环保制冷工质表面张力的实验和理论研究

发布时间：2017-07-19 19:17

  本文关键词：环保制冷工质表面张力的实验和理论研究

  更多相关文章： 表面张力 毛细管上升法 基团贡献 醇水溶液 制冷工质

【摘要】：即将禁用CFC和HCFC类制冷工质,寻找替代的新型环保制冷工质已成为国际上研究的热点。表面张力作为重要的物性数据之一,对沸腾和凝结换热起着关键性作用,是寻找替代工质的重要依据之一。本文致力于环保制冷工质表面张力的实验测量和理论推算两个方面的研究。研制了基于毛细管上升的液体表面张力实验系统,主要包括实验本体、控温系统以及图像采集和处理系统。实验系统的压力测量范围为0~4MPa,温度测量范围为-20~180℃。为了验证实验系统的准确性和可靠性,测量了R 134a温度范围为-15~60℃内饱和液的表面张力,测量结果与相关文献的绝对偏差不超过±0.35 mN.m-1,实验系统总的不确定度小于1.2%。采用基团贡献法的基本原理,开展了液体表面张力的理论研究:考查了纯组分摩尔表面积模型对醇水溶液表面张力推算精度的影响,利用Suarez等人提出的方法,拟合了5种醇类(甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、2-丁醇)的摩尔表面积,并推算了醇水溶液表面相的相对吉布斯吸附和表面层厚度;在四种摩尔表面积模型下,计算了15种二元、4种三元混合制冷工质表面张力,表明:Rasmussen、Paquette摩尔表面积模型计算结果相对偏差最小,可用于计算二元、三元环保型混合制冷工质的表面张力。
【关键词】：表面张力 毛细管上升法 基团贡献 醇水溶液 制冷工质
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB64
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 主要符号表6-10
• 第一章 前言10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 表面张力简介11-12
• 1.3 表面张力的测量方法12-16
• 1.3.1 毛细管上升法12-13
• 1.3.2 吊环法或吊片法13-14
• 1.3.3 最大气泡压力法14-15
• 1.3.4 悬滴法15-16
• 1.4 表面张力理论研究16-17
• 1.5 本文的主要工作17-18
• 第二章 毛细管上升法表面张力实验系统的研制18-36
• 2.1 实验系统19-29
• 2.1.1 实验本体19-21
• 2.1.2 温度控制系统21-27
• 2.1.3 图像采集和处理系统27-29
• 2.2 影响实验测量精度的因素29-30
• 2.2.1 温度稳定时间的影响29-30
• 2.2.2 相机分辨率的影响30
• 2.3 实验系统检验30-34
• 2.3.1 实验步骤30-31
• 2.3.2 实验结果31-33
• 2.3.3 不确定度分析33-34
• 2.4 本章小结34-36
• 第三章 基于基团贡献法的表面张力理论研究36-44
• 3.1 基团贡献法36
• 3.2 基团贡献法算法介绍36-41
• 3.2.1 混合物表面张力36-37
• 3.2.2 活度系数37-41
• 3.3 基团贡献法的计算方法41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 基团贡献法计算混合物表面张力44-62
• 4.1 五种一元醇水溶液44-54
• 4.1.1 研究的意义和背景44
• 4.1.2 纯质摩尔表面积计算模型44-46
• 4.1.3 相对吉布斯吸附和表面层厚度计算46-48
• 4.1.4 计算结果与讨论48-54
• 4.2 二元和三元混合制冷工质54-60
• 4.2.1 研究背景54-55
• 4.2.2 基团贡献法程序的改进55-56
• 4.2.3 计算结果与讨论56-60
• 4.3 本章小结60-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 工作总结62-63
• 5.2 工作展望63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-72
• 攻读学位期间发表的学术论文72

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本文编号：564436