[EMIM][A_C]在高压下的比定压热容

离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐([EMIM][A_C])广泛应用于化学分离过程,但其在高压下的比定压热容数据比较缺乏。本文基于流动型量热法建立了一套可适用于高压流体比定压热容测量的实验系统,温度、压力、比定压热容的扩展不确定度分别为0.05 K,13 kPa和0.98%。利用该实验系统对[EMIM][A_C]在T=(303~393)K、p=(0.1~16)MPa范围内的比定压热容进行了测量。基于测量结果,建立了一个可以精确计算[EMIM][A_C]比定压热容的新公式。     

高温高压水比定压热容的实验测量

本文基于流动型量热法建立了一套适用于测量高温高压下比定压热容的实验系统,通过改进传统流动型量热器的管路布置及合理的系统结构设计,使该系统温度、压力适用范围为:293~673 K、0.1~30 MPa。该实验系统温度、压力、比定压热容的测量不确定度分别小于土0.05 K、士13 kPa、:±0.98%。为了验证实验系统的测量精度和可靠性,测量了温度为296~313 K、压力为0.1~6 MPa范围内纯水的比定压热容,与文献值的相对偏差小于1%。本文还对温度在355~666K、压力在1~23 MPa范围内的高温高压水的比定压热容进行了测量。     

利用乙醇音速计算其它热力学性质

光散射法音速测量的适用温度范围较广,且有时高温比定压热容相对于密度而言更容易获得实验数据.基于此,提出了一个由较高温度比定压热容推算得到较高温度密度的迭代算法.以乙醇为例,利用高温热力学性质推算模型得到298.15～418.15 K、1.0 MPa下乙醇的密度,与Schroeder状态方程的计算结果进行对比,二者的平均绝对相对偏差为0.0119％,最大偏差为0.0298％.此外,沿1.0 MPa等压线测量了298.45～423.02 K温度范围内乙醇的液相音速,测量的拓展相对不确定度为0.9％(置信因子取2).与Schroeder状态方程相比,298.15～418.15K、1.0～9.0 MPa下乙醇密度和比定压热容计算值的平均相对偏差分别为0.0072％和0.0067％,最大偏差分别为0.0298％和0.0290％.可以看出,高温热力学性质推算模型的密度计算精度与实验测量精度相当.     

两相流中非平衡相变与平衡相变比定压热容差异的研究

本文以空气-水蒸气-水组成的两相流混合物为例,应用两相流及热物理理论,推导了有相变的两相流系统非平衡过程的比定压热容计算式,并对实际的空气-水蒸气-水两相流动的换热过程进行了数值模拟.计算结果揭示了比定压热容的变化明显受到水颗粒相变过程的影响,颗粒的半径越小,比定压热容变化越大.同时,平衡相变过程比定压热容计算的流体温度要高于非平衡相变过程,两者的差异随着颗粒蒸发过程的进行而逐渐增大,且靠近轴线的差异要比靠近壁面处的差异大,颗粒半径越小,两者的差异越小.     

碳酸二甲酯黏度和密度的实验测量

采用振动弦黏度/密度计对碳酸二甲酯的黏度与密度进行了实验研究,测量的温度范围为283～353 K,压力范围为0.1～20 MPa.实验系统黏度和密度测量的不确定度分别为±2%和±0.2%.利用得到的实验数据,分别拟合了碳酸二甲酯黏度和密度的关联方程.黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.47%,最大绝对偏差为2.06%;密度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.04%,最大绝对偏差为0.14%.最后将实验数据与文献数据进行了比较.为碳酸二甲酯作为替代燃料等研究提供了基础数据.     

正丁醇+正庚烷二元系的音速和过量等熵压缩率

正丁醇是潜在的新一代主流替代燃料。音速、密度等热物性参数对于燃料的喷射、雾化、燃烧具有重大影响，但目前相关研究还较为缺乏。本文以正丁醇+正庚烷混合物代替含醇燃料，利用瑞利–布里渊散射法，测量了其在温度298.15～433.15K和压力0.1、5.0 MPa下的音速。结合文献密度数据计算了混合物的等熵压缩率κ_s和过量等熵压缩率κ_s^E。结果表明，混合物的音速随着正丁醇摩尔分数的增加而增加，而κ_s^E先增大后减小至负值，再增大。从分子间相互作用的角度进行了分析，并为该混合燃料的应用提供了参考建议。     

生物柴油及与正丁醇混合物的热物性实验研究

本文测量了常压下生物柴油及其与正丁醇混合物的密度、黏度和表面张力数据,温度范围分别为278~363K、313~363 K、293~353 K。对于密度测量,生物柴油的质量分数分别为80%、60%、50%、40%、20%;对于黏度测量,生物柴油的质量分数分别为80%、50%。同时采用不同模型对生物柴油及其与正丁醇二元混合物的密度、黏度、表面张力实验数据进行拟合,结果显示良好,拟合模型与实验数据的最大标准偏差分别为0.01%、1.56%、0.14%。     

一种制冷剂液态比定压热容的测量装置

本文基于热导式量热仪的量热原理,引入惰性气体进行压力平衡,搭建了一个可以应用于宽温区不同压力下制冷剂比定压热容测量的系统。在该系统上,选择苯和R22在305 K到340 K温区内进行验证实验,所得的实验结果与文献报道的最大偏差分别不超过2.08%和2.31%。该系统结构简单,结果可靠,且能够适用于液态混合工质的高精度比定压热容测量。     

1,1,1,2,3,3,3- 七氟丙烷的气相声速

析了气相声速与理想气体比定压热容的热力学关系,用超声变程干涉仪测定了1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷(HFC-227ea)的72组气相声速值,温度范围273-333 K,压力范围26-315 kPa,测量不确定度小于0.05%。根据这些实验数据,确定了HFC-227ea的理想气体比定压热容和声速第二维里系数,并分别拟合得到了与温度的函数,理想气体比定压热容的不确定度小于0.5%。使用方阱势能模型导出了HFC-227ea的第二维里系数,并与文献值进行了比较。     

干涉法测量气体低压下声速的实验研究

介绍了干涉法测量气体声速的试验原理和变程干涉声速测量的实验系统,使用本套测量系统测得的气体声速的精度可达5×10-4。根据热力学原理,分析了气体声速与理想气体比定压热容之间的物理关系。在本套实验系统上测得了一批高精度的新环保制冷剂的气相声速数据,并可进一步确定其理想气体比定压热容.     

碳酸二甲酯与柴油混合物粘度的实验研究

利用密度瓶和玻璃毛细管粘度计,本文对293~353 K温度范围内的碳酸二甲酯与柴油混合物的密度与粘度进行了实验研究,得到了不同配比下碳酸二甲酯与柴油混合物的密度与粘度实验数据。利用得到的实验数据,拟合了不同配比下的碳酸二甲酯与柴油混合物的密度与粘度计算方程。根据Grunberg-Nissan方法,最终得到了混合物粘度的计算方程,此方程适用于碳酸二甲酯的比例不超过20％的情况,分析表明计算结果与实验数据的偏差小于5％,可以满足工程实际应用的需要。     

超临界CO2热力学性质的理论计算

应用BWR方程在温度为310～600 K、压强为75～300 bar范围内拟合的超临界CO2流体状态方程,计算了超临界状态下CO2体系的熵、热容和焓.研究表明,这些热力学函数具有明显的超临界特性;与文献值相比,超临界状态下CO2熵的相对误差小于0 .4%,而定压热容的相对误差稍大,为2.45%(T:330～360 K),其数据为进一步从理论上研究超临界CO2与金属铀表面反应的热力学行为奠定了基础.     

内燃机余热利用分流二氧化碳动力循环热匹配研究

二氧化碳动力循环在高效利用内燃机多股余热方面具有很大潜力,基于换热器分流的设计能够显著改善内燃机排气的利用情况。但是,当前研究仍缺少完善的热匹配性及参数分析,来综合权衡基于换热器的分流设计思路带来的热力学性能改变。因此,本文以热源理想匹配过程定义等效比定压热容物性作为出发点,阐述分流设计对于温度匹配机制的影响。结果发现了理想比热具有独特的双峰特性,而分流设计能够有效匹配双峰特性,显著改善外部热源利用率和内部热匹配性,继而提高系统净输出功。     

1,1,1,2,3,3,3─七氟丙烷的气相声速

分析了气相声速与理想气体比定压热容的热力学关系,用超声变程干涉仪测定了１,１,１,２,３,３,３－七氟丙烷（ＨＦＣ－２２７ｅａ）的 ７２组气相声速值,温度范围 ２７３－３３３ Ｋ,压力范围 ２６－３１５ ｋＰａ,测量不确定度小于 ０．０５％。根据这些实验数据,确定了ＨＦＣ－２２７ｅａ的理想气体比定压热容和声速第二维里系数,并分别拟合得到了与温度的函数,理想气体比定压热容的不确定度小于 ０．５％．使用方阱势能模型导出了 ＨＦＣ－２２７ｅａ的第二维里系数,并与文献值进行了比较。     

第一性原理研究Ir的热力学和弹性性质

基于准谐近似理论,运用第一性原理投影缀加波方法研究了Ir的热力学和弹性性质,得到Ir的声子谱、状态方程、热容、熵、焓和线膨胀系数,以及弹性常数、弹性模量、剪切模量和杨氏模量随温度的变化关系. 结果表明,计算的Ir声子谱和有限的实验测量结果一致;考虑电子对体系自由能贡献后计算的热容、熵、焓和线膨胀系数与实验值符合较好;在2600K时,Ir的电子定压热容占总定压热容的17%,因此在高温时电子对Ir定压热容的贡献是不能忽略的;理论预测的Ir室温下的弹性常数、弹性模量、剪切模量、杨氏模量和实验值测量值基本吻合,并随温度的增加而逐渐减小.     

环面黑洞的热力学函数

本文把宇宙学常数看成与压强相当的动力学变量,研究了环面黑洞的热力学函数.计算得到环面黑洞的状态方程,环面黑洞的Smarr关系.然后通过计算其欧氏作用量得到了吉布斯函数,并进一步求得环面黑洞的自由能、内能和热力学焓,以及环面黑洞的定压热容和定容热容.结果表明:环面黑洞没有范德瓦耳斯型的相变.环面黑洞的定压热容大于零,定容热容等于零,故是一个稳定的热力学系统.     

R125/R600a二元混合物的热力学性质

基于制冷剂物性计算软件NIST REFPROP 7.0及R125/R600a气液相平衡实验数据,使用MBWR状态方程结合Lemmon-Jacobsen混合物模型,对R125/R600a(50/50 mass%)混合替代工质的热力学性质进行了计算,并制作给出了其压焓图(p-h)、温熵图(T-s)和比定压热容图(c<,p>-T)及饱和性质表.最后理论计算分析了其空调制冷工况的性能,结果表明该混合工质具有与R22相当的压缩比和COP值,比R22较低的排气温度和较高的单位质量制冷量.     

R161/R134a混合物液相黏度和表面张力的实验研究

采用表面光散射法,对R161/R134a混合物的液相黏度和表面张力进行了实验研究,温度范围为293~368 K。将混合物的黏度和表面张力关联成组分和温度的函数,黏度实验值与拟合方程最大偏差为1.67%,平均绝对偏差为0.90%,表面张力实验值与拟合方程最大偏差为0.25 mN·m~(-1),平均绝对偏差为0.08 mN·m~(-1)。本文工作为R161/R134a混合制冷剂的研究提供可靠的热物性数据。     

铬-硅系统生成热、热容与磁化率的研究

本文系应用在量热弹中燃烧试样的方法来测量Cr-Si系统化合物的标准生成热;应用“混合”法测定其热焓和热容,及应用“古伊”法测量磁化率;同时初步讨论了该系统各化合物的物理化学性质间的相互联系。     

O_2/CO_2气氛下污泥与煤混燃特性研究

利用热重分析研究了O_2/CO_2气氛下污泥与煤混燃特性,基于热重(TG)和微商热重(DTG)分析曲线,分析了泥煤比、升温速率和气氛对污泥与煤混燃特性的影响。结果表明;在21%O_2/79%CO_2气氛下,污泥与煤混合物的着火温度随泥煤比的上升而显著降低,最大失重速率随着升温速率的提高而提高。随着氧浓度由21%提高到50%,燃尽温度从708.3℃降低至599.8℃,污泥与煤混合物的燃尽时间也明显缩短。21%O_2/79%N_2气氛下污泥与煤混合物的燃烧特性介于21%O_2/79%CO_2和30%O_2/70%CO_2气氛之间.