黏度和表面張力是物質(zhì)重要的熱物理性質(zhì),對于工質(zhì)的篩選、高效節(jié)能設(shè)備開發(fā)和工藝流程設(shè)計(jì)優(yōu)化均有著重要的意義。本文研制一套可以同時(shí)測量液體黏度和表面張力的表面光散射系統(tǒng),并開發(fā)了數(shù)據(jù)處理程序,實(shí)現(xiàn)了流體黏度和表面張力的高精度測量。相比其他的黏度和表面張力測量方法,該系統(tǒng)具有平衡態(tài)測量、絕對測量、非接觸測量的優(yōu)勢。表面張力是重要的流體界面性質(zhì)參數(shù),影響著界面?zhèn)鳠�、傳質(zhì)及界面上的化學(xué)反應(yīng)。然而,通過實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)點(diǎn)畢竟有限,尤其對于混合物,其工作量相當(dāng)巨大。因此表面張力的推算方法是重要的研究內(nèi)容�；趯Ρ葢B(tài)原理,本文提出了新型的表面張力預(yù)估公式�？蔀楸砻鎻埩Φ墓こ虘�(yīng)用與理論研究提供一定的幫助。本文取得的主要成果有:1.建立表面光散射理論模型,并求解得到相應(yīng)的色散方程。采用了光學(xué)混頻技術(shù)和光子相關(guān)技術(shù)建立了表面波理論和表面光散射的橋梁,同時(shí)分析了外差探測條件下的散射光功率譜和時(shí)間相關(guān)方程。分析了空間相干立體角、散射體積等與表面光散射探測信噪比相關(guān)的重要因素,確定了色散方程中所涉及的波數(shù)的求解方法。2.研制一套可以同時(shí)測量飽和狀態(tài)下黏度和表面張力的表面光散射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)適用于表面光散射實(shí)驗(yàn)的耐高壓樣品池;并設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng),溫度波動度小于±7 mK/2 h。利用C++編寫了求解表面波色散方程的數(shù)據(jù)處理程序。并利用2種參考物質(zhì)甲苯、正庚烷校驗(yàn)了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的可靠性。經(jīng)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)對比和不確定度分析,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)黏度和表面張力測量的不確定度(k=2)分別為2%和1%。3.利用成熟的懸滴液體表面張力系統(tǒng)測量了月桂酸甲酯、戊酸甲酯、丁酸甲酯生物燃料的表面張力值,溫度范圍為303.15~363.15 K。并將其數(shù)據(jù)擬合成關(guān)聯(lián)方程。表面張力實(shí)驗(yàn)值與關(guān)聯(lián)式計(jì)算值最大偏差和平均偏差分別為0.3%和0.001%,0.3%和0.002%,3.5%和2.84%。4.提出了一種新的用于估算流體表面張力的對比態(tài)模型。該模型基于兩參考流體并提出了新的參數(shù)計(jì)算方程,方程包含四個(gè)參數(shù):臨界溫度Tc、臨界比容Vc、臨界壓力pc和偏心因子ω。對30種純質(zhì)制冷劑的表面張力數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn),建立了純質(zhì)流體對比態(tài)模型,其平均偏差為0.175 mN×m~(-1)。本方程在計(jì)算純質(zhì)表面張力方面精確度更高。利用12種制冷劑二元混合物的表面張力數(shù)據(jù)點(diǎn)建立二元混合物對比態(tài)模型。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

物性方程研究以及熱力學(xué)理論發(fā)展，還是對于工業(yè)上高優(yōu)化均有著重要意義。黏度表征著流體分子的輸運(yùn)特性設(shè)備的制造和運(yùn)行成本。表面張力是重要的流體界面性及界面上的化學(xué)反應(yīng)。因此本文研制了精確測量流體黏統(tǒng)裝置，同時(shí)建立流體表面張力值的估算模型，為能源和理論研究。量方法現(xiàn)狀簡介存在氣、液和固三種狀態(tài)，除了氣體和氣體之間不能、液-固和固-固均能形成界面。下面以氣液界面為例， 1-1 所示，界面相可描述為分子熱運(yùn)動激發(fā)的表面波

也稱為吊板法，如圖 1-3 所示，將干凈的平板插入待測加砝碼至天平平衡，根據(jù)平衡有:jc( l t) cos 平板與砝碼的質(zhì)量差；F 為浮力；l 和 t 為浸沒在液體中液體較淺時(shí)忽略式中的浮力 F。如果液體與平板的浸-3）可以簡化為:t) 平板的質(zhì)量和幾何尺寸的條件下，即可通過式（1-4）靜態(tài)測量方法，優(yōu)點(diǎn)在于不需要校正因子，精確控制實(shí)度。但吊板法僅適用于完全浸潤情況，否則會導(dǎo)致測量

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文黏度/Pa s-1；y——速度梯度/s-1；為動力黏度，對于特定的牛頓流體，僅與狀態(tài)參數(shù)有關(guān)而與可以作為基本的狀態(tài)參數(shù)來確定物質(zhì)的狀態(tài)。對于非牛頓流。流體力學(xué)方程中將流體黏度 與密度 ρ 的比值定義為運(yùn)動 / ，單位為 m2 s-1。

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本文編號：2825861