R1233zd(E)热稳定性及热解机理的实验和理论研究

有机朗肯循环(ORC)是一种前景广泛的热电联产技术,R1233zd(E)是一种在ORC中表现良好的环保型有机工质,有机工质的热稳定性对于工质在ORC中的应用至关重要。本文采用实验和理论方法对其热稳定性及热解机理进行了研究。采用高温高压反应釜研究了热解气态产物、热解固态产物、热解温度区间和压力对热解的影响等。通过ReaxFF模拟方法研究了工质的主要热解路径、压力和分子结构对热解的影响。结果表明,R1233zd(E)热解的主要气态产物是HF和HCl,热解中有黑色固体生成,R1233zd(E)的热解温度区间为250～270?C,压力对R1233zd(E)热解速率无明显影响, R1233zd(E)的热解路径主要有均裂反应和抽提反应两大类。     

高含硫天然气中硫溶解度的热力学一致性评估

甲烷、二氧化碳以及硫化氢是高含硫天然气的主要成分,准确预测硫在天然气中溶解度是高含硫天然气藏开发中最关键问题之一。由于硫化氢的毒性与腐蚀性以及实验通常要在高温高压下进行,目前关于硫在高含硫天然气中溶解度实验数据极其有限。本文针对现有文献中已有的硫在甲烷、二氧化碳以及硫化氢中溶解度的实验数据进行了热力学一致性评估。采用Peng-Robinson状态方程、Wong-Sanlder混合法则以及Van Laar模型建立热力学模型,模型所需要参数由遗传算法拟合得到。计算结果显示,现有的实验数据中,28%满足热力学一致性,44%不完全满足热力学一致性,28%不满足热力学一致性。     

基于ReaxFF模拟的正戊烷热分解机理研究

采用密度泛函理论和ReaxFF力场对正戊烷的热分解机理进行研究,分析了热分解的起始反应路径、温度对热分解的影响,并对正戊烷热分解进行了一级动力学研究。结果表明正戊烷热分解的起始反应主要分为两类:一类为碳碳单键断裂,另一类为碳氢键断裂,其中C2-C3键断裂是主要的起始反应路径。正戊烷热分解的主要产物为氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷和丙烯。经过一级动力学计算得到表观活化能和指前因子分别为224.4 kJ·mol^-1和3.1324×10^14 s^-1。     

纳米通道壁面晶面结构对吸附影响的分子动力学模拟

本文采用分子动力学方法,模拟了流体在晶面结构为FCC100、FCC110、FCC111壁面上的吸附现象,结果表明壁面结构对粒子的吸附有较大的影响.在相同的条件下,三种晶面结构的吸附区产生的吸附作用力不相同,FCC110结构壁面的吸附粒子更贴近壁面,FCC111结构壁面吸附的粒子最多.在纳米尺度下定义壁面相对光滑度来表征...     

页岩气中CH4-C2H6吸附-扩散分子动力学研究

本文采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和分子动力学(MD)模拟方法,对比分析了不同温度、压力和孔径对二元气体(CH4-C2H6)在K-伊利石中的吸附-扩散的影响.结果表明,在低压条件下,K-伊利石对C2H6的吸附能力大于CH4, C2H6优先吸附在K-伊利石孔隙表面.热力学因子随着孔径的增加而减小,C2H6的热力学因子大于...     

混合工质(R227ea/R245fa)有机朗肯循环的动态特性研究

本文以R227ea/R245fa混合物为工质,建立了有机朗肯循环的动态模型,对不同组分混合工质的动态特性表现及稳态性能进行了分析比较。研究发现,系统响应速度与工质的质量流量、换热强度及工质物性都有着密切的联系。工质流量较大及潜热较小的工质系统热惯性更大,其响应时间更长。当混合工质R227ea/R245fa质量配比为0.5/0.5时,系统的净功最大,而最大热效率出现在R227ea/R245fa的质量比为0.4/0.6的工质系统。对于R245fa质量分数较大的工质系统,需要更加注意对蒸发器出口过热度的控制。     

蜡晶对油水界面稳定性的耗散粒子动力学研究

随着油田的不断开发，石蜡结晶和油水乳化作用为含蜡原油的开采、运输和储存带来巨大挑战。本文采用耗散粒子动力学方法研究了石蜡相变结晶对油水界面稳定性的影响。首先，计算了石蜡分子的序参量，揭示了水分子和油分子均会促进石蜡分子形成有序的固态晶体结构。其次，发现随着蜡含量的增加，油–水界面的表面张力逐步提高，石蜡分子会提高油–水界面的稳定性。最后，得到油–水界、蜡–水界面，蜡–油界面表面张力随温度的变化关系(298～348 K)。结果表明，当温度低于308 K，油–水界面和蜡水界面都能维持其界面的稳定性。对于蜡–油界面，当温度高于308 K时，达到石蜡的析蜡温度，石蜡晶体逐步熔化，蜡–油之间的界面张力急剧减小，蜡油界面逐渐消失。