工质对的过量焓对吸收式制冷系数的影响

针对高效吸收式制冷工质对的筛选问题,为了寻求一个新的突破口来提高吸收式制冷系数,对单级吸收式制冷系统中工质对的循环和能量转移过程进行了理论分析。通过将溶液焓"拆分"为溶质焓、溶剂焓和过量焓,发现过量焓可以影响吸收式制冷的制冷系数,并且既可以有利于亦可以抑制吸收式制冷的制冷系数;通过对比分析100%和0%两种极端回热换热器工况下的制冷系数,发现过量焓对吸收式制冷的影响与回热换热器的效率相关。为定量分析过量焓对制冷系数的影响,对H_2O/LiBr、R134a/[HMIM][Tf_2N]和R1234yf/[HMIM][BF_4]3种工质对的吸收式制冷系统进行热力学模拟,结果表明:回热换热器效率较高时,由于过量焓的作用,R1234yf/[HMIM][BF_4]的制冷系数将反高于H_2O/LiBr。     

3种离子液体对脂肪酶催化鱼油酯交换产物ω-3脂肪酸的影响

分别以离子液体[BMIM][BF_4]、[BMIM][PF_6]和[BMIM][Tf_2N]为反应介质,对ω-3脂肪酸(EPA和DHA)质量分数为30.02%的甘油三酯型鱼油和74.38%的乙酯型鱼油进行酶法酯交换反应.首先测定离子液体中特异性脂肪酶TLIM、猪胰脂酶与非特异性脂肪酶Novozyme435的酶活,进一步探究3种离子液体对脂肪酶催化鱼油酯交换产物ω-3脂肪酸的影响.结果表明:上述脂肪酶在3种离子液体中的酶活均显著上升;与非离子液体体系相比,上述离子液体能够在鱼油酶法酯交换反应中使反应产物甘油三酯ω-3脂肪酸的平均得率提高20%以上.其中,当[BMIM][Tf_2N]添加量为4%(质量分数)时,TLIM催化鱼油酯交换产物甘油三酯的EPA和DHA总质量分数达到63.65%,较不加离子液体提高了11.79%.     

以R1234yf为替代工质的喷射制冷循环特性

R134a作为喷射制冷循环的工质可获得较高循环性能,但因其具有较高全球变暖潜能值(global warming potential,GWP),所以将逐步被限制使用或被新型绿色环保制冷剂所替代。本文提出以低GWP值的R1234yf作为喷射制冷循环工质,建立了喷射制冷循环热力学数学模型。分析了以R1234yf、R134a和R600a为工质的喷射制冷循环喷射器的喷射因数、制冷量和性能因数随着蒸发温度、冷凝温度和发生器出口温度的变化关系。研究结果表明:相同的工况下,采用R1234yf为工质喷射制冷循环可获得最高喷射器喷射因数和最大制冷量,但以R1234yf为工质喷射制冷循环所获得性能因数(coefficient of performance,COP)较R134a低7.0%,比R600a高20.2%。综合评价认为:R1234yf为工质的喷射制冷循环性能优于R600a,且与采用R134a为工质的喷射制冷循环性能相当。     

气液饱和溶液黏度实验系统及其性能测试

针对目前国内外对气-液达到平衡状态时其饱和液相黏度实验研究非常少的现状,将相平衡装置与双毛细管法黏度测量装置进行集成,搭建了一套可以用于测量气液饱和溶液黏度的实验系统。通过对纯质乙醇、正庚烷以及离子液体[Hmim][Tf_2N]等的黏度进行测试并与文献值对比,得到3种物质的实验值与文献值的绝对平均偏差分别为1.13%、0.89%和2.15%。在此基础上,测量得到了温度为298.15、323.15和343.15 K时含饱和制冷剂R134a的离子液体[Hmim][Tf_2N]在不同压力、不同溶解度时的黏度实验数据,并将实验数据拟合成温度和组分的多项式形式。通过与方程计算结果进行对比分析,得到实验值与多项式计算值的绝对平均偏差为1.42%,最大偏差为2.86%,验证了文中搭建的气液饱和溶液黏度实验系统的可靠性,可为进一步开展相关研究奠定基础。     

离子液体在水、乙醇及其混合物中的电导率测定

用电导率仪测定了298.15 K条件下多种离子液体,即1-甲基-3-乙基咪唑溴([Emim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑溴([Bmim]Br)、1-甲基-3-丁基咪唑氯([Bmim]Cl)、1-甲基-3-丁基咪唑氟硼酸盐([Bmim][BF4])、1-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯([Mmim][DMP])、1-甲基-3-乙基咪唑磷酸二乙酯([Emim][DEP])、1-甲基-3-丁基咪唑磷酸二丁酯([Bmim][DBP])以及醋酸钾(KAc)在水、乙醇及其混合溶剂中的电导率数据。结果表明,室温离子液体的电导率顺序为：[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]> [Emim][DEP]> [Bmim][DBP],该顺序与离子液体的黏度成反比。离子液体在水中的电导率的次序大致为[Emim]Br>[Bmim]Cl[Bmim]Br[Bmim][BF4]>[Mmim][DMP]>[Emim][DEP]> [Bmim][DBP]。离子液体在水中的电导率高于在乙醇中的电导率,且电导率随浓度的增加均先升高后降低。与醋酸钾相比,溶剂变化对离子液体电导率的影响要小得多。离子液体[Mmim][DMP]和[Emim][DEP]能显著提高乙醇水溶液中乙醇的相对挥发度,且盐析作用[Mmim][DMP]> [Emim][DEP],这与在混合溶剂中电导率的大小次序是一致的。     

含离子液体超临界CO_2微乳液的分子模拟

微乳液的性质与组成和结构密切相关,需要深入认识其聚集体的微观结构。对[bmim][PF_6]、[bmim][BF_4]、[bmim][Ac]这3种离子液体分别构建的Ls-36型超临界CO_2微乳液体系进行了分子动力学模拟研究,结果表明均可以形成稳定的微乳液,且微乳液结构类似。Ls-36尾链在CO_2中的伸展角度受离子液体阴离子结构的影响而有显著不同,[bmim][Ac]体系Ls-36尾链更靠近聚团外表面法线方向,相对于聚团外表面法线夹角范围为30°~70°,微乳液半径值也最大,为3.12 nm。[bmim][PF_6]体系Ls-36尾链相对于法线夹角范围为78°~125°,微乳液半径为2.88 nm。[bmim][BF_4]体系Ls-36尾链更贴近聚团一侧伸展,相对于法线夹角范围为107°~150°,微乳液半径值最小,为2.75 nm。相同表面活性剂浓度、含水量、温度及压力条件下,[bmim][Ac]体系聚乳速度最快、体系更稳定,同时对极性水分子的捕获能力最强,可达93.75%。     

CO_2-[emim][Tf_2N]二元混合体系超额混合焓的预测

针对传统制冷工质对存在诸如氢氟烃的环境问题、氨水的毒性和精馏问题,以及溴化锂制冷温度高和腐蚀结晶等问题,提出一种对环境友好的以CO2为制冷剂与以离子液体[emim][Tf2N]为吸收剂的新型吸收制冷工质对。为了研究CO2-[emim][Tf2N]吸收制冷系统性能,以WS混合规则为桥梁,结合PR状态方程和NRTL活度系数模型,建立GE-EOS热力学模型,得到CO2和离子液体二元混合体系在高温高压下的超额混合焓。计算结果表明:CO2液相摩尔分数大于0.43时,二元混合体系的超额混合焓均为负值,混合为放热过程,说明二元混合体系具有成为吸收制冷工质对溶液的基本特征。同时,利用CO2-[emim][Tf2N]吸收制冷系统进行初步实验研究,实验结果表明,系统制冷系数平均相对误差为16.3%,验证了模型具有较好的计算精度。     

咪唑类离子液体对低压丙酮蒸气吸收性能研究

在303.2~333.2K范围内,采用三釜气液平衡系统测量丙酮与5种咪唑类离子液体的二元气液平衡数据.然后采用非随机(局部)双液体模型(NRTL)关联二元体系的等温气液平衡.最后基于模型,获得了丙酮蒸气在离子液体中的无限稀释活度系数和亨利系数,并评价了吸收过程的Gibbs自由能、焓变、熵变和偏摩尔过量焓变等热力学性质.实验表明,亨利系数随着温度升高而增大,丙酮的无限稀释活度系数均小于1,混合溶液为负偏差溶液,利于丙酮的吸收.延长阳离子侧链烷基长度可缓慢提高丙酮溶解度,但相对于阳离子而言,阴离子对丙酮溶解度影响较大,且按如下顺序递增:[BF4][PF_6][Tf_2N].热力学分析表明丙酮吸收由体系的熵变控制.[Tf_2N]类离子液体吸收熵变值较大,混合溶液热力学稳定性高,与丙酮分子间作用力强,对丙酮溶解性能强.     

二氧化碳及其混合工质跨临界朗肯循环热力学研究

利用热力学仿真的方法,研究纯CO2及其与R32,R1270,R290,R161,R152a,R1234yf和R1234ze共7种有机工质组成的二元混合工质下循环的热效率和?效率.研究结果表明:有机工质添加比上限为70％,超过该比例时回热器热侧出口温度过高,导致循环变为朗肯循环;大部分混合工质热效率随一级透平入口压力p4...     

一种水溶性离子液体作为吸收工质的热工特性研究

 在能源及制冷技术领域,高性能的吸收式能量转换系统的开发有待在循环介质方面寻求突破。离子液体因具有“零”蒸汽压、呈液态的温度区间大、稳定、不易燃、室温下可流动等特性,有可能成为优于目前常规的金属盐类（如LiBr等）吸收剂,并与水构成新一代性能优良的吸收工质对。文中采用水溶性离子液体［BMIM］BF₄和［BMIM］₂SO₄作为研究对象,对它们的热稳定性、流动性、水溶液蒸汽压等进行了实验测试和分析,初步研究了这两类离子液体热工特性,为进一步研究用离子液体作为吸收工质的吸收式热泵和制冷循环提供基础。