R600a／矿物冷冻油混合物表面张力

本文利用新改进的表面张力实验系统对R600a／矿物冷冻油混合物的表面张力进行了实验研究,其中R600a的质量分数分别为O．95、0．90和0．85,温度范围为253．15-333．15K。实验结果表明,随着含油量的增加,R600a／矿物冷冻油的表面张力逐渐减小,矿物油的存在对纯质制冷剂的表面张力有比较明显的影响。     

均相条件下NO与CO、NCO的反应机理研究

基于量子化学密度泛函理论研究了NO与CO、NCO在均相条件下的反应机理并进行了动力学和平衡常数的分析. CO与NO的均相反应存在两条反应路径：两者首先反应形成中间体CNO₂,CNO₂不易稳定存在,其继续与CO、NO反应分别生成NCO、N₂O. NCO的生成速率大于N₂O,但两条反应路径的反应速率常数都很小.与已发现的反应路径相比,反应中间体CNO₂可以降低均相条件下CO与NO的反应能垒,分析发现CNO₂中的N原子是易发生反应的活性位点. NCO与NO的反应同样存在两条路径,优势反应路径随温度升高而改变,但非优势路径对反应的贡献不能忽略,分析平衡常数可知N₂的存在对反应影响可以忽略,因此燃烧环境中NCO与NO的反应既生成N₂O和CO,也生成N₂和CO₂.     

二元混合工质的氧化分解机理研究

基于量子化学密度泛函理论对低全球变暖潜值工质R152a与R600a进行了氧化分解机理研究. 通过对它们的主要起始反应路径分析及能量变化情况计算,结果表明：R152a与R600a热分解的起始反应可以分为工质自身热分解和与氧气碰撞分解两类,其中工质自身热分解的反应能垒比工质与氧气反应的能垒高,并且R600a比R152a更容易发生氧化分解;在二者混合后的起始反应阶段,R600a更容易先发生分解,而链式反应中R152a与自由基的反应更占优势;两种工质与自由基的反应大部分为放热反应,可以向反应体系提供热量,促进链式反应的进行. 相关结果可为新型混合工质的氧化分解机理研究提供参考.     

光散射法同时测量气液二元体系的黏度、界面张力和热、质扩散系数的研究

当气液二元体系处于宏观热力学平衡状态时,表面与体相的波动弛豫时间具有不同量级,通过调节散射体积和改变采样时间,利用表面光散射实验系统可以同时探测到来自界面处表面波及体相中温度和浓度的波动信息。本文在已有的表面光散射实验系统上,以正庚烷与二氧化碳二元系统为例,同时实现了该体系黏度、界面张力和热、质扩散系数的测量,其扩展不确定度分布为3.0%,3.7%,20%,4.3%(k=2)。实验所得到的数据与文献进行了对比,其偏差在不确定度范围内,证明了本文提出的测量方法可以实现气液二元体系四种性质的同时测量,且测量精度可以满足一般工程应用。     

毛细上升法表面张力实验系统改进

基于毛细上升法,设计了一种新型的表面张力实验系统.利用CCD成像和图像处理技术,准确快速地测量毛细管内液柱高差.采用新实验系统,对R600a在273～343 K温度区间内的表面张力进行了实验研究,结果表明,实验数据与NIST数据库和已发表文献数据相比,最大偏差不超过0.2 mN·m-1,证实了实验系统的可靠性,可以用于...     

表面光散射法正十六烷高温热物理性质研究

为拓展高温下流体黏度和表面张力的测量,改进了原有的表面光散射实验系统,将实验的温度区间拓展至570K,改进后的系统在整个温区内测量黏度和表面张力的扩展不确定度分别为2%和1%(k=2)。利用新的实验系统研究了正十六烷在353~547 K温度范围内的黏度和表面张力,并利用实验数据分别拟合了温度倒数多项式和van der Waals方程,在全温度范围内实验值与方程的偏差均在1%之内。在较宽的温度范围内获得的正十六烷的高精度黏度和表面张力数据和方程,可以作为参考数据和方程,用于相关仪器的标定和检验。     

正癸烷纳米液滴润湿特性的分子动力学研究

流体液滴在固体表面的浸润性对其润滑性能至关重要.本文利用分子动力学方法研究了正癸烷纳米液滴在铜表面上的润湿特性.结果表明：在平坦光滑表面上,壁面的厚度和分子数目对润湿效果影响不大.随着壁面能量势阱参数εs 增大,接触角线性减小.随着温度升高,液滴的接触角减小.在沟槽粗糙表面上,随着粗糙度因子增大,对于疏液表面,接触角增大到一定值后基本保持不变,符合Cassie理论;中性和亲液表面接触角则会减小,为Wenzel润湿模式.当表面分数增大时,疏液与亲液表面接触角整体呈减小的趋势,对中性表面影响不大.当温度升高时,粗糙疏液表面接触角会增大,润湿效果更差,而粗糙中性和亲液表面液滴润湿性会更好.     

基于可调谐激光吸收光谱技术的预混火焰重建算法比较

燃煤锅炉发电会产生大量的污染气体,本文基于可调谐激光吸收光谱技术,结合层析成像技术,对预混火焰的温度和浓度进行重建,通过这些参数来调节锅炉运行的工况,以此来减少污染气体的排放和提高能源利用率。经过谱线分析,文章选择在7148.8～7151cm^-1附近选取2条适合高温重建H₂O的吸收谱线(7149.058cm^-1和7150.4716cm^-1),通过采取自适应迭代算法、BP-神经网络算法和卷积神经网络算法,对不同的温度场和浓度场进行模拟重建。研究发现,卷积神经网络算法在重建精度和稳定性方面都优于其他两种算法。为了探究误差对于重建结果的影响,通过添加随机误差发现,误差对于卷积神经网络算法影响较小,温度和浓度重建精度高。为了验证卷积神经网络算法的可行性,文章选取了不同的燃烧工况进行了重建对比。研究表明,卷积神经网络算法重建图像趋于平缓,与实际燃烧情况更加符合,该研究也证明了卷积神经网络算法在燃烧场重建方面的优势和可行性。     

基于二维吸收光谱重建的数值迭代算法的比较

基于可调谐激光吸收光谱的二维温度和浓度分布重建对于燃烧诊断具有重要意义,而数值迭代算法在温度和组分浓度的重建中起着重要作用。通过对比发现自适应迭代算法和最小二乘QR分解算法对于重建二维温度和气体浓度分布具有很好的优势。研究表明,波长7 154.35, 7 153.75, 7 185.60和7 444.36 cm^-1四条H₂O的吸收谱线,非常适合测量高温预混火焰中的温度和水蒸气浓度分布。与7 444.36, 7 185.60, 7 154.35和7 153.75 cm^-1处的吸收谱线相比,CO₂和CH₄的光谱吸光非常微弱,在该波段O₂和CO基本没有吸收,因此燃烧环境中CO₂, CH₄, O₂和CO等气体对于H₂O吸收谱线基本没有影响。通过比较不同算法的最优松弛因子、计算时间和重建误差等,发现与最小二乘QR分解算法相比,自适应迭代算法具有更好的重建质量和更短的计算时间。在自...     

动态光散射法热/质扩散系数同时测量方法研究

流体工质的热、质扩散系数是表征其传热和传质的重要迁移性质,往往需要采用不同设备测量获得。为探索可同时测量热、质扩散系数的动态光散射方法,研究了采样时间、入射角、黏度、折射率偏差及路易斯数Le等因素对测量可靠性及精度的影响。利用二元混合流体正己烷/正癸烷、正己烷/正十六烷体系进行验证,结果表明：当采样时间为弛豫时间的1.5～3倍且入射角度为8°～12°时,具有较低黏度、较高折射率偏差（>4%）的体系且Le值为10～80时,可以同时可靠地获取流体热、质扩散系数,且测量不确定度低于5%;与已有方法对比,热、质扩散系数的偏差分别为4.00%和3.56%,证明了该测量方法和系统的可靠性。