液相擴(kuò)散系數(shù)是研究傳質(zhì)過(guò)程（傳質(zhì)速率）的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù),在化工、物理、生物、醫(yī)學(xué)及環(huán)保等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。由于理論分析的困難,通常采用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)。本文基于液芯柱透鏡的焦平面成像原理,用等折射率薄層移動(dòng)法對(duì)室溫（25℃）下不同濃度的二甘醇和甘氨酸水溶液的擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)量。通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析,提出了折射率薄層的選取原則�；诠饩�追跡原理,本論文還對(duì)擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬仿真。論文的主要內(nèi)容和結(jié)果如下:1、基于等折射率薄層移動(dòng)法,測(cè)量了室溫下不同濃度的二甘醇水溶液以及不同濃度的甘氨酸水溶液的擴(kuò)散系數(shù),分析了液體折射率薄層選取對(duì)擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量結(jié)果造成的影響。結(jié)果表明:只有當(dāng)選取的液體折射率薄層與所測(cè)量的目標(biāo)溶液折射率相接近時(shí),濃度梯度較小,依據(jù)誤差函數(shù)解得到的擴(kuò)散系數(shù)才穩(wěn)定（標(biāo)準(zhǔn)偏差σ≤0.03×10-5cm2/s）和準(zhǔn)確（相對(duì)誤差≤3%）。2、基于光線追跡原理,將擴(kuò)散系數(shù)視為常數(shù),用Matlab對(duì)不同濃度的二甘醇水溶液以及不同濃度的甘氨酸水溶液擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行數(shù)值仿真。仿真結(jié)果表明,只有當(dāng)選取的折射率薄層接近目標(biāo)溶液折射率時(shí),濃度梯度較小,仿真圖像的“腰”與實(shí)驗(yàn)圖像的“腰”隨... 

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 液相擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量的發(fā)展歷程
        1.1.1 擴(kuò)散
        1.1.2 描述擴(kuò)散的兩種模型——擴(kuò)散與傳質(zhì)
    1.2 測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)的方法
        1.2.1 光干涉法
        1.2.2 Taylor分散法
        1.2.3 膜池法
        1.2.4 液芯柱透鏡焦平面成像法
    1.3 本文的主要工作及研究意義
        1.3.1 主要工作
        1.3.2 研究意義
第二章 等折射率薄層移動(dòng)法測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)的理論基礎(chǔ)
    2.1 Fick定律
        2.1.1 Fick第一定律
        2.1.2 Fick第二定律
        2.1.3 Fick第二定律的常數(shù)解
    2.2 等折射率薄層移動(dòng)法測(cè)量原理
        2.2.1 成像原理
        2.2.2 計(jì)算方法
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于液芯柱透鏡測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)
    3.1 測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)的實(shí)驗(yàn)裝置
    3.2 影響液體折射率測(cè)量的主要參數(shù)
        3.2.1 折射率靈敏度(△f)
        3.2.2 焦距測(cè)量偏差(δf)
        3.2.3 最小可分辨折射率改變量(δn)
        3.2.4 球差
    3.3 核心成像元件的主要參數(shù)
        3.3.1 非對(duì)稱液芯柱透鏡的主要參數(shù)
        3.3.2 雙液芯柱透鏡的主要參數(shù)
        3.3.3 非對(duì)稱柱透鏡和雙液芯柱透鏡的優(yōu)缺點(diǎn)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 用等折射率薄層移動(dòng)法測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)安排
    4.2 液體濃度與折射率之間的關(guān)系
    4.3 不同濃度液相擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量結(jié)果
        4.3.1 不同濃度二甘醇擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量結(jié)果
        4.3.2 不同濃度甘氨酸擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量結(jié)果
    4.4 折射率薄層選取對(duì)擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量的影響
        4.4.1 不同折射率薄層下二甘醇擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量結(jié)果
        4.4.2 不同折射率薄層下甘氨酸水溶液擴(kuò)散系數(shù)測(cè)量結(jié)果
        4.4.3 測(cè)量結(jié)果分析
    4.5 誤差分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 二甘醇和甘氨酸擴(kuò)散圖像的仿真
    5.1 仿真計(jì)算原理
        5.1.1 光線追跡法
        5.1.2 圖像寬度與溶液折射率關(guān)系
    5.2 擴(kuò)散圖像仿真技術(shù)
        5.2.1 擴(kuò)散圖像輪廓仿真
        5.2.2 擴(kuò)散圖像亮度仿真
    5.3 圖像寬度與溶液折射率關(guān)系測(cè)量結(jié)果
    5.4 擴(kuò)散圖像仿真結(jié)果
        5.4.1 折射率薄層接近目標(biāo)溶液的仿真結(jié)果
        5.4.2 折射率薄層偏離目標(biāo)溶液的仿真結(jié)果
    5.5 本章小結(jié)
第六章 基于隨濃度變化的擴(kuò)散系數(shù)對(duì)擴(kuò)散圖像的仿真
    6.1 實(shí)驗(yàn)得到的D(C)關(guān)系式
        6.1.1 二甘醇擴(kuò)散系數(shù)與濃度之間的關(guān)系
        6.1.2 甘氨酸擴(kuò)散系數(shù)與濃度之間的關(guān)系
    6.2 仿真流程
    6.3 基于隨濃度變化的擴(kuò)散系數(shù)的仿真結(jié)果
        6.3.1 折射率薄層接近目標(biāo)溶液的仿真結(jié)果
        6.3.2 折射率薄層偏離目標(biāo)溶液的仿真結(jié)果
    6.4 討論與分析
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 論文工作總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間完成的科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]用液芯柱透鏡快速測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)-折射率空間分布瞬態(tài)測(cè)量法[J]. 孟偉東,孫麗存,翟影,楊瑞芬,普小云.  物理學(xué)報(bào). 2015(11)
[4]采用泰勒分散法測(cè)量蠟分子擴(kuò)散系數(shù)[J]. 陳普敏,韓善鵬,李鴻英,張勁軍.  化工學(xué)報(bào). 2014(02)
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博士論文
[1]用雙液芯柱透鏡測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)方法的研究[D]. 孟偉東.云南大學(xué) 2017
[2]用液芯柱透鏡測(cè)量液相擴(kuò)散系數(shù)的研究[D]. 孫麗存.云南大學(xué) 2016
[3]液體折射率及液相擴(kuò)散系數(shù)的測(cè)量方法研究[D]. 李強(qiáng).云南大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于Zemax的消球差非球面透鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 高姣林.蘭州理工大學(xué) 2017
[2]二元物系液相擴(kuò)散系數(shù)的數(shù)字全息測(cè)量及模型研究[D]. 周密.天津大學(xué) 2013
[3]毛細(xì)通道中溶質(zhì)Taylor分散的數(shù)值模擬[D]. 李響.北京化工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3646281