 程序实现  66
    5.2.3 计算界面  66
    5.2.4 应用举例——计算Na_2O-Al_2O_3-H_2O系平衡状态图  66-70
  5.3 本章小结  70-71
第六章结论与展望  71-73
  6.1 结论  71-72
  6.2 展望  72-73
参考文献  73-78
致谢  78-79
攻读硕士期间发表的论文及获奖情况  79

氧化铝生产热力学数据库的优化与完善

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