本文關(guān)鍵詞：溫度對導(dǎo)熱油粘度影響規(guī)律的研究

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【摘要】：當(dāng)前能源短缺,提高能源利用率來降低能耗成為重點,通常來說可以通過提高傳熱效率和降低流體流動阻力達到節(jié)能目的,而與其他傳熱介質(zhì)相比,導(dǎo)熱油具有熱效率高、傳熱均勻和能耗低等優(yōu)點,這使得導(dǎo)熱油的發(fā)展非常迅速。在導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)中,粘度直接關(guān)系到泵的輸送性、油的流動性和傳熱效果,且對普朗特數(shù)和雷諾數(shù)等物理參數(shù)有著重要的作用。粘度還可以判斷導(dǎo)熱油基礎(chǔ)油的化學(xué)組成,粘度的變化可以說明導(dǎo)熱油分子量和分子結(jié)構(gòu)的變化,一般情況下,裂解使粘度下降,聚合與氧化使粘度升高,油品的組成分子越小,其粘度越低,油品也越穩(wěn)定。因此,準(zhǔn)確地把握溫度對導(dǎo)熱油粘度的影響規(guī)律具有非常重要的作用。本文圍繞溫度對導(dǎo)熱油粘度影響規(guī)律的研究開展了一系列理論分析和實驗研究工作。本文分析了導(dǎo)熱油的基本特性,對其粘度特性進行了重點分析,利用毛細管粘度測量法,搭建導(dǎo)熱油粘度測量實驗平臺,測量了不同溫度下導(dǎo)熱油的粘度,并對實驗數(shù)據(jù)進行了處理分析。主要針對以下幾個方面進行了研究。對導(dǎo)熱油在高溫下的特性變化進行了研究,發(fā)現(xiàn)一種類型的導(dǎo)熱油具有較好熱穩(wěn)定性、抗氧化性和高閃點等優(yōu)點,可以作為實驗過程的傳熱介質(zhì),這種油即為硅油,閃點高達300℃,這樣導(dǎo)熱油粘度在高溫下的測量問題得到解決。基于非牛頓流體與牛頓流體的一系列特殊流動效應(yīng),并針對導(dǎo)熱油進行一連串實驗操作,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)熱油可以認為是牛頓流體。導(dǎo)熱油的粘度可以表現(xiàn)流變性,形成原因是流體分子的熱運動和微團的相對運動使流體間產(chǎn)生摩擦力。導(dǎo)熱油在加熱過程中與氧氣接觸會發(fā)生物理化學(xué)變化,加熱初期導(dǎo)熱油分子發(fā)生重整粘度變小,并不會影響導(dǎo)熱油整體表現(xiàn),熱穩(wěn)定性達到最佳狀態(tài),但加熱溫度若超過一定的范圍,導(dǎo)熱油發(fā)生熱裂解和縮聚反應(yīng),粘度反而加大。因此,實驗過程中只要導(dǎo)熱油處于合理的溫度范圍內(nèi),導(dǎo)熱油與空氣部分接觸并不影響導(dǎo)熱油粘度的測量。研究了導(dǎo)熱油粘度影響因素,相對分子量越大,分子結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,導(dǎo)熱油粘度也越大,導(dǎo)熱油粘度還與壓力相關(guān),在本文實驗中,導(dǎo)熱油處于大氣壓狀態(tài)下,因此壓力對導(dǎo)熱油粘度不會產(chǎn)生太大影響。固體顆粒及其體積分數(shù)會對導(dǎo)熱油粘度產(chǎn)生影響,實驗時要注意導(dǎo)熱油的純凈,避免雜質(zhì)的混入。搭建測量導(dǎo)熱油粘度的實驗平臺,測量實驗樣品在不同溫度下的粘度,將實驗數(shù)據(jù)進行曲線擬合和回歸分析。實驗結(jié)果表明,溫度對導(dǎo)熱油粘度的影響具有明顯的規(guī)律性,粘度與溫度之間具有顯著的變化趨勢,隨著溫度的升高,粘度呈下降趨勢。在低溫范圍內(nèi)導(dǎo)熱油的粘度較大,隨溫度的變化幅度較大,而在高溫區(qū)域粘度較小,隨溫度的變化幅度小,說明導(dǎo)熱油的低溫流動性較差,高溫流動性較好。利用各個粘溫關(guān)系式,根據(jù)最小二乘法原理和G-N迭代法對實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析,并將粘度的實驗值和計算值進行對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn)Walther公式的相關(guān)系數(shù)幾乎接近于1,實驗數(shù)據(jù)點的偏差率大多在1%左右,精確度極高,最適合描述溫度對導(dǎo)熱油粘度影響規(guī)律和兩者之間的關(guān)系。另外,Yaws Carl L等人得出的公式也比較適合描述導(dǎo)熱油的粘溫關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)熱油 粘度 溫度 影響因素 粘溫關(guān)系式
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU833;TK124
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 研究背景12-14
• 1.1.1 能源現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 導(dǎo)熱油產(chǎn)生的效益13-14
• 1.2 國內(nèi)外流體溫度與粘度關(guān)系的實驗研究14-17
• 1.2.1 國內(nèi)相關(guān)實驗研究14-16
• 1.2.2 國外相關(guān)實驗研究16-17
• 1.3 研究目的及意義17-18
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容18-19
• 第2章 導(dǎo)熱油的粘度特性研究19-31
• 2.1 導(dǎo)熱油簡介19-22
• 2.1.1 導(dǎo)熱油的基本特性19-20
• 2.1.2 導(dǎo)熱油的種類20-21
• 2.1.3 導(dǎo)熱油的選擇21-22
• 2.2 粘度22-23
• 2.2.1 粘度的定義22
• 2.2.2 粘度的重要性22-23
• 2.3 導(dǎo)熱油的流變性研究23-27
• 2.3.1 牛頓與非牛頓流體分類23-24
• 2.3.2 流變理論24-25
• 2.3.3 導(dǎo)熱油的流變特性25-26
• 2.3.4 溫度對導(dǎo)熱油粘度影響的分析26-27
• 2.4 影響導(dǎo)熱油粘度因素分析27-30
• 2.4.1 分子量和分子結(jié)構(gòu)的影響27
• 2.4.2 溫度的影響27
• 2.4.3 壓力的影響27-28
• 2.4.4 固體顆粒的影響28-29
• 2.4.5 轉(zhuǎn)速的影響29
• 2.4.6 粘度指數(shù)改進劑的影響29
• 2.4.7 剪切力的影響29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 導(dǎo)熱油粘度測量及計算方法31-47
• 3.1 粘度測定方法研究31-35
• 3.1.1 毛細管法31-32
• 3.1.2 旋轉(zhuǎn)法32-33
• 3.1.3 落球法33
• 3.1.4 振動法33-34
• 3.1.5 粘度測量新方法34-35
• 3.2 導(dǎo)熱油粘度測量實驗系統(tǒng)35-41
• 3.2.1 實驗系統(tǒng)36-38
• 3.2.2 實驗用的傳熱介質(zhì)和實驗樣品38-39
• 3.2.3 實驗方法及注意事項39-40
• 3.2.4 實驗誤差的產(chǎn)生40-41
• 3.3 導(dǎo)熱油粘度計算公式41-43
• 3.4 實驗數(shù)據(jù)的回歸分析原理43-46
• 3.4.1 最小二乘法43-44
• 3.4.2 Gauss-Newton迭代法和改進的G-N迭代法44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 溫度對導(dǎo)熱油粘度影響規(guī)律的實驗研究47-55
• 4.1 實驗測量結(jié)果的影響因素47-49
• 4.1.1 恒溫控制的影響47
• 4.1.2 毛細管粘度計位置的影響47-48
• 4.1.3 毛細管粘度計常數(shù)的影響48
• 4.1.4 人為因素的影響48
• 4.1.5 降低測量誤差的措施48-49
• 4.2 導(dǎo)熱油粘度特性研究49-54
• 4.2.1 實驗數(shù)據(jù)的曲線擬合分析49-51
• 4.2.2 實驗結(jié)果的回歸分析51-52
• 4.2.3 粘溫方程的有效性檢驗52-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 結(jié)論及展望55-58
• 5.1 全文總結(jié)55-56
• 5.2 本文創(chuàng)新點56
• 5.3 進一步的研究展望56-58
• 參考文獻58-61
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果及科研情況61-62
• 致謝62

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王柳磊;寇廣孝;;兩種導(dǎo)熱油和水的粘度對比[J];廣州化學(xué);2017年02期

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本文編號：790070