4. Форма вихідних даних

Вихідні дані виводяться в двох формах – як графіки на екрані, і в файл Rez.rez.

Графіки однотипні для всіх програм, і відрізняються лише окремими деталями і змістом інформації.

1. На всіх графіках кружками позначені експериментальні точки (вхідні дані).

2. Середня лінія, розрахована за одержаною формулою полінома (1). Одночасно на ній проставлено NTP точок (малі хрестики ).

3. Дві суцільні лінії (зверху і знизу від середньої) обмежують “коридор похибок” – область, всередині якої значення відповідної функції, струму або потенціалу (напруги ХДС), відхиляються від середньої лінії на величину середньоквадратичного відхилення  , з 95% вірогідністю за критерієм Стьюдента.

4. Хрестиками більшого розміру показані значення розрядної відносної ємності в NTP точках. Шкала відносної ємності (функція Q/Q_ТЕОР) вказана на верхній горизонталі графіків. Фактично це інформація для двох графіків: Q/Q_ТЕОР=f() та Q/Q_ТЕОР=f(E). В цих виразах числа на шкалі Q/Q_ТЕОР означають ступінь розрядженості електрода або ХДС, або кількість відданої в розряді електрики. Можна також легко підрахувати ступінь зарядженості (також два графіки для аргументу Е або  ), 1-Q/Q_ТЕОР=f(E), 1- Q/Q_ТЕОР=f().

5. В нижньому лівому куті вказані характеристики апроксимаційного полінома – кількість використаних експериментальних точок N, ступінь полінома М (значення найбільшого показника ступеню в останньомк доданку), середньоквадратичне відхилення  (Sigm) і дисперсія  ² (Disp)

, . (6)

де І_ЕКСП – експериментальне значення струму, І_П – значення струму, підраховане з полінома.

5. У правій частині графіків виведена вихідна інформація, яка відображує спеціфіку конкретного режиму розряду на момент його закінчення.

t(E=0) = в <IXIT> умовна (теоретична) тривалість повного розряду до точки Е=0, годин. Підраховується як функція заданого струму і теоретичної ємності

tк= в <RХІТ> тривалість розряду до повного(97%) вичерпання ємності ХДС, годин.

mA/cm2 = тільки в <IXIT> - густина струму габаритна.

Qmax = абсолютна віддана ємність на кінець розряду, Агодин.

Qmax/Qt = відносна максимальна ємність в кінці розряду (ІХІТ, ЕХІТ). В програмі <RХІТ> два числа – для обох електродів ХДС (Qmax/Qt1, Qmax/Qt2).

R= опір зовнішнього навантаження, Ом (тільки в <RХІТ> ).

Рис.1. Розрядні характеристики електрода в режимі розряду I=const. Графік 1–потенціал Е=f() , графіки 2,3 –залежність від відносної відданої ємності Qp/Q_Т потенціалу або напруги (2) та питомого поляризаційного опору Rp (3). Стрілки вказують напрями на координатні шкали графіків. Виділені точки вказують стан для момента розряду t=11.5 годин. Програма <ІХІТ> .

Рис.2. Розрядна характеристика І=f() для потенціостатичного режиму, графіки 2,3 –залежність від відносної відданої ємності Qp/Qt струму (2) та питомого поляризаційного опору Rp (3). Стрілки вказують напрями на координатні шкали графіків. Виділені точки вказують стан для момента розряду t=1.25 годин. Програма <ЕХІТ> .

Рис.3. Розрядна характеристика U=f() для режиму R=const (лінія1), залежність відданої ємності електродів від напруги (лінії 2 та 3, по відношенню до теоретичної ємності відповідного електрода) . Числа справа – дані за станом на кінець розряду. Стрілки вказують напрями на координатні шкали графіків. Виділені точки вказують стан для момента розряду t=5.7 годин.. Програма <RХІТ> .

В файлі результатів rez.rez виводиться декілька груп даних.

1-Рядок вхідних констант (копія першого рядка вхідного файла) і назва програми.

2-Значення коефіцієнтів полінома E() , позначених як k0, k1, k2, ….k_M- Якщо поліном призначено для подальшого практичного (окремого) використання, досить обмежитись першими трьома значущими цифрами коефіцієнтів.

3-Порівняльна таблиця даних: для всіх експериментальних точок (номер «», час в годинах «t» ), два значення змінного параметра (функції)- потенціалу, напруги або струму: експериментальне (індекс «exper») і апроксимоване (індекс «appr»).

4- Рядок кінцевих характеристик процесу – дисперсія полінома ²(dispers), тривалість розряду до кінцевого значення потенціалу Е=0 (t(E=0),час….., <IXIT>); до вичерпання ємності ХДС (tk=…<RXIT>); в програмі <EXIT> кінцеве значення часу задане і не виводиться. Значення стабілізованого (постійного) параметра - струму в <IXIT> , опору в <RXIT >. Потенціал в <EXIT> є стабілізованим параметром, але не виводиться, бо в розрахунках не використовується .

5-Параметри апроксимаційного полінома, NTP рядків, в яких програма виводить номер рядка і відповідний момент часу в годинах (_N____t,час);

значення змінного параметра –

потенціалу в <IXIT> (__Е);

струму і густини струму в <ЕXIT>(_____I,A__I_A/sm2);

напруги, густини струму і потужності в <RXIT> (__U___A/sm2__Wt/cm2)

відносне (_Q/Qt) і абсолютне Q (_Ачас) значення ємності на даний момент часу. В програмі <RXIT> таких значень два, для двох електродів ХДС (____Q/Qt1____Q/Qt2____Q,Aч).

Через те, що файли *.rez оновлюються при кожному запуску, для збереження результатів файл потрібно перейменувати, або вести запис в файл SERIES.REZ.

<IXIT>_N__M<=7__tmax__Emax__Rpmax_NTP__S_cm2____Ir,A__Qteor_____Ep

16 4 20.0 1.50 400 60 20.0 0.100 1.80 1.550

E = k0 + k1*t + k2*t**2 + k3*t**3 + ....

k0= 1.554571 k1= -0.156478 k2= 0.021578 k3= 0.021578

<IXIT>_N____t,час__Eexper____Eappr__Omcm2___ALR

1 0.167 1.488 1.529 12 0.009

2 1.167 1.391 1.400 32 0.065

…………………………………………………………..

15 10.833 1.049 0.941 100 0.602

16 12.500 0.809 0.741 148 0.694

dispers=0.003027__iRZ,A/cm2=0.005...t(E=0),час=15.72400

<IXIT>_N______t_______E____Aчас___Aч/cm2____Q/Qt__Omsm2

0 0.000 1.55 0.000 0.0000 0.000 -1

1 0.262 1.52 0.026 0.0013 0.015 7

2 0.524 1.48 0.052 0.0026 0.029 14

3 0.786 1.44 0.079 0.0039 0.044 21

57 14.938 0.23 1.494 0.0747 0.830 264

58 15.200 0.15 1.520 0.0760 0.844 279

59 15.462 0.07 1.546 0.0773 0.859 295

60 15.724 -0.01 1.572 0.0786 0.874 312

- -------------------------------------------------------------------------------------------

<EXIT>_N__M<=7__tmax__ Imax__Rpmax __NTP__S_cm2__Qt,Ач___Ep___E

6 5 5.0 0.02 2000 60 8.0 0.36 1.550 1.100

I = k0 + k1*t + k2*t**2 + k3*t**3 + ....

k0= 0.019540 k1= -0.009560 k2= 0.002305 k3= 0.002305

k4= -0.000259

<EXIT>_N____t,hour____Iexper_____Iappr

1 0.1667 0.0180 0.0180

2 1.1667 0.0112 0.0111

3 2.0000 0.0075 0.0077

4 2.6667 0.0062 0.0060

5 3.3333 0.0046 0.0047

6 4.0000 0.0038 0.0038

dispers=0.000000

<EXIT>__t,час_____I,A__I_A/sm2____Q/Qt____Q,Ачас___Rp,Omcm2

0.000 0.0195 0.0024 0.000 0.000 184.2

0.083 0.0188 0.0023 0.004 0.002 191.9

0.167 0.0180 0.0023 0.009 0.003 199.9

…………………………………………………………………………….

2.417 0.0065 0.0008 0.078 0.028 551.3

4.917 0.0024 0.0003 0.108 0.039 481.2

5.000 0.0023 0.0003 0.109 0.039 1570.6

- -------------------------------------------------------------------------------------------

<RXIT>_N__M<=7__tmax__ Umax__NTP__S_cm2___R,Om___Qt1____Qt2

8 4 20.0 1.5 50 10.0 3.30 2.80 4.90

U = k0 + k1*t + k2*t**2 + k3*t**3 + ....

k0= 1.475016 k1= -0.055964 k2= 0.002065 k3= 0.002065

­­___________________ ____________________________________________

<RXIT>_N____t,hour____Uexper_____Uappr (порівняльна таблиця)

1 0.1667 1.4880 1.4657

2 1.1667 1.3910 1.4121

3 2.0000 1.3330 1.3694

4 4.0000 1.3410 1.2683

5 4.8333 1.2020 1.2246

6 7.0000 1.0810 1.0990

7 7.6667 1.0490 1.0551

8 9.1667 0.9530 0.9437

dispers=0.001419__iRZ,A/cm2=0.000... tk= 7.065

<RXIT>_t_______U___A/sm2__Wt/cm2____Q/Qt1____Q/Qt2____Q,Aч

0.000 1.4750 0.0447 0.000 0.000 0.000 0.000

0.336 1.4564 0.0441 0.022 0.053 0.030 0.149

0.673 1.4382 0.0436 0.043 0.106 0.061 0.297

1.009 1.4204 0.0430 0.063 0.158 0.090 0.443

1.346 1.4028 0.0425 0.082 0.209 0.120 0.587

……. ……… ……….. ………. ……… ……….. ……………………….

5.719 1.1759 0.0356 0.270 0.821 0.469 2.298

6.055 1.1566 0.0350 0.279 0.863 0.493 2.417

6.392 1.1366 0.0344 0.288 0.905 0.517 2.533

7.065 1.1161 0.0338 0.296 0.946 0.540 2.648

- -------------------------------------------------------------------------------------------

5. Примітки та зауваження

5.1. Якщо перший рядок вхідних даних починається з нульових значень, замість нулів «х» та «у» потрібно вводити малі (близькі до нуля) числа.

5.2. В усіх програмах нa одному екрані суміщені два графіки – розрядна характеристика Е() або І(), та залежність ємності від потенціалу або напруги Q=f(E). Це фактично два різні графіки, і вони не зв’язані між собою.

УВАГА: із вказаної причини на другому графіку, Q=f(E), зчитування значення часу  із шкали нижньої горизонтальної координати дає неправильний результат !

Правильно вказує зв”язок між параметрами Е, та Q/Qt окрема штрихова лінія 4 –5 на рисунку 3.

5.3. Інколи можна спостерігати на екрані занадто широкий коридор похибок. Це означає, що використана мала кількість експериментальних точок N, і (або) існує велика розбіжність між даними. Для одержання задовільних результатів потрібно ввести додаткові експериментальні дані.

4. Через те, що кінцева ємність об”єкта (електрода або елемента) визначається за апроксимованими значеннями струму і напруги (потенціалу) в розрахунку за заданою кількістю точок NTP, результат буде точніший, якщо в файлі DAT задати більшу кількість розрахункових точок, 50-100. При цьому в вихідному файлі буде стільки ж рядків. З них при подальшому використанні, наприклад, в ілюстрації для звіту, потрібно залишити лише декілька головних проміжних, в тому числі перший та останній рядок, а інші витерти (у вікні файла REZ, поставити курсор на початок рядка, і натиснути одночасно клавіші “ Ctrl + Y”).

5.5. Якщо даних мало і вони мають помітну розбіжність, а ступінь полінома підвищена, за межами експериментального інтервалу часу (к), тобто в зоні екстраполяції, помилка може бути велика, а рішення якісно невірне.

Література

1. Багоцкий В.С., Скундин А.М. Химические источники тока. –М.: Энергоиздат, 1981. –360 С.

2. Кошель М.Д. Теоретичні основи електрохімічної енергетики. – Дніпропетровськ, ВПК УДХТУ, 2003. – 430 с.