一个通用的类氩流体物态方程

为了更好地研究类氩流体的性质,采用理论推导和数值计算方法,通过修正van der Waals方程,加入了影响因子和另外一个参数,提出了一个通用的物态方程。包含了几个已知的物态方程,通过对参数的选择,给出了较好的相图。结果表明:对于类氩流体,由此物态方程所给出的理论结果与实验符合得很好。该研究对于研究类氩流体的一级相变具有一定的参考价值。     

稳态硬四面体流体的维里方程

近期,在由硬正四面体粒子组成的流体系统的研究中取得了一些新的进展,比如,给出了前9阶维里系数,估值了第10阶和第11阶维里系数,给出了该流体的压缩因子与密度的蒙特卡洛模拟结果等.但尚未有好的该流体的物态方程.该文发展了处于稳态的硬四面体流体系统的维里方程,该方程可以兼顾前9阶维里系数和稳态时该流体的压缩因子与密度的蒙特卡洛模拟结果.     

一个新的硬球流体的物态方程

依据硬球流体的高阶维里系数性质,结合硬球流体物态方程的最新进展SK方程(Schultz A J,Kofk D A,2014),给出了一个新的硬球流体的物态方程.通过误差分析发现,新方程相对于SK方程,在低密度稳定区和高密度非稳定区对压缩因子的描述的误差明显降低,精度明显提高.与其它高精度的物态方程比较,在低密度稳态区域新方程的精度仅次于KLM方程;在高密度亚稳态区域新方程的精度仅次于TGM方程;在全密度区间内新方程的精度仅次于TGM方程.     

纯净物第三维里系数经验预估式

维里系数是再现非理想流体热物性必不可少的基本参数。该文改进了Weber对比态型第三维里系数经验预估式,使其与第二维里系数相关联。由于第二和第三维里系数之间的关联性,可以适当改善预估偏差;并且减少了输入参数,与第二维里系数预估式的输入参数相同,仅仅需要临界温度、临界压力、偏心因子和对比偶极;同时改善了对非极性和极性流体的再现情况,预估结果与最新高精度的实验数据和常用预估式的预估结果符合得很好。得到的截断维里方程可以用来很好地再现纯净流体的pVT热力学性质。     

稠密氩等离子体Hugoniot物态方程的研究

采用平面冲击压缩方法产生密度和温度都均匀的氩等离子体,根据辐射高温计记录和飞片速度的测定,通过阻抗匹配方法确定氩等离子体的Hugoniot物态方程,等离子体的温度为1．4－2．2eV,密度为0．0083－0．015g/cm^3。应用Saha模型加Debye-Huckel修正,计算了等离子体的Hugoniot物态方程。测量值和理论计算结果符合较好,说明Saha模型加Debye-Huckel修正能较好地描述该热力学条件下氩等离子体的热力学行为。     

物性参数对纳米流体强化换热的影响

对铜-氩纳米流体在矩形槽通道内流动和换热情况进行了数值模拟,对基础流体和不同体积分数的纳米流体在不同Re下的换热情况进行研究,分析了纳米流体热物性的改变对强化换热的影响.研究表明:相对于基础流体而言纳米流体由于具有较好的导热性能而强化换热,并且纳米流体体积分数越大,其导热性能越好,从而换热能力也越大.对于相同体积分数的纳米流体,其换热系数提高的程度与流体的速度有关系,流速越小,换热系数提高得越大,而随着流速的逐渐增大换热系数提高的程度逐渐下降.     

多体相互作用对固氩物态方程的影响

采用ab initio自洽场(SCF)HFD方法及原子团簇理论,运用Gamess程序定量地计算了最近邻原子间R=2.40-4.00间高压下fcc晶体固氩的两体、三体结合能及物态方程.对原子势能多体展开式的收敛性和截断性做了分析说明.结果显示,固氩在高压区域,两体势对结合能的影响是正的,而三体势对结合能的影响则是负的.在高压区域,两体势对固氩的结合能贡献了过多的排斥效应,加入三体分量的修正后,理论计算能够较好地解释到80GPa的压强.     

多次冲击压缩条件下一氧化碳分子流体的状态方程

本文运用分子流体微扰变分理论和碳的物态方程,计算“铝基板/液态CO/蓝宝石”组合靶条件下CO依次经历第一、二、及三次冲击压缩的热力学状态参量.在考虑CO发生分解反应时,产物中碳的性质分别采用固态金刚石、固态石墨及液态碳三种不同情况描述.理论计算结果与实验数据对比发现,二者之间存在明显偏差.因此本文认为,在多次冲击实验中碳产物的状态可能与现有三相碳物态方程存在较大差异,而如何描述CO的化学和物理变化过程还需要更深入研究.     

Ar-MIP在石英管内传热与流动特征研究

本文利用有限元方法建立了大气压下微波氩等离子体(Ar-MIP)三维模型,数值仿真了氩等离子体在不同时刻的温度、压强、速度等参数的空间分布情况,分析了这些参数的相互影响,探究微波等离子体流动瞬态特征.研究结果表明:等离子体气体温度随着时间增加而增加,其高温分布呈现空间不均匀,导致气压的局部变化,影响了流体的流速和流向,形成热流绕热现象,这是导致炬管内高温区域流体速度减缓的主要原因.     

L-J流体扩散系数的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟的方法,计算了模型流体氩及氩／氪溶液的自扩散系数和互扩散系数．计算结果表明,对不同状态下氩的自扩散系数的计算与实验结果符合较好,误差在10％左右;采用Green-Kubo法和Einstein法计算的扩散系数相等．氩／氪溶液的理想性较好,由径向分布函数计算得到热力学因子Q的数值为1．03。     

R-K状态方程及P-R状态方程下的气-液转变和临界行为

分别由Redlich与Kwong以及Peng与Robinson所提出的状态方程具有许多优越性质,是近年来在计算纯物质热力学函数中用得最多的状态方程.本文以其维里级数展开为基础,利用Pade逼近为工具,讨论了这类气体的气-液转变和临界点附近的行为。     

Dimer与Trimer的量子统计力学

本文根据Dimer与Trimer的特性,提出一个非理想量子气体的模型,并求得玻色子系统三阶维里系数的近似表达式。对~4He系统进行了具体计算,结果与实验值相符。     

工业废渣基复合除磷材料的吸附动力学及热力学分析

以自行开发的高效复合除磷材料(EPRC)为对象,对在不同初始磷浓度、不同温度下的吸附除磷动力学过程进行了分析.结果表明,一级和准二级动力学模型均可较好地反映不同初始浓度下的等温吸附动力学,一级的相关系数略大于二级,可更准确地描述吸附过程.热力学分析表明,在不同温度下,EPRC对磷的吸附焓变均为正值,为吸热过程,且其最小值大干40 kJ/mol;平均吸附能E的能量范围为8～16 kJ/mol.表明该吸附属化学吸附.EPRC在高温下容易吸附磷,反应的△G~O为负值,该过程是自发进行的,其表观活化能小于100 kJ/mol.     

用第二音速维里系数确定分子间势能模型参数研究

利用工质的音速与第二维里系数的关系,推导出第二音速维里系数与分子间势能函数的关系式,提出了一种新的拟合分子间势能模型参数方法.并利用此方法,拟合得到了一些简单流体和制冷剂的的方阱、LJ(6,12)及Kihara等势能模型的参数.与传统方法相比,该法拟合势能参数具有更高的精度.     

泡沫在井筒中流动的水力计算新方法

基于机械能守恒原理,考虑加速度压力梯度项,以Berthelot第二维里系数完善了泡沫流体的状态方程,结合了合理的假设,通过对理论公式推导和化简,得到了非牛顿流体可压缩流动的关于压力的常微分方程.对该方程采用Runge-Kutta方法进行求解,从而能够获得泡沫流体在井筒流动过程中的各水力参数.此方法物理数学意义明确,计算量小,编程方便,且不存在计算结果收敛性的问题.以泡沫正冲砂为例,此方法计算所得结果与文献计算方法所得结果一致,说明此方法具有较高的精度,能够满足工程需要.     

湿空气高温焓湿图绘制原理的理论分析与探讨

本文根据实际气体的压缩因子和维利状态方程,对湿空气的高温焓湿图进行了分析。结果表明:高温焓湿图中相对湿度不仅与含湿量有关,而且与温度有关。     

由特性粘数测算聚合物-溶剂相互作用参数

本文根据Yamakawa两参数理论,并利用Flory-Krigbaum-Orofino(FKO)、修正的Flory-Krigbaum-Orofino(MFKO)、Kurata-Yamakawa(KY)三种模型理论和Krigbaum经验式,通过测定聚合物在溶液中的[η]、[η]θ和分子量来估算第二维利系数A_?,得到聚合物-溶剂相互作用参数X值。结果表明:对于聚苯乙烯-甲苯、聚环氧氯丙烷-环己酮、聚甲基丙烯酸甲酯-丁酮三种柔性链聚合物-溶剂体系,应用FKO、MFKO、KY三种模型理论和Krigbaum经验式所得数据比较一致。对于二酯酸纤维素-环已酮、聚芳酯-四氯乙烷两种分子链刚性较大的体系,除FKO理论以外,也能得到较一致的结果。可以认为,粘度法测定A_2和X值是一种简便、可靠的实验方法。     

空间稳定惯性导航系统中陀螺仪漂移模型系数的辨识

陀螺仪的漂移误差是空间稳定惯性导航系统的主要误差源,对漂移模型系数的准确辨识是保证系统实现长时间、高精度自主导航的关键．独立标定陀螺仪的数据无法全面反映陀螺仪在系统中的特性,必须在系统中实现对陀螺仪漂移模型系数的辨识,为此,分析了系统稳定平台坐标系随动于陀螺坐标系的运动过程,推导出稳定平台的运动微分方程,建立了以陀螺仪漂移模型系数为状态变量的系统方程；以平台上加速度计的输出为观测量,采用扩展卡尔曼滤波器对陀螺仪漂移系数进行估计．仿真实验结果表明,新的陀螺仪漂移系数辨识方法是有效的和准确的．     

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。