R1233zd(E)在[HMIM][PF6]中的溶解度和扩散系数的实验测量和理论计算

R1233zd(E)具有无毒、环保、不可燃等优点,而离子液体具有较宽的液体温度范围和良好的物理化学性质。R1233zd(E)和离子液体相结合可以成为一种优良的吸收式制冷工质对。测量了R1233zd(E)在[HMIM][PF₆]离子液体中的溶解度和扩散系数,温度测量范围为303.2~343.2 K,压力测量范围为23~140 kPa。为了方便工业化应用,采用NRTL方程和Arrhenius方程对实验结果进行了关联,计算结果和实验数据之间的平均偏差和最大偏差分别为2.45%和6.13%。     

数字全息干涉法测量二元溶液互扩散系数

由一维无限长扩散模型入手,建立了探测光相位与液体互扩散系数之间的数学模型,进而在现有数字全息干涉法的基础上,提出了一种新型的二元液体互扩散系数测量方法。由于该方法直接利用探测光相位求取互扩散系数,因此可有效避免外界噪声信号对实验结果的影响,从而降低了数字全息干涉法对外界光学环境的要求。该方法的互扩散系数测量相对合成不确定度为0.7%。测量了25℃下、0.33 mol/L KCl水溶液的互扩散系数,实验结果与文献值符合良好,验证了该测量方法的可行性。利用该方法,测量了甲醇/环己烷二元系在其不互溶区附近的互扩散系数,揭示了其在该区域的变化规律。依据实验数据,预测了该二元系的热力学亚稳定和非稳定区域的分界线--Spinodal曲线。     

超临界流体物性畸变特性的多尺度研究

为填补超临界流体物性畸变特性的理论空白,本文分别从微观尺度的分子动力学模拟、介观尺度的平均场理论和标度理论及宏观尺度的物性测量实验等方面展开研究。应用分子动力学模拟方法得到了跨越拟临界点时二氧化碳体系的微观结构特性,通过分析双体分布函数等结构参数的变化规律得到了物性畸变的分子动力学机理。基于朗道二级相变理论和标度理论,提出了一种考虑外场的气液相变模型,定量预测了超临界流体在拟临界区附近和趋于临界点时密度、定压比热等热力学量的畸变规律。在宏观尺度方面,本文开展了超临界二氧化碳密度、定压比热、黏度的高精度测量实验,指出了现有物性计算模型的潜在缺陷。研究结果表明,对于不同的超临界流体,临界点和拟临界区附近的物性畸变特性存在普适规律。在相图上,超临界流体区可进一步划分为4个区域：临界点邻域、类气区、类液区和拟临界区。不同区域内,超临界流体特性由不同尺度下的影响机制所主导。     

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。     

基于“汽电双驱技术”的大型燃煤发电机组优化方法

以1 000 MW级超临界燃煤发电机组为研究对象,基于"汽电双驱"的思路提出了5种大型燃煤发电机组的优化设计方案,旨在解决燃煤发电机组中电动机驱动引风机耗能过大的问题。采用汽电双驱优化方法后,引风机动力源范围变宽,对复杂多变的电力形势具有更强的适应能力,引风机可靠性增强。进而计算了小汽轮机输出功率和进汽流量、厂用电率、供电煤耗率和投资回收周期等参数,对比分析了5种优化方案对机组运行性能的影响。结果显示:中高负荷段选用纯凝式汽轮机的方案产生的供电煤耗率增加值低于其余4个方案,但该方案系统较为复杂,投资相对较高。     

阳极效应对电解铝液中氢形成的影响机理研究

采用铝液通氢的方法模拟木条裂解产物氢、H₂O(汽)与铝液作用过程, 利用化学分析、氢分析、扫描电子显微镜(SEM)以及分子动力学方法, 研究了氢及通氢时带入的水与铝液反应过程, 模拟计算氢在铝液中的扩散方式以及影响扩散的关键环节。研究氢、氧化铝夹杂在铝样中的形貌与分布规律, 从微观机制上揭示氢对电解铝液的传质规律。结果表明: 熄效应使铝液氢含量增加, 实验铝液氢含量达到1.266 mL/100 g, 铝液中的Al₃Ti、Al₂O₃共同吸附铝液中的氢形成AlTiOH团簇, 寄生于氧化铝夹杂表面的氢随氧化铝夹杂悬浮于铝液中, 是铝液中氢含量明显升高的原因。     

三种脂肪酸甲酯音速测量与相关热物理性质推算

脂肪酸甲酯（FAMEs）是生物燃料的重要成分,为了获取它们的热物理性质数据,利用布里渊散射法测量了3种脂肪酸甲酯常压下的音速,测量温度范围为293.15~423.15 K（己酸甲酯）、293.15~443.15 K（庚酸甲酯）、463.15 K（辛酸甲酯）。为方便工程应用,将文献数据和本文实验数据拟合成温度的关联式,实验值与关联式计算值的相对偏差绝对平均值为：0.29%（己酸甲酯）、0.24%（庚酸甲酯）、0.27%（辛酸甲酯）。应用音速实验数据,分别结合Wada模型和Auerbach模型估算3种脂肪酸甲酯的密度和表面张力。结果表明,Wada模型可以很好地用来估算密度,而Auerbach模型对表面张力的估算结果与文献值偏差较大。     

水平管降膜蒸发器管外液体流动研究及膜厚的模拟计算

针对应用于空调和制冷系统的水平管降膜式蒸发器,建立了FLUENT数值模拟计算的物理模型。以制冷剂R134a为研究对象,对不同流量、不同布液器开孔孔径、不同管束结构下管外制冷剂液体的流动情况进行了模拟计算;并实现了绕管周方向不同角度液膜厚度的读取。     

Li2CO3-Na2CO3-K2CO3相图的理论预测

熔盐是一种重要的聚光太阳能系统传热流体,多元熔盐混合是满足实际需求的有效方法,而熔盐混合物的相图是其筛选的主要因素之一.该文基于热力学原理及吉布斯自由能对Li2CO3-Na2CO3-K2CO3的相图进行预测与计算,结果显示:该熔盐混合物的共晶点为421.2℃,Li2CO3、Na2CO3和K2CO3的质量分数分别为25....     

不同浓度配比硼酸溶液比定压热容的实验测量

采用高精度的流动型量热法测量了温度在303~396K、压力在0.1~0.5MPa范围内,浓度分别为7000ppm、40000ppm(无杂质)和40000ppm(含杂质)三种配比硼酸溶液的比定压热容。实验系统的温度、压力、比定压热容的测量不确定度分别小于±0.05K、±18kPa、±0.28%。为了验证实验系统的测量精度和可靠性,测量了温度为296~396K、压力为0.1~6MPa范围内纯水的比定压热容,与NIST文献值相比的相对偏差绝对平均值为0.41%。