本文關(guān)鍵詞：含氧燃料表面張力實驗研究及黏度實驗系統(tǒng)研制

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【摘要】：表面張力是描述流體氣液界面現(xiàn)象的重要物理量,影響著流體界面?zhèn)鳠帷髻|(zhì)、沸騰換熱和微縮通道的流動。黏度是流體重要的遷移性質(zhì),表征著流體分子的輸運特性。表面張力和黏度是燃料重要的熱物理性質(zhì),影響燃料的噴射、霧化、傳熱、存儲穩(wěn)定性和燃燒等過程,并對發(fā)動機的冷啟動性、功率和排放特性產(chǎn)生重要影響。本文對課題組已有的懸滴法液體表面張力實驗系統(tǒng)進行了改進。改進后的實驗系統(tǒng)解決了原系統(tǒng)存在的結(jié)霧、液體外泄、針管液體回吸、本體調(diào)節(jié)難度大且調(diào)節(jié)時間長以及調(diào)節(jié)時影響兩端加熱筒位置,遮擋拍攝光線,從而無法拍攝高亮光下的液滴圖像等問題。改進后的實驗系統(tǒng)密封效果較好,便于調(diào)節(jié),窗口結(jié)霧在10?15分鐘即可消除,實驗效率得到了有效提高。為了檢驗改進實驗系統(tǒng)的可靠性和精確性,測量了正庚烷在溫度范圍為293.15?373.13 K的表面張力,擬合了計算方程并與文獻值進行了比較,結(jié)果表明,絕大多數(shù)文獻值與本文方程偏差均不超過±1%。通過不確定度分析,改進懸滴實驗系統(tǒng)測量流體表面張力的擴展不確定度為0.44%(k=2)。利用改進的懸滴實驗系統(tǒng),測量了幾種含氧燃料純質(zhì)及其二元混合溶液不同溫度點下的表面張力,其中,純質(zhì)的溫度范圍為298.15?343.15 K,混合溶液的溫度范圍分別為298.15?343.15 K,298.15?333.15 K和303.15?318.15 K。這些結(jié)果填補了含氧燃料與烷烴混合物表面張力實驗數(shù)據(jù)的空白,同時為清潔燃料基礎(chǔ)研究及工程應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支撐。研制了一套可測量黏度的動態(tài)光散射實驗系統(tǒng),包括實驗本體、散射光路、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。按不同體積分數(shù)制備了碳化硅/正庚烷、三氧化二鋁/水、二氧化硅/水三種納米流體并對其分散穩(wěn)定性進行實驗研究。利用動態(tài)光散射實驗系統(tǒng)對穩(wěn)定分散的二氧化硅/水納米流體的粒徑進行了測量,結(jié)果表明體積分數(shù)為0.0025%的二氧化硅/水納米流體顆粒粒徑實驗值的最大偏差為0.513%,平均偏差0.351%,該動態(tài)光散射實驗系統(tǒng)可滿足液體黏度的測量。在此基礎(chǔ)上,采用校準的二氧化硅顆粒穩(wěn)定分散到己酸甲酯中對其黏度進行了實驗研究。
【關(guān)鍵詞】：表面張力 黏度 懸滴法 碳酸二甲酯 動態(tài)光散射
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK407.9
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-8
• 主要符號表8-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 表面張力測量方法現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 表面張力理論簡介13-14
• 1.2.2 表面張力測量方法簡介14-18
• 1.2.3 表面張力測量方法的比較18-19
• 1.3 黏度測量方法現(xiàn)狀19-20
• 1.3.1 黏度理論簡介19-20
• 1.3.2 黏度測量方法比較20
• 1.4 本文的主要工作20-22
• 第二章 懸滴法液體表面張力實驗系統(tǒng)的改進22-28
• 2.1 懸滴實驗系統(tǒng)的改進22-25
• 2.1.1 原實驗系統(tǒng)概述22-23
• 2.1.2 懸滴法實驗系統(tǒng)的改進23-25
• 2.2 實驗系統(tǒng)的檢驗25-26
• 2.3 實驗系統(tǒng)不確定度分析26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 碳酸二甲酯/烷烴二元混合物表面張力的實驗研究28-50
• 3.1 實驗背景及意義28
• 3.2 碳酸二甲酯和烷烴純質(zhì)表面張力的實驗研究28-33
• 3.3 碳酸二甲酯和烷烴二元混合溶液表面張力的實驗研究33-47
• 3.4 本章小結(jié)47-50
• 第四章 動態(tài)光散射實驗系統(tǒng)的研制50-68
• 4.1 光散射技術(shù)的發(fā)展史50-51
• 4.2 測量原理簡介51-53
• 4.3 納米顆粒的分散穩(wěn)定性53-58
• 4.3.1 納米顆粒分散穩(wěn)定性概述53
• 4.3.2 納米顆粒團聚成因及分散方法53-54
• 4.3.3 納米流體的制備54-58
• 4.4 實驗系統(tǒng)58-61
• 4.4.1 實驗本體設(shè)計58
• 4.4.2 動態(tài)光散射實驗系統(tǒng)58-61
• 4.5 實驗過程61
• 4.6 實驗系統(tǒng)檢驗61-66
• 4.7 實驗系統(tǒng)不確定分析66-67
• 4.8 本章小結(jié)67-68
• 第五章 總結(jié)與展望68-70
• 5.1 工作總結(jié)68-69
• 5.2 工作展望69-70
• 參考文獻70-76
• 致謝76-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

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