亚临界和超临界压力下液态正癸烷比定压热容实验研究

为了准确测量液态正癸烷的比定压热容,采用流动型绝热量热法,搭建了一套适用于亚临界和超临界压力下的流体比定压热容测量系统。对温度为311～570 K、压力为0.12～6.02 MPa的正癸烷比定压热容进行测量,结果表明比定压热容随温度的升高而增加,但压力对正癸烷的比定压热容影响较小,并将实验值与文献值进行对比,结果表明两者的最大相对偏差在5.0%以内,平均相对偏差在1.39%以内。将实验值与Guseinov模型和Garg模型两种经验模型进行对比,并在两种经验模型的基础上,提出改进后的比定压热容模型。改进后的模型精度较高,其最大绝对偏差为1.32%,平均相对偏差为0.53%,可为其他碳氢燃料的比定压热容的推算提供基础和参考依据。     

正癸烷高温高压下等压热容测定新方法

针对航空燃料高温高压条件下的等压热容测试,建立了一种新的在线测量装置和测试方法。通过冷、热油对冲混合方式,基于能量守恒原理建立了等压热容的计算公式;基于自制的燃料高温高压流动装置,增加混油和测温部件建立了等压热容测试的实验装置。通过对相关物理量测试不确定度分析,计算得到等压热容的相对扩展不确定度为±3.78%;采用纯水进行标定,验证了该方法测试等压热容的可靠性和精确性。采用航空燃料中的常用组分正十烷,实验测定了在2.1和3.0MPa压力下的等压热容数据,与采用Supertrapp软件的拟合值吻合很好,误差基本在±5%以内。     

含硼溶液黏/密度及比定压热容实验研究

采用振动管法、毛细管法以及流动型量热法分别测量了温度在10-90℃内、压力为0.1 MPa时,含硼质量浓度分别为5000 mg/L和1300 mg/L时含硼溶液的液相密度、黏度、比定压热容,获得了高精度的实验数据.经过分析,密度、黏度和比定压热容的测量扩展不确定度分别小于1.5％,3％和3％(k=2).实验结果表明:随...     

制冷剂比定压热容的推算理论研究

为了探索比定压热容具有良好精度的统一的理论预测模型,把比定压热容看成导出热力性质,采用余函数法,分别基于通用性好、精确度高的Peng-Robinson状态方程(P-R)和改进型的M-H方程(M-H81)推导了比定压热容的计算公式并编写了程序。对于M-H81方程,比定压热容数值的获得需基于最佳化的方程常数,在广泛的温度范围内算得了10种制冷剂的M-H81方程各常数。针对具体的制冷剂研究对象,利用该比定压热容的推算理论就可以进行推算和进一步的验证了。     

高压肉豆蔻酸甲酯比定压热容的实验测量

采用流动型量热法实验系统测量了肉豆蔻酸甲酯的比定压热容,温度测量范围为323.20~393.26 K,压力测量范围为0.11~25.12 MPa。实验系统的温度和压力扩展不确定度分别为0.02 K和5 kPa,比定压热容的相对扩展不确定度为1.45%。基于实验数据,建立了一个可用于高压肉豆蔻酸甲酯比定压热容的计算关联式,其计算值与实验值的相对偏差绝对平均值为0.13%,最大偏差为0.38%。     

一种比定容热容测量装置

比定容热容是基础状态方程建立和工程计算的基础热数据。基于绝热量热法研制了一种比定容热容测量装置,使用混合工质节流制冷机实现大温跨制冷并提供稳定的冷量;通过设置双层被动式控温防辐射屏并自主设计PID控温程序,在整个测量过程中样品容器与防辐射内屏的温差小于0.2 K,有效减小了辐射漏热;温度计内置于样品容器,减小了温度梯度,测温更加准确。通过测量异丁烷在279.10～323.68 K温区的压缩液体比定容热容对实验装置的可靠性进行验证。异丁烷的实验数据与文献数据具有较好的一致性,且与REFPROP 9.1的计算值对比最大绝对偏差为1.63%,平均绝对偏差为0.88%。     

1,2-环己二醇标准摩尔燃烧焓和定压热容测定

采用GR-3500型氧弹量热计实验测定了顺式-1,2-环己二醇和反式-1,2-环己二醇的标准燃烧焓,分别为-3507.043kJ/mol和-3497.8kJ/mol,并用萘作标准物验证测试仪器,其实验测定值与文献值相对误差为0.053%,同时推算出环己二醇的标准摩尔生成热,分别为568.997kJ/mol(顺式)和578.240kJ/mol(反式)。用NETZSCHDSC204型差示扫描量热仪测定了1,2-环己二醇的定压热容,拟合出环己二醇摩尔定压热容与温度之间的函数关系;同时还测定了1,2-环己二醇的熔点和熔化热,为该产品的新工艺开发、工程设计和工业化生产提供了基础数据。     

制冷剂比定压热容的计算分析

利用精确度高的P-R状态方程和M-H81状态方程,采用余函数法对制冷剂的比定压热容进行了理论推算和比较分析。文中选用了10种纯制冷剂和4种混合制冷剂进行了详细的计算和比较,计算结果表明:在气相区,2个状态方程模型的计算精度均在3%左右;在液相区,M-H81型方程模型明显优于P-R方程,其计算精度在10%以内。M-H81型方程模型比P-R方程优越,能更好地预测更宽广温度和压力范围的流体比定压热容。文中的工作初步验证了利用状态方程推算实际流体比定压热容的可行性,为其他基础物性的理论预测提供了坚实的理论思路。     

溴氰菊酯低温热容的测定及热化学性质

采用精密自动绝热量热计测量了溴氰菊酯在80～400 K温区的热容,试样纯度为0.9926（摩尔分数）.在此温区内出现一个固-液熔化相变,其熔化温度T_m、摩尔熔化焓Δ_fusH_m、摩尔熔化熵Δ_fusS_m分别为（372.15±0.02）K,（26.73±0.02）kJ·mol^-1,（71.81±0.06）J·K^-1·mol^-1.报道了该物质在298.15～400 K温区内每隔5 K的热力学函数H_(T)-H_(298.15),S_(T)-S_(298.15),G_(T)-G_(298.15)值.采用DSC法对试样进行了测定,并与绝热量热法进行了比较.用热重法研究了该化合物的热分解行为,得到分解反应动力学参数反应级数n、频率因子A及活化能E分别为1.78,1.15×10⁹min^-1,603.8 kJ·mol^-1.     

周向非均匀加热水平圆管内超临界正癸烷换热特性

针对超燃冲压发动机再生冷却热防护问题,开展了顶部加热和底部加热水平圆管内超临界压力正癸烷换热的模拟研究。探究了两种加热模式下的换热特征和换热差别,阐述了通道外表面热通量、质量流速、运行压力及通道热导率对换热的影响机制。实现了周向平均换热的预测。结果表明：两种加热模式下的浮升力作用不同,通道内壁面周向呈现了不同的管壁温度和热通量分布情况。顶部加热时随周向角增大传热恶化逐渐减弱,底部加热时二次流更强,周向始终存在传热恶化问题。高温流体拟膜态热阻是传热恶化的原因。采用高热导率通道、增加运行压力、降低热质比可以缩小周向壁温和热通量差别。提出的关联式能合理预测周向平均换热情况,满足热防护设计的工程应用。     

萘普生比热容和燃烧焓的测定

用XRY-1C氧弹式量热计测定了萘普生的标准摩尔燃烧焓,其值为-7 026.5 kJ/mol,并用萘作标准物检测了仪器的可靠性,标准摩尔燃烧焓测定值与文献值的绝对误差为4.53 kJ/mol,相对误差为0.088%。结合热力学原理,计算出萘普生的标准摩尔生成焓为-483.5 kJ/mol。用DSC-60差示扫描量热仪测定了萘普生和苯甲酸在不同温度范围内的比定压热容,并建立起比定压热容随温度的变化关系,为萘普生的工艺开发、工程设计以及工业化生产提供了热力学基础数据。     

混合制冷剂比定压热容的理论推算

利用状态方程,采用余函数法对混合制冷剂的比定压热容进行了推算。根据热力学普遍关系式推导了用通用性好、精度高的Peng-Robinson状态方程推算实际流体比定压热容的计算公式。以混合制冷剂HFC152a/HCFC22、HFC152a/HFC32和HFC134a/HFC152a为例,计算了其比定压热容,并与实验数据进行了比较。结果表明:液态HFC152a/HCFC22在温度区间303.15—353.15 K总平均偏差为12.90%;液态HFC152a/HFC32在温度区间313.15—353.15 K的总平均偏差为17.91%;气态HFC134a/HFC152a在温度区间298.15—423.15 K总平均偏差为2.93%。该法可以用于混合工质的比定压热容的理论推算。