RG-CPA方程计算超临界CO_2-醇体系汽液相平衡

综合考虑缔合作用和密度涨落的影响,将经重整化群修正的CPA方程(RG-CPA方程)扩展到二元体系汽液相平衡的计算。通过一个温度下的汽液相平衡数据回归得到二元交互作用参数,预测其他温度下的相平衡。采用这种方法计算了超临界CO2与醇二元体系的汽液相平衡性质和临界曲线。结果表明,RG-CPA方程预测超临界CO2与醇二元体系的气液相组成和密度具有较高的精度,液相组分平均绝对偏差为0.032,气相组分平均绝对偏差为0.019。与原始CPA方程相比,RG-CPA方程能更好地预测气液临界曲线。

新的水导热系数方程

全面搜集整理了国内外已公开发表的水导热系数的实验数据,并比较分析筛选出了其中可靠的实验数据点作为基准数据。在此基础上,通过多元回归分析和加权最小二乘拟合方法,建立了水的导热系数方程。对4 539个基准数据点的计算结果表明,方程的精度优于IAPWS推荐的现行水的导热系数方程,特别是在高温高压区和临界区,方程的描述精度比原方程有较大提高。

高精度流体热物性实验系统及测试

高精度的流体热物性实验研究是新工质工程应用的必要基础,也是获取部分基础物理常量的重要途径(如声速法测量玻尔兹曼常数k、通用气体常数R)。本文建立了高精度的流体热物性实验系统,包括温度测量和恒温系统、压力测量及真空配气系统,实现了实验系统的自动控制与数据采集。可用温度范围-40～180℃,不确定度为±5 mK;压力范围0～10MPa,不确定度为±50 Pa(0～130 kPa),±100 Pa(130～3000 kPa),±0.01%(3～10 MPa)。进行了HFC-227ea的饱和蒸气压验证性实验,结果表明本系统运行稳定,具有较高测量精度。

PR方程结合HV混合规则计算HFC/HFC和HFC/HC二元混合物气液相平衡

氢氟烃(HFC)/氢氟烃和氢氟烃/碳氢(HC)混合物是两类重要的制冷工质。采用PR状态方程结合Horon-Vidal(HV)混合规则对7种HFC/HFC和7种HFC/HC二元混合物的气液相平衡性质进行了计算,并与PR状态方程结合van der Waals(vdW)混合规则的计算结果进行了对比。结果表明,HFC/HFC体系组元性质比较接近,非理想性不强,vdW混合规则即可达到较理想计算效果,HV混合规则对计算精度的提升有限;对非理想性较强的HFC/HC体系,vdW混合规则对共沸性质的描述不够理想,HV混合规则可以显著提升相平衡的计算精度。

纸张表面墨膜蒸发与渗透干燥的耦合建模

油墨干燥速率是影响印品质量的关键因素之一,干燥通常是油墨溶剂渗透和蒸发共同作用的结果。文中建立了考虑纸张和油墨内部导热、油墨内固体骨架等复杂因素的一维油墨干燥模型。渗透部分基于毛细管束模型,引入了蒸发对油墨黏度的影响;蒸发部分引入了油墨溶剂相分数的概念,分析了各界面处应满足的边界条件,实现了渗透和蒸发的耦合计算。模型揭示了孔隙率对蒸发速率的影响、对流换热系数对渗透速率的影响,能很好地再现实验数据。

CPA方程结合RG理论计算甲醇、水、氨的性质

醇类、水、氨等流体在工业上有着广泛的应用,但由于氢键作用形成分子缔合,使用简单状态方程难以精确描述其热力学性质;而在近临界区,由于浓度涨落的长程关联,使其描述则更为困难。该文在CPA(cubic plus association)状态方程的基础上,用重整化群理论修正Helmholtz自由能来考虑涨落的影响,计算了甲醇、水和氨在近临界和远离临界点区域的p-ρ-T性质。结果表明:该方法显著改善了临界参数和近临界区的气液相平衡数据的描述情况,在单相区的预测精度也较高,适用于缔合流体热力学性质的研究。

RG-CPA方程计算固体在超临界流体中的溶解度

超临界流体广泛地应用于能源动力、制冷空调等多个领域,而固体在超临界流体中的溶解度对于工业过程有较大的影响。工程上常用状态方程计算溶解度,本文将结合了重整化群理论的RG-CPA方程推广到了溶解度的计算中,RG-CPA方程能够准确地描述流体在近临界和远临界区域的热力学性质,有效地克服了经典立方型状态方程无法准确描述近临界区域热力学性质的缺点。采用该方法对7种有机固体在超临界CO_2中的溶解度进行了计算,并与经典方程进行了比较。结果表明,与经典方程相比,RG-CPA方程能更好地再现极接近临界点处溶解度的陡峭变化规律。