基于均匀设计与BP神经网络优化制 省略 2基相变调湿复合材料的预测模型 张浩.pdfVIP

第 15卷第4 期 过 程 工 程 学 报 Vol.15 No.4 2015 年 8 月 The Chinese Journal of Process Engineering Aug. 2015 基于均匀设计与 BP 神经网络优化制备 SiO 基 2 相变调湿复合材料的预测模型 1 2 1 1 张 浩 ， 顾恒星 ， 黄新杰 ， 刘秀玉 (1. 安徽工业大学建筑工程学院，安徽 马鞍山 243032 ；2. 中冶宝钢技术服务有限公司，上海 201900) 摘 要：以 SiO 为载体、脂肪酸为相变材料制备 SiO 基相变调湿复合材料，运用均匀实验设计结合 BP 神经网络优 2 2 化制备参数，对最优材料进行表征，建立了优化制备工艺与综合相变调湿性能的 BP 神经网络模型. 结果表明，最优 制备条件为溶液 pH 值为 3.63、超声波功率 100 W、去离子水与正硅酸乙酯物质的量比 9.71、无水乙醇与正硅酸乙酯 物质的量比 5.18、脂肪酸与正硅酸乙酯物质的量比 0.51 ；最优 SiO2 基相变调湿复合材料在相对湿度 97.30%时的平衡 含湿量为 0.3057 g/g，从 30 ℃到 15 ℃的降温时间为 1445 s，综合相变调湿性能为 1.6014，实验结果与模型预测值吻 合较好，相对误差为1.70%~1.89 %. 脂肪酸包覆于 SiO 的网络孔隙结构中形成最优 SiO 基相变调湿复合材料，粒径 2 2 主要分布在约 100 nm. 验证了利用二次回归方程对均匀设计实验的分析成果. 关键词：均匀设计；BP 神经网络；相变；调湿；预测；优化 中图分类号：TU522.1 文献标识码：A 文章编号：1009606X(2015)04054807 1 前 言 溶胶凝胶法制备 SiO2 基相变调湿复合材料，通过均匀 设计与 BP 神经网络结合，考察溶液 pH 值、超声波功 室内环境随着人类文明的发展、生活水平提高而不 率及去离子水与正硅酸乙酯、无水乙醇与正硅酸乙酯和 断发展[1] ，良好的室内环境对人的健康及工作生活非常 脂肪酸与正硅酸乙酯物质的量比对其综合相变调湿性 重要[2,3]. 主动改善室内环境消耗大量能源，且设备在使 能的影响，建立优化材料制备工艺与综合相变调湿性能 用过程中对室内自然通风条件有限制，易引起室内综合 的 BP 神经网络模型，获得最优制备参数；利用等温吸 症病害[4] ，长期使用易造成微生物滋生、导致室内环境 放湿法、步冷曲线法及 XRD, SEM 和 LPSA 对复合材料 二次污染[5,6]. 建筑节能与提高室内环境舒适度的矛盾 进行表征，验证利用二次回归方程对均匀设计实验的分 已引