无水坝抽水蓄能系统高压溶气问题研究

无水坝抽水蓄能系统利用封闭容器内的高压气体构建虚拟水坝,是兼具压缩空气储能和抽水蓄能优点的新型储能系统。但该系统的封闭容器内水和气在高压状态共存有可能造成水中溶气,从而对水轮机造成汽蚀等破坏。本文采用实际气体状态方程及分子动力学模拟方法,研究了宽广的压力、温度范围下气体在水中的溶解及扩散规律,揭示了水中气体溶解量随时间和水深的变化规律。研究结果表明释能结束后保证水-气共容舱内剩余水的高度大于0.5 m时,高压溶气不会对水轮机产生危害,该结论对系统的工程应用及推广具有指导意义。     

甘油酯化降酸反应过程研究

研究了酸化油甘油酯化反应降低酸值的反应过程,考察了温度、甘油与酸化油中游离脂肪酸物质的量比和单甘酯含量对反应的影响,发现甘油单甘酯能明显促进酯化反应的进行。对二元体系甘油三酯-甘油、油酸-甘油和单甘酯-甘油的液-液相平衡以及甘油-单甘酯-油酸三元体系液-液相平衡的分析结果表明,甘油单甘酯的存在能够显著提高甘油与脂肪酸的相互溶解。这较好地解释了甘油单甘酯在酸化油酯化反应中的促进作用。     

丙烯腈、己二腈和丙腈与水的二元体系液-液相平衡数据的测定和关联(英文)

采用平衡法测定了丙烯腈+水、己二腈+水、丙腈+水三个二元体系在不同温度(303.15、313.15、323.15、333.15K)下的液-液相平衡数据;并采用NRTL(α=0.2,α=0.3)模型和UNIQUAC模型对液-液平衡数据进行了关联.结果显示,NRTL和UNIQUAC模型对三个二元体系在不同温度下的互溶度关联的目标函数值均小于1×10-17,实验值与计算值吻合较好,绝对偏差小于0.009,关联精度较高.该研究结果可为丙烯腈、丙腈和水三元平衡溶解度数据的模拟和预测提供可靠的基础数据,并对电解二聚法生产己二腈中电解液的分离提纯工艺具有一定的指导意义.     

Na+，K+//Br-，SO42--H2O四元体系323 K相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了四元体系Na⁺,K⁺//Br^-,SO₄^2--H₂O在323 K的相平衡关系,测定了该体系323 K的溶解度及平衡液相的密度,绘制了该体系的相图。研究发现：平衡体系存在复盐钾芒硝Na₂SO₄·3K₂SO₄的结晶区。其相图由3个共饱和点,7条单变量曲线和5个结晶区组成。相区分别对应NaBr·2H₂O、Na₂SO₄、K₂SO₄、KBr和Na₂SO₄·3K₂SO₄结晶区。其中复盐钾芒硝Na₂SO₄·3K₂SO₄,Na₂SO₄和K₂SO₄有较大结晶区,而NaBr·2H₂O和KBr有较小结晶区。对比了等温条件下四元体系Na⁺,K⁺//Cl^-,SO₄^2--H₂O相平衡结果。实验结果表明溴化物对硫酸盐有较强盐析作用。     

新型混合工质共沸点的判定与预测

随着新型混合工质的不断提出,建立准确判定和预测混合工质共沸点的方法具有重要价值.本文在分析共沸点形成条件的基础上,针对多种含氢氟烃混合体系,使用气液相平衡预测模型建立了共沸点计算方法,判断了多种混合体系是否共沸,对于共沸体系预测了其共沸点,并与相关文献值进行了比较,结果表明本文方法具有广泛的适用性和良好的预测精度.     

水合物反应液中水活度系数模型研究进展

水合物反应液中水活度系数的计算对水合物相平衡特性的研究及水合物技术的应用具有重要意义。 通过调研大量的国内外资料,概括了Margules、Wilson、NRTL、UNIQUAC及UNIFAC活度系数方程及其关联式等模型及其应用,结果表明,Margules模型常用于二元体系活度系数的计算,但对高温高压体系条件下的溶液适用性较差;Wilson模型参数回归误差稍大且不适于溶质与离子不能完全互溶体系;UNIQUAC模型在含水或咪唑类离子反应液体系中误差较大;多元离子体系相平衡的研究中常选择NRTL模型;UNIFAC模型拟合效果较好,可实现较高浓度体系活度系数的精确计算,应用较广泛。 水活度关联方程参数拟合效果好,且准确度高,但在高温高压水合物反应液体系中的计算仍是一个技术难点,是今后的研究方向。     

拉曼光谱法研究Na+, Mg2+//SO42-, Cl-, H2O四元体系中SO42-离子缔合结构特征及其变化规律

复杂水盐体系存在稳态和介稳固液相平衡以及复杂的成盐规律。为了解固液平衡状态下液相的结构特征,本文采用拉曼光谱技术并结合高斯-洛伦兹去卷积分峰拟合程序对Na⁺, Mg²⁺//SO₄^2-, Cl^-, H₂O四元体系及其二元和三元子体系中ν₁-SO₄^2-的离子缔合结构特征进行了分析。研究结果表明:SO₄^2-在Na₂SO₄-H₂O体系存在自由态SO₄^2-和SO₄^2-离子簇两种结构,在MgSO₄-H₂O, MgSO₄-MgCl₂-H₂O及Na⁺, Mg²⁺//SO₄^2-, Cl^-, H₂O等含镁体系中,还有Mg²⁺-H₂O-SO₄^2-和Mg²⁺-OSO₃^2-两种缔合结构。在二元和三元体系中ν₁-SO₄^2-的离子缔合结构以自由态SO₄^2-为主,随着SO₄^2-离子总浓度的变化,上述四种结构所占比例会发生规律性变化。Na⁺, Mg²⁺//SO₄^2-, Cl^-, H₂O四元体系在NaCl减少及等温蒸发过程中,自由态SO₄^2-结构比例逐步降低, Mg²⁺和SO₄^2-相结合形成Mg²⁺-H₂O-SO₄^2-或Mg²⁺-OSO₃^2-结构的机会增多,在复盐区还会形成SO₄^2-离子簇结构。由此判断溶液结构的适应性变化是导致介稳现象的重要原因。进一步的相关分析表明:SO₄^2-的浓度和耶涅克指数J与ν₁-SO₄^2-峰的峰强度和峰面积存在正相关关系, Mg²⁺浓度是影响ν₁-SO₄^2-峰中四种缔合结构的比例发生变化的主要因素。     

纳米流体中气体水合物生成条件

为了研究纳米粒子对制冷剂水合物热力学生成条件的影响,建立了新型纳米流体中制冷剂水合物相平衡热力学模型,理论研究了HFC134a(R134a)气体水合物的热力学生成条件,并用实验验证了模拟结果.结果表明:新型纳米流体中制冷剂水合物热力学相平衡模型能够较好地反映纳米流体中制冷剂气体水合物相平衡特征,相同温度下相平衡最大相对误差为7.3%,平均相对误差为5.3%.     

Yukawa流体的相平衡和界面张力研究

应用二阶微扰理论, Duh-Mier-Y-Teran状态方程和在平均球近似(mean spherical approximation, MSA)的基础上获得的直接相关函数, 建立了适用于均匀流体和非均匀流体的状态方程. 结合此状态方程, 重整化群理论(renormalization group theory, RG)和密度泛函理论(density functional theory, DFT), 分别研究了Yukawa流体的相平衡和界面张力. 结果与分子模拟数据吻合良好.