Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
3
Добавлен:
20.02.2016
Размер:
199.17 Кб
Скачать

3. Форма вхідних даних

Вхідні дані вводять в файл МОL.DAT, який містить два рядки заголовків і два рядки чисел:

_____A1______A2________A3 _______B1______B2_____B3

0.00 20 0 0.1 5 0

...DEL1…….DEL2…….ALF2……R,OM*SM…..UN,WOLT…....H,SM…...D,SM…..L,IZO

0.000001 0.000001 1.5 1 4 1 0.2 20

(Далі в файлі наведені скорочені пояснення всіх позначень та умов роботи програми).

Позначення вхідних даних наведені в таблиці:

A1, A2, A3

а1 а2 а3

Коефіцієнти полінома, яким апроксимована поляризаційна характеристика катода. При А10 можлива некоректність :

 при і 0.

В1, В2, В3

b1 b2 b3

Коефіцієнти полінома, яким апроксимована залежність виходу за струмом від густини струму.

DEL1, DEL2

Граничні значення відносної помилки при розрахунках первинного і вторинного електричного поля.

ALF2

Ітераційний коефіцієнт 0<<2 (обирається при роботі), використовують для прискорення ітераційного процесу, або для гальмування надлишкових коливань потенціалів.

R,OM*SM

Питомий опір електроліту, Омсм.

UN,WOLT

U0-EP

Різниця між напругою ячейки і напругою розкладу електроліту,В

H,SM

h

Висота шару електроліту.

D,SM

Розмір елементарного квадрата сіті, см. Стандартний розмір для щілинної ячейки =0.2 см.

L,IZO

Кількість ізоліній потенціалів на зображенні електричного поля.

4. Вихідні дані і їх аналіз

Вихідні дані роботи програми MOL виводяться в двох формах - в формі рисунків на екран, і як числові результати в файлі REZ. REZ.

Графічну інформацію програма виводить в двох графічних екранах.

В першому екрані (рис.3) два рисунки. На рисунку 3а відображується система ізоліній потенціалів U=const в заданій кількості L в площині катодної камери. Дві сусідні ізолінії на рисунку відрізняються між собою значеннями потенціалу на величину . Остання еквіпотенціальна лінія 20 співпадає з лінією катода (U=0).

Рис.3. а- еквіпотенціальні лінії первинного поля в катодній камері щілинної ячейки. Лінії струму і числові позначення на екрані відсутні. б- Вольт-амперна характеристика катода (1) і залежність виходу за струмом від густини струму (2). Максимальне значення на шкалі дорівнює (U0Р), а на шкалі ВС – дорівнює 1. Позначення на екрані відсутні, лінія 1 ()– жовтий колір, 2 (ВС)- білий

Через еквіпотенціальні лінії можна перпендикулярно до них провести силові лінії або лінії струму ЛС (на екрані їх немає, а на рис. 3а вони показані пунктиром ). Це лінії, уздовж яких рухаються іони в електроліті. Якщо ЛС проводити на такій відстані між собою, щоб геометричні розміри U та х на рисунку 3а були приблизно однаковими, утвориться сітка криволінійних “квадратів”, яка і є найбільш інформативним зображенням електричного поля. Область між двома сусідніми ЛС називають трубкою струму – через неї проходить один і той же струм. Розмір “квадратів” сітки поля, або ширина трубки струму, наглядно ілюструє густину струму в електроліті – там, де розмір малий, густина струму навпаки – велика (квадрати “в” та “г”). З цього можна зробити висновок, що достатньою характеристикою густини струму є не тільки ширина трубки струму, але і відстань між сусідніми еквіпотенціальними лініями – чим вона менша, тим більша густина струму.

На рис. 3б виведені графіки двох заданих функцій – поляризаційна характеристика катода та залежність виходу за струмом від густини струму. Ці графіки потрібні для того, щоб проконтролювати, в якій області поляризацій і виходів за струмом працюють різні ділянки катода, чи не виходять вони за допустимі межі, або чи не виникають некоректні ситуації, наприклад,0, ВС0 або ВС1. З рисунка 3б видно, що при і0.18 А/см2 ВС1 і рішення будуть некоректними, якщо існують секції з більшою густиною струму. Графіки потрібні для аналізу інформації, яка буде одержана на наступному етапі розрахунків (розподіл густини струму на катоді у вторинному полі).

Другу групу графічних результатів (рис.4) програма виводить в наступному графічному екрані після виконання розрахунків. Група складається з чотирьох інформаційних елементів.

а) Ізолінії потенціалів вторинного електричного поля. Якщо порівняти їх з картиною первинного поля, можна помітити дві суттєві відмінності.

- Ізолінії 11…14 частково, а ізолінії 15…20 повністю співпали з геометричною лінією катода. Це означає, що значна частина загального падіння напруги (U0Р)=UN, (5…10)U, локалізована в приелектродному шарі на поляризаційному опорі.

- Менша кількість ізоліній поля, які залишились (1…14) означає, що зросла відстань між ними, тобто зменшилась густина струму, а внаслідок цього – і повний струм ячейки.

б) Ступенева діаграма (рис 4б) якісно ілюструє співвідношення між падінням напруги на омічному опорі електроліту та на поляризаційному опорі, для першого вузла на лінії катодаj=1 (фрагмент катода площею h).

Рис.4. Інформаційні елементи другого графічного екрану для вторинного електричного поля. Позначень кривих на екрані немає.

в) Чотири показані різними кольорами графіки розподілу уздовж катода: 1,2 –відносної густини струму для первинного (1, фіолетовий) і вторинного (2, червоний) поля; 3 –відносної товщини осаду на катоді h/hMAX (блакитний), еквівалент відношення мас осаду; 4 –виходу за струмом (жовтий). Всі параметри наводяться у відносних одиницях, перші три –по відношенню до найбільшого значення в точці х=0 (вузол j=1). Кольори кривих такі ж, як і кольори їх найменувань на екрані (ВТ, h/hmax, і/і(х=0)вторичное, і/і(х=0)первичное)

г) Одночасно на екран виведені деякі важливі числові характеристики – інтегральний струм ячейки в первинному (Ток-1,А) і вторинному (Ток-2,А) полі, максимальні густини струму в первинному (в точке х=0 – (1) А/см2) і вторинному ((2) А/см2 ) полі, значення розсіюючої здатності, підраховані різними способами:

РСт-ИНТГ – розраховано з одержаних залежностей і(х) як відношення , де S2 та S1 – площі під кривими 2 і 1 на рис. 4в. Цей нестандартний спосіб витікає з таких умов: якщо крива розподілу густини струму співпадає з лінією 1 для первинного поля, тоді РЗ=0, а якщо співпадає з горизонтальною лінією 5 – тоді РЗ=1.

РСт-ГОСТ – РЗ по струму, розрахована за стандатною формулою (2). Струми окремих секцій підраховуються як інтеграли відповідних ділянок кривої 2 розподілу і(х).

РСм-ГОСТ – РЗ по металу, розраховується аналогічним способом за формулою (2) з даних розподілу маси осаду (крива 3 на рис. 4в ). Зв’язок між значеннями h/hmax та і/і(х=0) такий:

РСт-БОНД, РСм-БОНД – РЗ по струму і по металу, розраховуються стандартним способом для спрощеної лабораторної щілинної ячейки з 5-секційним катодом. Струми і маси осаду на секціях підраховуються інтегруванням з кривих і(х) та h(x).

Числові результати моделювання виведені в файл REZ.REZ:

_____A1______A2________A3 _______B1______B2_____B3

0.00 20 0 0.1 5 0

...DEL1…….DEL2…….ALF2……R,OM*SM…..UN,WOLT…....H,SM…...D,SM…..L,IZO

0.000001 0.000001 1.5 1 4 1 0.2 20

Соседние файлы в папке Материалы по электра