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。     

HFC-227ea液相黏度和密度的实验研究

利用振动弦黏度／密度计对1,1,1,2,3,3,3七氟丙烷（HFC-227ea）的黏度和密度进行了实验研究,温度范围为243．15-363．15K,压力范围为0．54-11．49MPa,黏度和密度实验测量的不确定度分别为4-2％和4-0．2％。利用获得的实验数据分别拟合了HFC-227ea黏度和密度方程。黏度实验数据与...     

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570 K,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 d...     

落体法流体高压液相黏度实验系统

基于落体法原理研制了一套高压液相黏度实验测试系统,可测量的温度范围为293～363K,压力范围为0.1～45MPa。该套系统主要包括黏度计本体、落体下落时间测量系统、温度控制与测量系统、压力控制与测量系统等几部分。采用十二烷、十四烷、十六烷等物质对所研制的实验系统进行了标定,获得了其仪器系数,并确定了系统的黏度测量范围在0.576～4.081 mPa·s之间。在此基础上,测量了癸酸甲酯的高压液相黏度,并与文献结果进行了对比,验证了装置的可靠性,其测量的不确定度在3%以内。     

自发布里渊散射法异丙醚音速的实验测量

本文研制了一套基于自发布里渊散射法的流体音速测量实验系统,分析得到该实验系统温度、压力测量的不确定度分别为0.02 K,10 kPa,音速测量的扩展不确定度为0.5%。测量了标准物质正戊烷310 K到470 K饱和液体和350 K到470 K饱和气体的音速,与文献值比较得到,该实验测量值的测量偏差为2.5%左右,验证了本实验系统的可靠性与稳定性。在温度为303.15 K~453.15 K,压力达5.5 MPa范围内,对燃料添加剂异丙醚的饱和液体和过冷液体的音速进行了测量,并依据实验数据给出了异丙醚音速的经验关联式,关联式的计算偏差为0.51%(饱和液体)和0.54%(过冷液体)。     

二乙二醇二甲醚密度和黏度的实验研究

采用振动弦黏度/密度计对二乙二醇二甲醚的密度和黏度进行了实验测量,测量的温度范围为243.15～323.15 K,压力范围为0.1～20 MPa。实验系统密度和黏度测量的不确定度分别为±0.2%和±2%。利用得到的实验数据,分别拟合了二乙二醇二甲醚密度和黏度的关联方程。密度实验数据与关联方程的平均绝对偏差为0.07%,最大绝对偏差为0.19%。黏度实验数据与关联方程的平均绝对偏差为0.83%,最大绝对偏差为2.20%。并对实验数据和文献数据进行了比较。为二乙二醇二甲醚的应用研究提供了基础物性数据。     

R143a气相黏度的实验研究

采用振动盘黏度计对制冷剂R143a的气相黏度进行了实验研究,温度范围为299～338 K、压力范围为0.1～2.69MPa,黏度测量的不确定度为±2.0%.利用得到的实验数据,拟合了R143a的气相黏度方程,黏度实验数据与方程的平均绝对偏差为0.20%,最大偏差为0.97%,可以满足工程应用.     

高温高压下液态水声速的研究——不同状态方程的准确性验证

 研究水的热力学状态方程,对于理解地球及行星科学等起着重要作用,但由于高温高压区域的实验数据较少,该区域的状态方程主要依赖于由低压部分外延或分子动力学模拟计算得到。采用布里渊散射技术测量熔解曲线附近液态水的声速,低温区采用电加热系统,高温区采用激光加热布里渊散射系统,分析比较了由实验测量得到的声速值与用经验状态方程计算的结果之间的差别。结果表明,在温度不超过673 K、压力不超过6.0 GPa的范围内,Abramson方程的计算结果与实验测量结果在误差范围内一致,而Saul 和IAPWS-95的预言值比实验测量值偏高,并且温度越高偏差越大。在压力为21 GPa、温度为890~1 100 K时,实验测量出的水的声速比状态方程预言的结果偏高。     

低密度区二甲醚气相黏度的研究

采用振动盘黏度计对低密度区二甲醚的气相黏度进行了实验研究,温度范围为299～396 K、压力范围为0.1～1.2MPa,黏度测量的不确定度为±2.0%.利用实验数据,将摩擦理论与PR方程结合建立了二甲醚的黏度模型,黏度实验数据与模型的绝对平均偏差为0.40%,最大偏差为1.32%,可以满足工程应用.     

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.     

High pressure viscosity and density measurements of the binary mixture tridecane + 2,2,4,4,6,8,8-heptamethylnonane

Abstract

The dynamic viscosity η of the binary mixture tridecane + 2,2,4,4,6,8-heptamethyl-nonane has been measured in the temperature range 293.15-353.15K (in progressive 10 K steps) at pressures 0.1,20,40,60,80 and 100 MPa. The system is described by 9 molar fractions (0 to 1 in 0.125 progressive steps). The density ρ has been measured at pressures from 0.1 to 65 MPa in progressive 5 MPa steps. The whole set of experimental data represents 378 points for η and 882 for ρ. The measurements of η allow to determine the excess viscosity η^E and the excess activation energy of viscous flow ΔG^E versus pressure, temperature and composition.     

R32/PAG润滑油体系的黏度和质扩散系数实验研究

本文采用光散射法对R32/PAG润滑油混合体系的动力黏度和质扩散系数进行了实验研究,温度范围从293.15～353.15 K,压力范围从0.09～1.26 MPa,共计获得16个数据点。R32/PAG体系的表面波散射特性属于过阻尼区,当温度一定时,R32/PAG混合物的黏度随着R32所占比例的升高而减小。本文黏度、质扩散系数实验数据与所获得模型的平均绝对偏差分别为1.17%、0.15%,可用于R32/PAG制冷系统的优化设计。     

On convection phenomena during high pressure treatment of liquid media

In the current contribution, investigations of the high hydrostatic pressure process up to 400 MPa and temperatures up to 353 K are carried out by means of dimensional analysis. The thermofluiddynamical mechanisms are analysed for three different sizes of a high pressure chamber, two different pressure generation systems and two model-fluids that differ in viscosity. Forced convection during compression/decompression and free convection during constant pressure phase are considered separately. The results contain process parameter study based on dimensionless numbers derived from conservation equations of mass, momentum and energy. Either dimensionless process parameters or the fluid dynamical and thermodynamical time scales are presented as a function of pressure and temperature. Relations according to heat transfer and fluid flow mechanisms during high pressure treatment are discussed.     

A low‐cost X‐ray‐transparent experimental cell for synchrotron‐based X‐ray microtomography studies under geological reservoir conditions

A new modular X‐ray‐transparent experimental cell enables tomographic investigations of fluid rock interaction under natural reservoir conditions (confining pressure up to 20 MPa, pore fluid pressure up to 15 MPa, temperature ranging from 296 to 473 K). The portable cell can be used at synchrotron radiation sources that deliver a minimum X‐ray flux density of 10⁹ photons mm^?2 s^?1 in the energy range 30–100 keV to acquire tomographic datasets in less than 60 s. It has been successfully used in three experiments at the bending‐magnet beamline 2BM at the Advanced Photon Source. The cell can be easily machined and assembled from off‐the‐shelf components at relatively low costs, and its modular design allows it to be adapted to a wide range of experiments and lower‐energy X‐ray sources.     

Viscosity of argon to 5 GPa and 673 K

A rolling-sphere technique has been used to measure shear viscosities of (supercritical) fluid argon in the diamond-anvil cell between the temperatures of 294 and 673 K, up to a maximum pressure of 5 GPa. At these pressures, the viscosities can be fit to a modified free-volume expression. A single correlation between reduced viscosity and reduced residual entropy is shown to give a good account of the current high pressure data, data at lower pressures and those for the sub-critical liquid.     

Application of SH surface acoustic waves for measuring the viscosity of liquids in function of pressure and temperature

Viscosity measurements were carried out on triolein at pressures from atmospheric up to 650 MPa and in the temperature range from 10 °C to 40 °C using ultrasonic measuring setup. Bleustein–Gulyaev SH surface acoustic waves waveguides were used as viscosity sensors. Additionally, pressure changes occurring during phase transition have been measured over the same temperature range. Application of ultrasonic SH surface acoustic waves in the liquid viscosity measurements at high pressure has many advantages. It enables viscosity measurement during phase transitions and in the high-pressure range where the classical viscosity measurement methods cannot operate. Measurements of phase transition kinetics and viscosity of liquids at high pressures and various temperatures (isotherms) is a novelty. The knowledge of changes in viscosity in function of pressure and temperature can help to obtain a deeper insight into thermodynamic properties of liquids.     

喷射器临界背压对喷射制冷系统性能的影响

为了确保喷射器在良好的工况条件下运行,文中针对太阳能喷射制冷系统的工况范围,以R134 a为工质建立了喷射器运行特性计算模型,计算分析了临界背压随喷射器运行工况的变化关系,以及对制冷系统性能的影响。结果表明:喷射器的临界背压随发生温度和蒸发温度的增大而增大,极限喷射系数随发生温度的升高而降低,随蒸发温度的升高而升高;喷射制冷系统COP随喷射器背压(冷凝压力)的升高先保持不变后减小,当Tg=353K,Te=281K和Te=283K时,喷射器分别在Tc=307K左右和Tc=308K左右时,达到临界状态,临界背压分别为0.85MPa、0.88MPa,COP分别为0.2和0.227。     

高温高压下草酸脱羧反应中的拉曼光谱研究

应用水热金刚石压腔结合拉曼光谱技术研究了高温高压下草酸溶液的热稳定,使用拉曼光谱对其脱羧反应及产物进行监测。结果表明低温升温过程中,草酸的拉曼谱图中各个特征振动峰没有发生变化,随着温度的继续升高,其特征振动峰逐渐变弱。达到一定温度后,羧基的拉曼特征峰消失,草酸发生脱羧反应:C2H2O4—2CO2+H2生成CO2和H2。高温高压下草酸发生热分解的温度压力之间呈线性关系,其线性回归方程为P(MPa)=12.839 T(K)-5 953.7,R2=0.99。草酸脱羧反应的摩尔体积变化与温度压力的关系为ΔV(cm-3.mol-1)=16.69-0.002P(MPa)+0.005 2T(K),R2=0.99。     

高压氦气平行极板击穿电压实验研究

为获得高温气冷堆核电站电气设备绝缘设计所需基础数据, 本文设计了一套测量高压氦气绝缘性能的装置. 利用该装置进行了15-20 ℃, 0.1-7 MPa氦气, 间距0.25, 0.35, 0.5 mm平行极板击穿实验. 实验表明: 氦气的绝缘性能远低于空气; 气压越高, 氦气的击穿电压越大, 3.0 MPa氦气的击穿电压与常压空气基本一致; 根据低气压实验数据和巴申定律推导的公式, 在高气压下计算值偏大, 且偏差随着气压和间距乘积的增大不断增大; 提出了可计算0.1-7 MPa氦气击穿电压的简易公式, 同时修正了高气压氦气的巴申公式, 并进行了理论分析.     

单级大功率斯特林型脉管制冷机模拟与实验研究

为了研究大功率斯特林型脉管制冷机中存在的流动的不均匀性、回热器和脉管内的温度不均匀性、制冷机与压缩机的阻抗匹配等问题,本文基于模拟软件Sage设计制造了一台单级大功率斯特林型脉管制冷机并对其进行了初步试验研究。在60 Hz工作频率,充气压力为1.9 MPa时,800 W输入功率下达到最低无负荷制冷温度56.9 K;充气压力为2.0MPa,输入功率为4 kW时制冷量为41.2 W@77 K,与理论模拟结果存在较大差距。实验发现回热器存在严重的温度不均匀性,中部最大温差高达120 K。