高精度的遷移性質(zhì)數(shù)據(jù)具有廣闊的應(yīng)用前景,包括基本物理常數(shù)或物理量的精密確定、高質(zhì)量黏度數(shù)據(jù)體系的建立和新的壓力基準(zhǔn)和溫度基準(zhǔn)的建立。對(duì)于常見(jiàn)的熱物理性質(zhì),測(cè)量不確定度已經(jīng)接近了實(shí)驗(yàn)技術(shù)的極限,需要采用理論方法進(jìn)行研究,尋找獲取熱物性數(shù)據(jù)的新途徑。傳統(tǒng)的熱物性實(shí)驗(yàn)裝置具有測(cè)量精度高、溫度和壓力范圍廣的特點(diǎn),但是設(shè)備的重量、體積較大,測(cè)試時(shí)間和樣品量較多。MEMS傳感器具有尺寸小、重量輕、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),開(kāi)展MEMS熱物性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究有望滿足實(shí)際的工程需要,為在線測(cè)量奠定基礎(chǔ)。本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)途徑上分別開(kāi)展了研究。根據(jù)分子動(dòng)力學(xué)理論研究稀薄氣體的遷移性質(zhì),在此基礎(chǔ)上,結(jié)合Vesovic-Wakeham理論研究稠密流體的黏度預(yù)測(cè),同時(shí),開(kāi)展了基于MEMS傳感器的黏度/密度實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究。所取得的成果主要有:1.根據(jù)分子動(dòng)力學(xué)理論,采用第一性原理勢(shì)能,計(jì)算了多種單原子氣體和雙原子氣體低密度時(shí)的遷移性質(zhì)。單原子氣體包括,氦氣及其同位素(氦-4、氦-3、氦-4/氦-3)、氬氣和四種稀有氣體混合物(氦/氖、氦/氬、氖/氬和氬/氪),雙原子氣體為氫氣、氘氣、氫/氘混合物。計(jì)算的遷移性質(zhì)包括黏度、熱導(dǎo)...

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1微型振動(dòng)板傳感器[44]

由振動(dòng)參數(shù)計(jì)算密度和黏度數(shù)據(jù)。美國(guó)斯倫貝謝公司的Goodwin等[44-47]研制了一種微型振動(dòng)板式傳感器，如圖1-1所示，用于流體密度和黏度的測(cè)量，在實(shí)驗(yàn)室條件下測(cè)試了微型傳感器在不同流體中的工作性能，測(cè)量了氬氣、氮?dú)�、水、甲烷、辛烷、甲苯、丙烯等物質(zhì)的密度和黏

圖1-2微型光學(xué)傳感器工作原理

圖1-2微型光學(xué)傳感器工作原理[49]際生產(chǎn)過(guò)程中密度和黏度的重要性，且目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有開(kāi)于MEMS的密度/黏度傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究具有十分重要要研究?jī)?nèi)容熱物性研究現(xiàn)狀進(jìn)行梳理可以發(fā)現(xiàn)，有必要從理論與實(shí)驗(yàn)在本文中，開(kāi)展的工作主要有：力學(xué)理論，采用第一性原理勢(shì)能系統(tǒng)計(jì)算單（雙）....

圖2-1Lennard-Jones(12-6)勢(shì)能選取相互作用的兩個(gè)分子為研究對(duì)象，系統(tǒng)的動(dòng)能包括兩個(gè)部分，一個(gè)是系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)的能量，另一個(gè)是分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能量

上述假設(shè)的基礎(chǔ)上，可以由分子的微觀運(yùn)動(dòng)推導(dǎo)氣體遷移性質(zhì)的計(jì)算方于稀薄狀態(tài)時(shí)，分子間的距離較遠(yuǎn)，可以認(rèn)為分子之間的碰撞為兩兩碰個(gè)或三個(gè)以上分子同時(shí)作用的情況。此時(shí)，分子之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)由他們決定，分為引力和斥力。以簡(jiǎn)單的單原子分子為例，分子間作用力只和關(guān)，因此分子間勢(shì)能V同樣只決....

圖3-1氦-4黏度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)ηexp和本文計(jì)算值ηcal的相對(duì)偏差

度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)ηexp和本文計(jì)算值ηcal的相對(duì)偏差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：■Joh]；○Ross等[59,60]；●Kao和Kobayashi[61]；◇Smith等[62-64]；△Vogel[66]；▽Evers等[67]；▼Berg[68,69]；◆Seib....

本文編號(hào)：3961750