氧化铝生产热力学数据库的优化与应用

中南大学

硕士学位论文

氧化铝生产热力学数据库的优化与应用

姓名：任万能

申请学位级别：硕士

专业：有色金属冶金

指导教师：李小斌

20060101

中南入学谚十学竹论文镣二章氧化锅ｔ产扎力学数据牢的优化与完善３．２旧版本数据库存在的问题及相应优化解决方案

旧版《氧化铝生产热力学数花库》在过去的使用中表现出了强大的生命力，刚时也暴露出了～些问题。新版的《氧化铝生产热力学数拢库》梅疰改善整个数嬲摩性能上做出尽可能多的努力．并勺口入新的热力学计算模型。

藏版设计目标旧坂相同，即：桌面型、｝：｝研用专业数据库应用软件。这砷产品定也｝要是由实际需求所决定的。眩软件属Ｆｊ史奇软件．主要用Ｆ科研工作。用户群为个人或，Ｊ、闭体．ＦＪ时具何专业性强．数据表简单、数瓤晕不欠≮特点。

由于个人计算机性能价格比的迅速提高．给了桌面犁数据库以极大的发展空删，也为我们的软件丌发和使用提供了充分的技术支持。

下文将对旧版数据库存在的主要问题及对应的优化完善方案和新增内容作分类介绍，脚时为了增加本文的可溃性弓简洁性，省略了数据『聿．程序源代码优化过程的的ｊｆ细介绍。

３１．１关于精简性

１．存在的问题

在＝致掘章的某些界面和Ｊ力能中．存在苦：吾三冗长、Ｊ力能节复的现象。如数掘计算界面中胡“纯扬；专（离产）在温瞧Ｔ下的焓Ｈｔ礴ｓｔ厦生成｝１出自｝已经包含了”离子在温熏Ｔ下的焓Ｈｔ墒Ｓｔ硬屯咙自由能”白勺计雉』由能．如罔３．Ｉ昕示：

图３－１旧版数据库敷据计算界面

Ｆ｜ｇ．３－１ＴｈｅｃａＪｃｕＪａＺｚｏｎｍｏｄｕｌｅｏｆｆｏｒｍｅｒｅｄｉｔｉｏｎ

中南大学硕十学１奇论文第二章氧化锅生产拽力学数据车的优化与完善

２解决方案

针对旧版本数据库在界面方面存在的问题．在不减少功能和影响操作的前提下，对数据库界面进行了简化，对已有的重复功能进行了整合，对其中的浯言进行了精简。以数据计算模块为例，优化后的界面如图３－２所示：

３．２．２关于完整性

图３－２新版数据库数据计簟界面

Ｆｉｇ，３·２ＴｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅｏｆｎｅｗｅｄｉｔＪ（｝ｎ

１．先酊数据库基础数据覆盖的内容

体系帽图：ＡｌｚＯ，·ｓｉ０２系、ＣａＯ－Ａｈ０３系、ＣａＯ－Ｓｉ０２系、Ｎａ２０．Ａ１２０３系，Ｎａ２０．Ｓｉ０２系。

数据库物质记录数：Ｄａｔａ表９５３条，ＩｂｌＡｑｕｅｏｕｓ表２３３条，ｔｂｌＰｍ＇ｅａ表７２０条。

铝酸钠活度系数估算模型适用范围：温度ｔ－－４０＂Ｃ～１００℃，苛性比ｃｔＫ＝Ｉ．５～５，苛碱浓度ｍＨａｏＨｇ－－０５～１０ｍｏｌ／ｋｇ。

２．目前数据库基础数据包含的内容

体系帽图：Ａｌ∞３一ＳｉＯｚ系、ＣａＯ－Ａ１２０ｊ系、ＣａＯ．ｇｉ０２系、ｃａＯ．Ｆｅ２０３系、ＣａＯ－ＦｅＯ系、ＦｅＯ—ＳｉＯｚｇ，Ｎａ２０－Ａ１２０３－Ｈ２０系、ＣａＯ—Ａ１２０ｒＳｉ０２系、ＣａＯ—ＦｅＯ－Ｓｉ０２系、ＮａｚＯ．Ａ１２０３－ＳｉＯ：一Ｈ２０系、Ｎａ２０一ＣａＯ—Ａ１２０ｒＳｉ０２－Ｈ２０系、Ｎａ２０一ＣａＯ．Ａ１２０３·Ｃ０２．Ｈ２０系。

数据库物质记是数：目前，Ｄａｔａ表１１９９条记录。其中纯物质为８３９条，水溶液为３６０象。

铝酸钠活度系数估算模型适用范围：温度ｔ＝２５＂Ｃ～３００＂Ｃ，苛性比ａＫ＝１．５～１０．５，苛

碱浓度ｒｎＨ目赇＝０．１～１０ｍｏｌ－ｋｇ．‘。

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３．２．３关于反应方程式的配平

１．存在的问题

配平后的反应方程式的系数采用小数表示，这可能给后续计算带束一定误差。如式（３－１）所示：

（Ｏ．６７）Ｆｅ＋（１）Ｃ１２＝（０６７）ＦｅＣｌ３（３一１）另外：在某些方程式的配平请求中，程序无法完成配平且弹出出错提示。

２优化方案

为解决方程式配平中存在的问题，在方程式热力学数掘计算模块中添加了“手动输入系数”和“自动配平系数”功能模块供用户选择，以解决可能出现的问题。其界面如图３—３所示：

３．２．４关于准确性

图３．３反应的ＡＧｔ计算界面图

Ｆ嘻３－３ＴｈｅｆｏｒｍｓｏｆＡＧｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｓ

１．存在的问题

经原版数据库估算出来的数据，部分值与文献值、手动计算值误差较大，这影响到了数据库软件的应用推广价值。

２．优化方案

一是对原有的基础数据进行了一一核对，一保证原始数掘的准确性：二是增加了物质的△Ｈ２９８、ＡＳ２９８、ＡＧ２９８等热力学数据．以扩大物质热力学数据的查询范围及增加其计算方式：三是对于有离子和纯物质参与的化学反应，所有物质均统一１采用了式

（１－５）、（１石）和（１－７）的计算模型，保证热力学数据的一致性，增加计算结果的准确性。

中南人宁硕十学忙论文第二章氧化锅士产热力＇－７数据『芊的优化与完簿３．２．５关于程序非正常出错

原版数据库程序在运行过程中，有时会突然中断运行并非Ｊ下常退出主程序。若需继续操作，需重新启动程序。如图３－４所示：

囿３＿４数据库程序出错界面图

Ｆｉｇ．３－４Ｔｈｅｅｒｒｏｒｓｏｆｆｏｒｍｅｒｅｄｉｕｏｎ

２｜优化方褰

通过记录程序出错时的错误代码，找出错误原因，修改相应的原程序并调试，防止程序出错非一常退出现象的缆生。优化思路如图３－５所示：

困３－５敷据库程序出错优化思路图

Ｆｉｇ．３－５Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｍｃａ￥ｕｒｅｆｏｒｔｈｅｃｒｒｏｒ￥ｏｆｔｈｅｄａｔａｂａｓｅ

３．２．６关于数据库操作方法

１存在的不足

数据库包括了３个查询模块（分子式、元素、体系查询），２个类别（水溶液、纯物质）的３种数据编辑方式（更新、添加、删除）和９种数据计算类型。但未对其中的查询方式、输入规则、操作流程等进行必要的说明，对初次使用者来浣有一定难度。