R1234ze(E)/[HMIM][TfO]吸收式制冷系统热力学性能的研究

本文测量了293～343 K、0.078～0.631 MPa范围内R1234ze(E)在1-己基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([HMIM][TfO])中的溶解度,并利用NRTL方程对实验结果进行了关联.模拟分析了以R1234ze(E)/[HMIM][TfO]为工质对的单级吸收式制冷循环的热力学性能.结果表明:1)当系统不带回热换热器时,较高的蒸发温度、循环倍率和较低的吸收温度有助于提高制冷系数;2)当系统带理想回热换热器时,溶液循环倍率的变化对制冷系数没有明显影响,较高的吸收和蒸发温度有助于提高制冷系数.     

离子液体型新工质对吸收式制冷循环

离子液体[mmim]DMP/CH_3OH溶液是具有一定应用潜力的新型吸收式制冷工质对,基于实验和文献数据,提出了针对该工质对的溶液饱和蒸气压、比热容和过量焓的经验方程,并绘制了p-t-x,h-ω图。在此基础上,对新工质对的单效吸收式制冷循环进行了分析,并与传统工质对进行了对比。结果表明:在一定工况范围内,[mmim]DMP/CH_3OH新工质对在循环倍率、COP等持性参数优于NH_3/H_2O体系,堪与LiBr/H_2O体系相媲美。     

一种二氧化碳-离子液体吸收式制冷系统性能的分析研究

吸收式制冷利用低品位热源为驱动,具有结构简单、运转安静、节能环保等特点,有很大的发展空间。适当的离子液体和CO2可以构成吸收式制冷的工质对,这类吸收制冷工质对可以工作在较高压力,有利于吸收制冷系统的小型化,具有潜在的应用前景。以1-丁基-3-甲基咪挫六氟硼酸盐[bmim][PF6]为例,计算分析了一种离子液体-CO2跨临界吸收式制冷循环的性能,发现该循环的热力性能还并不理想,然后从工质对溶解度和反应热方面分析了原因,给出了进一步研究的方向。     

吸附-吸收复叠式多效制冷循环研究

本文提出一种以吸附式制冷单元为高温级、以双效溴化锂吸收式制冷单元为低温级的复叠式多效制冷循环.通过热能在系统中的分级与多效利用,可提高制冷系统COP.在该循环中,吸附式单元工质对的温度高于200℃时,也不会产生腐蚀作用,因而是一种工艺上易于实现的新型制冷循环.     

三效吸收制冷循环的性能分析和优化

本文建立了使用溴化锂溶液作为工质的三种流程的三级三效吸收制冷循环模型,进行了性能比较计算,结果表明并联流程循环的性能系数ＣＯＰ最高;同时本文进一步对并联流程和串联流程的三效吸收制冷循环分别进行了关于溶液分配率和总体热交换面积分配率的优化计算,得到了不同设计工况时面积分配率与ＣＯＰ的关系,为三效吸收循环的最优设计提供了理论依据。     

烟气型双效溴化锂制冷机的可视化设计

根据溴化锂水溶液的相关物性计算模型,提出了当已知溴化锂溶液比焓和浓度时求其温度的计算机解法,并针对烟气型双效并联溴化锂吸收式制冷机组,利用Visual Basic面向对象的编程技术编制了其可视化设计程序,为工程上设计计算提供了一种高效、快捷的解决方法.     

1-羟乙基-3-甲基咪唑氯盐水溶液蒸汽压和凝固特性研究

1-羟乙基-3-甲基咪唑氯盐([HOEtMIM][Cl])是一种亲水性极强的离子液体,与水可以组成吸收式制冷工质对,具有良好的工业应用前景.在制冷工程应用中,离子液体水溶液的低温特性研究非常重要,包括低温段的水溶液蒸汽压数据和凝固特性,而[HOEtMIM][Cl]的相关研究缺乏.本文对水的质量分数分别为17.10%、24.29%、38.03%、49.89%、69.94%,温度范围(278.15K~408.15K)的[HOEtMIM][Cl]水溶液的汽液相平衡进行了测定;并对水的质量分数范围为1.3%~90.0%,温度范围为150K~360K的离子液体水溶液的凝固特性进行了测定,揭示其在低温应用时可能出现的固化问题.获得的蒸汽压及凝固特性数据对该离子液体水溶液应用于制冷系统设计具有重要意义.     

三元工质氨吸收式制冷性能实验研究

通过实验研究了氨–水–溴化锂三元工质的对氨吸收式制冷系统的影响。实验测试了发生温度100～130℃,蒸发温度-16～-4℃和冷却水温度22～33℃工况下的系统性能系数,发现适用于氨吸收式制冷的最佳溴化锂浓度为15%,与氨吸收式制冷系统相比,性能系数最高提升了10%。溴化锂最为第三工质对系统的影响是整体的,使用三元工质可以降低精馏负荷与回流比,提高热能利用效率同时降低了发生压力,有利于提升性能系数;但其不利影响体现在会降低浓溶液中氨的浓度,导致系统循环倍率上升,不利于提升性能系数。合理使用氨–水–溴化锂三元工质是不增加系统复杂度提高氨吸收式制冷性能有效方式。     

1.x级溴化锂吸收式制冷循环性能分析

提出了一个适合于利用太阳能的新型1.x级溴化锂吸收式制冷循环。计算了该循环的性能。结果表明,在现有太阳能集热器所能提供的热水温度范围,1.x级循环克服了单效循环运行范围窄的缺点,其性能指标明显高于两级循环;冷却水先进入冷凝器的串联流程优于并联流程;热水、冷媒水、冷却水温度对溴冷机循环系统的性能系数、热源单耗、面积单耗等经济性指标有较大影响。     

吸收式动力循环工质R245fa+DMF体系汽液相平衡实验研究

根据前人对有机Rankine循环和吸收式制冷循环的研究,本文选出了一组有潜力的吸收式动力循环工质R245fa+DMF。利用外循环可视汽液相平衡(VLE)测定装置,本文测定了温度293.15~353.15 K,压力15~700 kPa条件下R245fa+DMF体系的VLE数据。利用逸度系数法中的PR、SRK状态方程,活度系数法中的NRTL、Wilson模型,本文对体系的VLE数据进行了关联。偏差评价表明,NRTL模型能够较好描述该体系在实验温度压力下的VLE数据。从p-x图上可以看出,该体系呈现对Raoult定律较强的负偏差,显示R245fa和DMF具有很好的亲和性。因此,R245fa+DMF的组合具有成为吸收式动力循环工质对的潜力。     

离子液体[BMIM][BF_4]水溶液比热容及热工特性分析

离子液体在化工和能源领域应用研究中,其比热及热工特性尤为重要,然而目前相关的比热数据较缺乏.研究主要对离子液体[BMIM][BF4]及其水溶液的比热容进行了测定.测试系统采用耐驰DSC204HP低温高压差热仪,测试精度较高且稳定可靠.实验测试的温度范围为273.15K~423.15K,测试的离子液体摩尔浓度分别为1.0...     

Study on Chemical Bond and Electronic State of New Gold Mixed Valence Complexes Cs2[AuIX2][AuIIIY4] (X,Y=Cl,Br, I) by Means of 197Au Mössbauer Spectroscopy

Hyperfine Interactions - Cs2[AuIX2][AuIIIX4] (X=Cl, Br, I) is known for a perovskite-type gold mixed-valence system. We have synthesized new gold mixed valence complexes, Cs2[AuIX2][AuIIIY4] (X,...     

芘在离子液体及常规溶剂中的激光闪光光解研究

利用纳秒级时间分辨激光光解装置,以Nd:YAG激光器三倍频后的355 nm激光作为激发光源,研究了芘在常规溶剂乙腈、丙酮、环己烷、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体([Bmim][PF6])、N-丁基吡啶四氟硼酸离子液体([BuPy][BF4])以及三乙基庚基铵双三氟甲磺酰亚胺(R4NNTf2)的瞬态光解行为,比较...     

温度对吡啶离子液体性质影响的分子动力学模拟研究

运用分子动力学模拟方法研究了温度对三种吡啶离子液体[BPy][BF_4]、[HPy][BF_4]、[OPy][BF_4]热力学性质的影响,得到了每个体系的密度、自扩散系数、电导率和黏度等.研究结果表明:随着温度升高,同一种离子液体的密度减小,阴阳离子的自扩散系数明显增大,电导率升高,而黏度降低.在同一温度下,随着阳离子上烷基链的增长,离子液体的密度减小,但热力学性质的变化规律并不完全同步.烷基链长最短的[BPy][BF_4]的自扩散系数和电导率在每个温度下均为最大,而黏度最小;但烷基碳链更长的[OPy][BF_4]和[HPy][BF_4]的各种性质相差不大,甚至当温度大于323 K时,烷基链较长的[OPy][BF_4]的自扩散系数比[HPy][BF_4]的大.     

温度对吡啶离子液体性质影响的分子动力学模拟研究

运用分子动力学模拟方法研究了温度对三种吡啶离子液体[BPy][BF4]、[HPy][BF4]、[OPy][BF4]热力学性质的影响, 得到了每个体系的密度、自扩散系数、电导率和黏度等. 研究结果表明: 随着温度升高, 同一种离子液体的密度减小, 阴阳离子的自扩散系数明显增大, 电导率升高, 而黏度降低. 在同一温度下, 随着阳离子上烷基链的增长, 离子液体的密度减小, 但热力学性质的变化规律并不完全同步. 烷基链长最短的[BPy][BF4]的自扩散系数和电导率在每个温度下均为最大, 而黏度最小; 但烷基碳链更长的[OPy][BF4]和[HPy][BF4]的各种性质相差不大,甚至当温度大于323K时, 烷基链较长的[OPy][BF4]的自扩散系数比[HPy][BF4]的大.     

离子液体中聚氧化乙烯(PEO)相变过程中的氢键效应

我们把Flory-Huggins模型推广应用到聚合物/离子液体体系,研究聚氧化乙烯(PEO)在离子液体[EMIM][BF_4]中相变过程中的氢键效应,理论模型考虑了三种类型氢键(Ⅰ型:PEO-[EMIM]~+氢键,Ⅱ型:PEO-[BF_4]~-氢键和Ⅲ型:[EMIM]~+-[BF_4]~-氢键)的形成,分析了三种类型的氢键分数随温度、 PEO体积分数的变化.研究发现,三种类型的氢键分数随温度的升高而减少.在较小PEO体积分数条件下,增加PEO体积分数,Ⅰ型、Ⅱ型氢键分数轻微地减小;在较大PEO体积分数条件下,增加PEO体积分数,Ⅰ型、Ⅱ型氢键分数急剧减少.Ⅲ型氢键分数随着PEO体积分数的增加而急剧降低.由于三种氢键效应,第二维里系数A_2随温度的增加而减小.通过计算分析不同分子量的PEO在[EMIM][BF_4]中的相图发现,在PEO体积分数较低的条件下,Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型氢键是PEO相变的主要驱动力;在PEO体积分数较高的条件下,Ⅰ型和Ⅱ型氢键在PEO相变过程中起到主导作用.     

Thermodynamic and transport properties of spiro-(1,1')-bipyrrolidinium tetrafluoroborate and acetonitrile mixtures:A molecular dynamics study

Organic salts such as spiro-(1,1')-bipyrrolidinium tetrafluoroborate([SBP][BF4]) dissolved in liquid acetonitrile(ACN) are a new kind of organic salt solution,which is expected to be used as an electrolyte in electrical double layer capacitors(EDLCs).To explore the physicochemical properties of the solution,an all-atom force field is established on the basis of AMBER parameter values and quantum mechanical calculations.Molecular dynamics(MD) simulations are carried out to explore the liquid structure and physicochemical properties of [SBP][BF4] electrolyte at room temperature.The computed thermodynamic and transport properties match the available experimental results very well.The microscopic structures of [SBP][BF4] salt solution are also discussed in detail.The method used in this work provides an efficient way of predicting the properties of organic salt solvent as an electrolyte in EDLCs.     

Synthesis and Optical Properties of 1-Alkyl-3-Methylimidazolium Lauryl Sulfate Ionic Liquids

We report the synthesis of a new series of imidazolium-based halogen-free ionic liquids 1-alkyl-3-methylimidazolium lauryl sulfates. By reacting 1-methylimidazole (MIM) with butyl, hexyl, octyl, and decyl bromides and exchanging bromide ion with lauryl sulfate anion, a series of ionic liquids [RMIM][C₁₂H₂₅OSO₃] were produced. The high purity of these ionic liquids was verified with ¹H-NMR, ¹³C-NMR, FT-IR and mass spectrometry (MS), demonstrating the effectiveness of this synthetic approach. Solubility test of these ionic liquids showed that they are soluble in most organic solvents except nonpolar solvents such as hexane and cyclohexane. The optical properties of [BMIM]Br and [BMIM][C₁₂H₂₅OSO₃], where B refers to butyl, were examined. Both ionic liquids absorbed light in the UV region, yet essentially no absorption was recorded beyond 450 nm. Furthermore, both ionic liquids showed excitation wavelength-dependent fluorescence behavior. As an example, with an excitation wavelength of 360 nm, [BMIM][C₁₂H₂₅OSO₃] showed an emission band maximum at 447 nm. Increasing the excitation wavelength to 440 nm, the emission band maximum was shifted to ∼500 nm.     

Analytical solution for multilayer assembly including heating and cooling cycles with laser pulse parameter variation

Laser heating of surfaces is involved with heating and cooling cycles. Material response to a laser pulse in the heating cycle is rapid while in the cooling cycle it is gradual. In this case, temperature rises rapidly in the heating cycle while temperature decay is gradual in the cooling cycle. Depending on the laser pulse properties (pulse length and intensity), the rise and fall of temperature profiles change in the surface region of the substrate material. In the present study, an analytical solution for laser heating pulse is presented and a closed-form solution for temperature distribution inside the multilayer assembly is obtained. Steel is considered as top layer while copper is situated below steel in the multilayer assembly. It is found that the analytical solution agrees well with the numerical predictions. Temperature rise in steel is higher than copper. This is due to the thickness of steel, which is larger than the absorption depth. In this case, internal energy gain dominates over the heat conduction in the energy transport process.