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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 计算模拟 » 求尿素热解化学反应动力学参数估算方法
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19880520

新虫 (初入文坛)

[求助] 求尿素热解化学反应动力学参数估算方法 已有3人参与

小弟是搞内燃机尾气排放的，最近在研究SCR系统尿素结晶机理。现在想根据尿素的热重分析曲线（TGA曲线）来求化学反应动力学参数。
化学反应机理如下图：
求尿素热解化学反应动力学参数估算方法
其动力学方程如下：
反应速率
R(1)=k(1)*urea
R(2)=k(2)*NH4
R(3)=k(3)*NCO*H
R(4)=k(4)*urea*NCO*H
R(5)=k(5)*biuret
R(6)=k(6)*biuret*NCO*H
R(7)=k(7)*cya
R(8)=k(8)*cya*NCO*H
R(9)=k(9)*amme
其中k（i）可以用阿累尼乌斯方程计算，R=8.31,T为温度，e是自然对数
k(1)=A(1)*e^(Ea(1)/RT)
k(2)=A(1)*e^(Ea(2)/RT)
k(3)=A(3)*e^(Ea(3)/RT)
k(4)=A(4)*e^(Ea(4)/RT)
k(5)=A(5)*e^(Ea(5)/RT)
k(6)=A(6)*e^(Ea(6)/RT)
k(7)=A(7)*e^(Ea(7)/RT)
k(8)=A(8)*e^(Ea(8)/RT)
k(9)=A(9)*e^(Ea(9)/RT)
各组分浓度变化率
durea/dt=(-R(1)-R(4)+R(5))
   dNH3/dt = (R(2)+R(6))
    dHCNO/dt = R(3)
    dbiuret/dt= (R(4)-R(5)-R(6))
    dcya/dt= (R(6)-R(7)-R(8))
    damme/dt= (R(8)-R(9))
    dHCN/dt= R(9)
    dNH/dt= R(9)
    dCO2/dt= R(8)
    dNH4/dt= (R(1)-R(2))
    dNCO/dt= (R(1)-R(3)-R(4)+R(5)-R(6)+3*R(7)-R(8)+2*R(9))
    dH/dt=H_0+(R(2)-R(3)-R(4)+R(5)-R(6)+3*R(7)-R(8)+2*R(9))

我现在有这样一组热重分析TGA试验数据，温度升高率为10K/min，其中mass/initial mass为urea+biuret+cya+amme之和。我现在想用这组试验数据拟合出上述九个化学反应的频率因子和活化能，请问要怎么做？我被这个问题困扰了好几个月了，一直没有找到很好的方法。
求尿素热解化学反应动力学参数估算方法-1
数据如下：
temperature        mass/initial mass
349.422        0.999276
370.417        0.998046
389.63        0.992421
407.512        0.978029
424.514        0.950498
436.611        0.91416
446.498        0.855916
455.503        0.785992
463.618        0.71314
472.198        0.622788
480.786        0.523683
489.361        0.437708
502.854        0.347409
512.735        0.295
527.52        0.251398
547.622        0.250159
575.762        0.250467
594.969        0.250677
609.27        0.24354
624.93        0.217452
637.484        0.172367
650.497        0.114157
666.176        0.070564
686.315        0.032856
703.32        0.002407
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1楼 2014-02-27 22:55:00
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19880520

新虫 (初入文坛)
1.a1至a9，ea1至ea9,就是要估计这18个参数。
2.t(S)是时间，T是温度(k)
3.最后没有H_0的，写错了。dH/dt=(R(2)-R(3)-R(4)+R(5)-R(6)+3*R(7)-R(8)+2*R(9))
那个帖子上应该是恒温条件，K是恒定不变的，我这里是变温的，k要随着温度不停的变化，所以感觉要比那个帖子复杂很多
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7楼2014-03-01 12:01:14
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19880520

新虫 (初入文坛)
没啥金币，但是真心求教啊
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2楼2014-02-28 10:25:26
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dingd

铁杆木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
各自的初始值都知道吗，比如urea，NH3，HCNO，biuret，cya...的起始值。
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3楼2014-02-28 11:16:56
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19880520

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
3楼: Originally posted by dingd at 2014-02-28 11:16:56
各自的初始值都知道吗，比如urea，NH3，HCNO，biuret，cya...的起始值。

一开始全部是尿素，即urea=1，其他都是0
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4楼2014-02-28 18:09:25
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