Журнал СФУ. Техника и технологии / Алгоритм оптимизации параметров для электроэкстракции металла на примере цинка

Полный текст (.pdf)
Номер
Журнал СФУ. Техника и технологии. 2026 19 (1)
Авторы
Кашапов, Н. Ф.; Кашапов, Л. Н.; Чебакова, В. Ю.
Контактная информация
Кашапов, Н. Ф. : ФИЦ «Казанский научный центр РАН» Российская Федерация, Татарстан, Казань; Кашапов, Л. Н.: Институт прикладных исследований Академии наук Республики Татарстан Российская Федерация, Татарстан, Казань; Казанский федеральный университет Российская Федерация, Татарстан, Казань; Чебакова, В. Ю. : Институт прикладных исследований Академии наук Республики Татарстан Российская Федерация, Татарстан, Казань; Казанский федеральный университет Российская Федерация, Татарстан, Казань
Ключевые слова
Electroextraction optimisation; Hooke–Jeeves method; Inverse reaction kinetics; Zinc powder deposition; Runge–Kutta simulation; электроэкстракция; метод Хука–Дживса; обратная кинетическая задача; электроосаждение цинка; метод Рунге-Кутта
Аннотация

Для решения обратной кинетической задачи, возникающей при электроосаждении цинкового порошка из щелочных электролитов, предлагается численный алгоритм, сочетающий схему Рунге-Кутты четвертого порядка с методом численной оптимизации, а именно методом прямого поиска Хука–Дживса. Модель описывает две конкурирующие катодные цепи – восстановление цинка и параллельное выделение водорода – с помощью системы, состоящей из задач Коши с наложенными ограничениями. Неизвестные константы скоростей оцениваются путем минимизации квадратичного отклонения между расчетным и экспериментальным выходами цинка, что сокращает объем необходимых лабораторных исследований. Прикладным результатом расчетов также является возможность прогнозирования выхода осаждаемого металлического порошка. Сверка с опубликованными данными при плотностях тока 125–500 А/м2 показывает относительную погрешность менее 5 % после 60 мин электролиза и подтверждает, что эффекты зародышеобразования преобладают только на самых ранних стадиях. Таким образом, этот подход предлагает эффективный инструмент для параметризации и оптимизации процессов электроэкстракции цинка и других металлов. При этом найденные константы скоростей могут быть использованы для расчетов по моделям большей размерности при вычислении пространственных характеристик электротехнической системы

Страницы
92–105
EDN
APHBFS
Статья в архиве электронных ресурсов СФУ
https://elib.sfu-kras.ru/handle/2311/158142

Лицензия Creative Commons Эта работа лицензируется по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0).